PRODUCCION DEL POLVO DE COBRE

El objetivo del proceso de concentración es liberar y concentrar las partículas de cobre que se encuentran en forma de sulfuros en las rocas mineralizadas, de manera que pueda continuar a otras etapas del proceso productivo.

Generalmente, este proceso se realiza en grandes instalaciones ubicadas en la superficie, formando lo que se conoce como planta, y que se ubican lo más cerca posible de la mina. El proceso de concentración se divide en las siguientes fases:

Chancado, molienda SAG, flotación, fundición (El concentrado sufre un proceso de fusión. Se separa el eje de la escoria)

La Fabricación de polvos metálicos es el proceso de dejar caer al agua, partículas fundidas, desde una abertura pequeña pasando a través de aire o de un gas inerte.

PROCESO TECNOLÓGICO PARA OBTENER COBRE EN POLVO

Primera etapa: lixiviación en pilas (9g/L)

Segunda etapa: extracción por solvente (SX) (pasa de 9 g/L a 45 g/L )

CELDA EMEW: Es una nueva celda de electrowinning, desarrollada por Electrometals Technologies de Australia. Esta innovación tecnológica es una celda de electro obtención denominada EMEW, que consiste en una cámara tubular cerrada con dos electrodos cilíndricos concéntricos, un ánodo central y un cátodo externo, los extremos se cierran con piezas pláticas, por esta se bombea un alto caudal electrolítico.  El diseño permite la producción de cátodos metálicos o polvos.

 Algunas características de esta tecnología son:

Simple de operar, ya que no tiene piezas móviles No requiere de aditivos químicos No requiere de calentamiento del electrolito Se realiza en un ambiente cerrad, ya que no hay generación de neblina ácida al ambiente

La última característica es una de las más destacada, ya que al no existir una neblina ácida en el ambiente los operadores no necesitan equipo especial de protección o respiradores, esto los lleva a trabajar en un ambiente más seguro, ya que las celdas son enjuagadas con agua antes de cada cosecha, esto evita el contacto con los operarios con el electrolito a todo momento, lo que disminuye la tasa de accidentes y de enfermedades respiratorias.Principales AplicacionesLas principales aplicaciones se encuentran en:

Cobre-   Permite densidades de producción aproximadamente 26 Kg de cobre por metro cuadrado

de cátodo por día-   Alta densidad de corriente a partir de soluciones concentradas.-   Se puede recuperar el cobre que se encuentra diluido (ejemplo el drenaje ácido en una

mina) desde tales soluciones de manera rentable y además ayuda a contribuir al costo del tratamiento

El catodo puede ser descargada pero no recargada.

OXIDACIÓN (ANODO) – REDUCCIÓN (CÁTODO, ELECTRODO + )

OBTENCIÓN DE COBRE EN POLVO POR MEDIO DE CELDAS EMEW

La electro obtención convencional involucra la colocación de un ánodo y un cátodo en un baño de electrolito que recircula lentamente o que esta quieto. Los iones metálicos eventualmente llegan hasta el cátodo para ser depositados.

Con la celda EMEW, el electrolito es recirculado a alto caudal por el ánodo y el cátodo, resultando en mayor eficiencia eléctrica y mayor recuperación.

OBTENCION POLVO DE COBRE http://www.scielo1.unal.edu.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0120-56092010004000024&lng=es&nrm=iso

RESUMEN

Este artículo presenta un método de obtención y caracterización de muestras masivas de cobre con tamaño de grano ultrafino (inferior a 1 µm) y nanocristalino (inferior a 100 nm). La fabricación del cobre se realiza inicialmente por el método de molienda/aleado mecánico, obteniendo un polvo de estructura nanocristalina que posteriormente es consolidado por medio de un proceso de compactación en tibio a alta presión. El cobre masivo es sometido a  caracterización microestructural analizando la evolución del tamaño de grano durante todas las etapas del proceso de fabricación, determinando las condiciones necesarias para desarrollar muestras en una amplia gama de tamaños de grano. La caracterización mecánica indica un incremento en la microdureza hasta valores de 3,40 GPa para el polvo NC sin consolidar. La resistencia a compresión se ve incrementada al reducir el tamaño de grano, obteniendo un límite elástico de 650 MPa para consolidados con tamaños de grano  de ~62 nm.

Palabras clave: cobre, severa deformación plástica, grano nanocristalino y ultrafino, molienda mecánica.

APLICACIONES DEL POLVO DE COBRE

Se ha descubierto que el polvo de cobre supera en capacidad de extinción de muchos agentes.

Polvo de cobre finamente molido (Mesh 300). La finura del polvo hace que este no sea conductivo de la electricidad.

El cobre en polvo es combustible y su inhalación puede provocar tos, dolor de cabeza, mareos, etc, por lo que se recomienda el uso de guantes, gafas y mascarillas en el manejo de de este producto en los centros de trabajo donde se elabore y manipule.

Título : Producción de Polvo de Cobre de Alta Pureza y Tamaño de Partícula Nanométrico, a Través de un Método Biotecnológico

Fecha:  2011-07-06

Descripción / Objetivos: 

El objetivo general del proyecto es producir a escala industrial el producto para abastecer a las industrias que utilizan polvo de cobre ubicadas en Estados Unidos, Europa y Asia.

Resumen : 

El proyecto consiste en la producción de polvo de cobre a través de un método biotecnológico que está basado en la utilización de enzimas. Dicho proceso permite que el producto mantenga las mismas propiedades y aplicaciones que poseen los polvos de cobre obtenidos por métodos tradicionales pero mejora la dispersión en el tamaño de partícula. Mediante la aplicación de enzimas biodegradables en nuestro método de producción evitamos el requerimiento de químicos nocivos tales como la hidracina y/o complejo amonio-cúpricos reduciendo el impacto ambiental de nuestro proceso. Además el gasto de energía eléctrica es casi nulo. En consecuencia obtenemos un polvo de cobre de elevada pureza de granulometría nanométrica y libre de arsénico mercurio e hidracina. Las aplicaciones del polvo de cobre se encuentran en la industria electrónica y microelectrónica (semiconductores y superconductores) para aplicaciones farmacéuticas para el desarrollo de nanomateriales y para la industria aeronáutica.

INTRODUCCION

La metalurgia de polvos es un proceso de producción por medio del cual partes o productos se fabrican comprimiendo polvo metálico dentro de un molde dado; una vez comprimido el polvo se somete a un proceso de calentamiento (sinterizado) lo que proporciona a la pieza propiedades de dureza y resistencia.

Este proceso es el único medio de fabricación que se puede emplear para la obtención de piezas a partir de materiales con puntos de fusión elevados. Otra ventaja que se tiene con este proceso de conformado es que se puede obtener en forma económica la combinación de metales y no metales para la fabricación de piezas, como en el caso de la Industria Eléctrica en la cual las escobillas de motores que son hechas con polvo de cobre, grafito y en ocasiones con estaño y plomo en donde los contactos deben tener conductividad apropiada, pero a la vez ser resistentes al arco eléctrico y al desgaste que se forma al hacer el contacto.

Un punto importante a considerar en la selección de este proceso de conformado es el poco desperdicio de material que involucran las operaciones. Aproximadamente un 97% del polvo que se emplea inicialmente se convierte en producto. Otro aspecto relevante es que los métodos de producción por metalurgia de polvos se pueden automatizar, lo que en un momento permite bajar costos y lograr una alta calidad en el producto.

La metalurgia de polvos consiste en preparar, combinar, mezclar, compactar y sinterizar en un horno. El tamaño de las partículas tiene que ver con su forma, pudiendo considerarse una o más dimensiones. Unas de las formas más simple que se emplea en la medición de la forma de la partícula es su relación entre la dimensión máxima y la mínima.

Otras características de los polvos que se deben considerar es la fricción entre partículas, características del flujo, porosidad, densidad, composición química, características de compactación y formación de películas superficiales

Hay una gran cantidad de productos que se generan, en la actualidad, por métodos metalúrgicos en la cual comprimen polvos metálicos o hacen mezclas en moldes para fabricar piezas para las grandes industrias.

Este método compite económicamente con los procedimientos de desintegración mecánica y con los que tratan polvos de óxidos mediante gases reductores. El método electrolítico se ha aplicado a una gran variedad de metales. En algunos casos se producen depósitos catódicos quebradizos, los cuales son luego objetos de un tratamiento mecánico.

Los polvos metálicos están representados por el tipo de cristales del Grupo III. Son chapados pobres. La producción de polvos viene favorecida por una baja concentración de metal, baja concentración del ión metálico, bajas temperaturas, soluciones no agitadas, soluciones de conductibilidad baja, adición de coloides, aumento de la viscosidad e incrementos notables de la densidad de corriente. Estas distintas variables no producen efecto del mismo orden de magnitud, los efectos son acumulativos e interdependientes; las variaciones de concentración pueden tener mayor importancia que las de temperatura, en donde una agitación vigorosa puede compensar el efecto del aumento de densidad de corriente.

Los polvos precipitados electroquímicamente y que tienen importancia comercial, son de dos clases. Su estructura de cristales sueltos, pueden formarse en la pila, en forma de polvos no adherentes; o bien pueden provenir de la pulverización de depósitos relativamente duros y quebradizos. El cobre, níquel, zinc, plata y plomo constituyen ejemplos de la primera clase; el hierro y manganeso, de la segunda. Si

bien los polvos de plomo, níquel y zinc electrolítico son interesantes comercialmente carecen de importancia, ya que este tipo de polvos pueden conseguirse por otros procedimientos. Industrialmente, tan sólo el manganeso, hierro y cobre electrolítico imperan en el mercado. Los cristales de plata resultan del refinado electrolítico. La desintegración los convierte en polvo.

En la actualidad se fabrican gran número de artículos por medio de la pulvimetalurgia donde comprimen los polvos metálicos en troqueles o hacen mezclas de ellos, aglutinándolos en las piezas ya moldeadas.

En la práctica, las densidades de corriente catódica empleadas son mayores que en el refinado, lo cual da lugar a depósitos esponjosos, ligeramente adherentes, que se extraen periódicamente por medio de rascadores o bien en la circulación del electrolito. En el caso del polvo de cobre, se prefieren electrolitos ácidos de concentración metálica inferior a la usada en el refinado, pero de concentración ácida superior. Si se trabaja con gran densidad de corriente catódica y con desprendimiento de hidrógeno, los cristales, finamente divididos del metal, presentan a menudo apariencia filiciforme vistos al microscopio. Es necesario extraer a menudo el cátodo, ya que los depósitos en la superficie aumentarían hasta el punto de disminuir la densidad de corriente y se obtendría depósitos más gruesos.

La finura del polvo puede variar enormemente, al cambiar la composición y temperatura del electrolito, y la densidad de corriente catódica, así como por la introducción de agentes de adición, compuestos reductores o sustancias que se reduzcan catódicamente y se oxiden anódicamente, pero que no se depositen. Se suele emplear una densidad de corriente catódica diferente de la anódica que generalmente es mayor. El polvo depositado, es lavado, secado en atmósfera inerte o reductora y enfriado hasta la temperatura ambiente.

En Francia se produjeron polvos de cobre electrolítico añadiendo al electrolito materiales coloidales como glucosa tratada por ácido sulfúrico. Se consideraba que el coloide haría posible la producción de polvos finísimos eliminando la evolución del hidrógeno en el cátodo, así como trabajar a rendimientos de corriente más elevados.

Grandes cantidades de polvo de cobre industrial son electrolíticas. Se obtienen por depósito electrolítico utilizando un ánodo soluble y un cátodo inatacable. La etapa electrolítica transforma el cobre macizo en partículas discretas, finamente divididas, de características regulables y reproducibles.

Como es esencial una gran pureza, los ánodos son de cobre refinados electrolíticamente, los cuales se han obtenido utilizándolos como cátodos en la pila refinadora.

Se han realizado numerosos intentos para utilizar ánodos de menor pureza, con lo que se hubieran podido combinar el refinado y la formación de polvos, pero han resultado siempre un fracaso comercial debido a las grandes divergencias existentes entre las características de los productos finales. Se han estudiado ánodos insolubles, pero no han resultado comercialmente factibles para la producción de polvos de cobre de buena calidad.

Los cátodos son chapas de una aleación de plomo. El acero al silicio, los aglomerados de óxido de hierro, diversos aceros inoxidables, la magnetita y el grafito, no han dado resultados satisfactorios.

Los electrodos se disponen en paralelo en cubas forradas de plomo o de plástico poliéster reforzado con fibra de vidrio, siendo frecuentemente inspeccionados, como se hace en la técnica de refinado, para vigilar las irregularidades y asegurar una densidad de corriente uniforme y la eliminación de cortocircuitos en las pilas.

En contraste con la técnica del refinado del cobre, la electrólisis se realiza a densidades de corriente varias veces mayores, a temperaturas más bajas, menores concentraciones y circulación menos intensa.

Regulando a distintos niveles, se producen polvos de cobre comerciales de densidades aparentes que varían entre 1,5 y 3,5 g/cc y del 30 al 98% de partículas de tamaño menor que el correspondiente al tamiz de 130 mallas por centímetro lineal. Ello se hace necesario debido a las demandas tan variadas de la pulvimetalurgia.

El cobre se deposita en el cátodo en forma de partículas discretas (separadas) y se recoge en el fondo de la pila; o bien como depósito poco adherente que extraerse de la pila lavando los cátodos. Periódicamente se saca el barro, se filtra y se lava libre de electrolito. La gran superficie y actividad del polvo de cobre mojado hacen esencial un lavado completo y un secado inmediato, a fin de evitar la oxidación de las partículas de cobre.

El polvo se seca en hornos continuos de atmósfera regulada. Se mantiene condiciones reductoras para eliminar los óxidos superficiales. Los hornos trabajan a temperaturas comprendidas entre 315 y 760°C en atmósferas del 10 al 30% de hidrógeno y 5 a 20% de monóxido de carbono. Las condiciones del horno se regulan muy estrechamente. Debe evitarse la fusión o aglutinamiento excesivo del polvo que formen una masa dúctil.

El contenido de los hornos se llevan a molinos de choque de gran velocidad a fin de disgregar los grumos sin necesidad de una compresión excesiva, ni de templar. El polvo molido demasiado ligeramente, contendrá muchos grumos finos. El polvo molido demasiado fuertemente, contendrá pedacitos, aproximadamente esféricos, o partículas formadas por compresión, que destruirán sus cualidades de compacidad.

El fraccionamiento de tamaños se realiza por tamizados y separación por aire. Las diferentes fracciones se acumulan en recipientes desecados y estancos al aire. La mezcla adecuada de las diferentes fracciones dará los tipos de polvo que se deseen.