tarea n°4 - grupo n°6 aluminio

PROCESAMIENTO DE MINERALESEVALUACIÓN DE PROCESOS MINERALÚRGICOS

Profesor: Hernán VivesAyudantes: Benjamín Albornoz

Diego Quintana

Integrantes: Juan LeivaEduardo VargasIgnacia VegaPedro Zamorano

EVALUACIÓN DE PROCESOS MINERALÚRGICOS 2

Alcances•Tipo de yacimiento y de mineralogía

•Asociaciones mineralógicas y modo de ocurrencia

•Flowsheet del proceso y tecnologías

•Principios fundamentales del procesamiento

•Productos comercializables


Características del Aluminio•Tercer elemento mas abundante en la tierra (7%)

•Metal mas abundante sobre la corteza.

•Excelente conductor de calor y electricidad.

•Ligero, pesa aproximadamente tres veces menos que el acero.

•No se encuentra en estado puro, se encuentra combinado con el oxigeno (Al2O3) llamado Alúmina.

•Bauxita es la principal es el principal mineral del que se obtiene la Alúmina.


Mineral bauxita•Principal mena de Aluminio.

•Formada por oxido de aluminio hidratado AlO3(OH), a partir de un proceso de meteorización.

•Óxidos hidratados:

Bohemita(Al2O3H2O), Diasporo (Al2O3H2O), Gibbsita (Al2O33H2O).

•La alúmina se separa de la bauxita mediante el proceso Bayer.


Yacimientos de bauxita•Origen geológico, producto residual de la meteorización.

•Principales yacimientos en países tropicales y subtropicales.

•Brasil, Jamaica, Australia, Venezuela y Guinea países con mayores reservas de bauxita.


Minerales asociados con la bauxita•Arcilla

•Arena

•Siderita

•Limonita

•Pirita

•Caolinita


Categoría de bauxitas

Rojas •Elevado contenido en hierro y bajo contenido en sílice.

Blancas •Bajo contenido en hierro y elevado contenido en sílice.


Distribución reservas

Fuente: Hydro, New Global Bauxite and Alúmina Business 2012


Distribución producción

• China registro una producción de aluminio primario de 23.3 Mt• Australia registro una producción de bauxita de 81 Mt• Fuente: Mineral Commodity Summaries 2015

47%

7%6%5%

4%3%3%2%

21%

Producción Aluminio Primario 2014

ChinaRussiaCanadaUnited Arab EmiratesIndiaEstados UnidosAustraliaNorwayOther countries

34%

20%14%

8%

8%4%2%2% 8%

Producción Mina Bauxita 2014

AustraliaChinaBrasilGuineaIndiaJamaicaKazakhstanRusiaOtros paises


Extracción

Bauxita

Alúmina

Aluminio


Bayer

Bauxita Alúmina


BayerLa bauxita es secada y triturada hasta un tamaño de 100 mallas, para posteriormente ser tratada con cal caliente, en un proceso de lixiviación por autoclave, en donde el NaOH disuelve el aluminio y no el resto de los metales, como el hierro. Una vez completada esta fase, la solución de aluminato sódico se separa de los lodos en suspensión. Posteriormente, se lleva a un proceso de precipitación, donde la solución es llevada a grandes tanques destinados para esta tarea.


BayerPara el proceso de precipitación, se añade trihidrato de aluminio y se deja enfriar enfriar lentamente. La disolución resultante es llevada a alta temperatura y se concentra en valores más bajos (65-40°C y 100-150 g/l de Na2O). Posteriormente se lleva a un proceso de espesaje y filtrado, y finalmente a calcinación, con el objetivo de extraer el agua libre y combinada. Esto es realizado en hornos que alcanzan temperaturas mayores a los 1.000°C para obtener α-alúmina no higroscópica.


Hall-Heroult

Alúmina Aluminio


Hall-HeroultConsiste en la electrólisis de alúmina disuelta en una mezcla de sales fundidas o baño electrolítico. El fundente adecuado, la criolita, Na3AlF6 permite reducir la temperatura del proceso a unos 1.000ºC (debido al alto punto de fusión de la alúmina). En este sistema la corriente eléctrica continua circula desde el ánodo hacia el cátodo. Al atravesar el baño electrolítico la corriente produce la descomposición de la alúmina disuelta en aluminio metálico y oxígeno. El aluminio se deposita en el fondo de la cuba (cátodo), en tanto que el oxígeno desprendido origina la combustión del polo positivo (ánodo), con formación de CO y CO2 en proporciones que varían en función de las condiciones locales del proceso.


Hall-HeroultFinalmente, el aluminio líquido se extrae desde el fondo por succión. Las reacciones químicas que ocurren dentro de la celda bajo corriente eléctrica continua son las siguientes:

Son transportados hacia el cátodo los iones Na y Al. Éste último precipita en el fondo del baño caliente en forma líquida. Los iones de sodio reaccionan con el anión AlO3

3- para formar aluminato sódico:

Los iones negativos o aniones se dirigen al ánodo, se forma allí alúmina y se desprende oxígeno:

Na3AlF6 ==> 3Na+ + AlF63-

Al2O3 ==> Al3+ + AlO33-

3Na+ + AlO33- ==> Na3AlO3

2AlO33- - 6e ==> Al2O3 + 3/2O2


Reacción celda electrolítica

Consumo de energía en electrolisis: 13-18 KW/Kg de Al


Tecnologías alternativasEl aluminio secundario corresponde a aquel que es obtenido a partir de residuos con contenido de este metal, el cual es fundido y refinado para obtener aluminio de alta pureza o aleaciones de aluminio.

Sustitución de procesos pirometalúrgicos por hidrometalúrgicos: Existe una tendencia al desarrollo de procesos alternativos, como por ejemplo, la aplicación en la etapa de fusión de procesos hidrometalúrgicos. Las principales ventajas que ofrecen los procesos hidrometalúrgicos frente a los pirometalúrgicos, además de la prácticamente eliminación de los efluentes o emisiones gaseosas, es la alta pureza que puede llegar a obtenerse en los productos.


Productos comercializablesI. Aluminio primario

II.

II. Aluminio Secundario

III. Alúmina (p.e. CVG Bauxilum, Venezuela)

• El aluminio se comercializa en forma de lingotes, bloques, chapas, barras (de diversos perfiles), también como alambre.

• Precio spot (10-06-2015): 78.34 c/lb


Flowsheet “PIJIGUAOS” | •CVG Bauxilum, Venezuela.

•Producción de 6 Mt por año de bauxita en Pijiguajos.

•De la bauxita extraída, se realiza la producción de alúmina. Con una capacidad de planta de 2 Mt al año.


Aplicación del aluminio•Utensilios de uso domestico.

•En aleación con el hierro:

Construcción vehículos como aviones, trenes, automóviles.

Edificación de puentes y edificios de muchas plantas.


Conclusiones •La baja densidad, alta conductividad térmica y eléctrica, buenas propiedades mecánicas cuando se usa aleado y bajo punto de fusión, lo que permite su fácil reciclado, son algunas de las propiedades que permiten que sea uno de los metales de mayor utilización industrial y domestica. Es comercializable como alúmina y aluminio.

•Las principales reservas de bauxita se ubican en tres continentes. En áfrica, el principal país con reservas de bauxita corresponde a Guinea, posteriormente se encuentra Australia en Oceánica y, finalmente, Brasil en Sudamérica.

•Proceso Bayer para la obtención de alúmina a partir de bauxita.

•Proceso Hall Herault para la obtención de aluminio a partir de alúmina.


Conclusiones•Proceso Bayer esta formado por las siguientes etapas: acondicionamiento (molienda), lixiviación, precipitación y calcinación.

•Proceso hall Herault corresponde a un tipo de Electrowinning conocido como EW de sales fundidas. debido al alto punto de fusión de la alúmina (2040 °C) se emplea un fundente de criolita (Na3AlF6) para poder llevar a cabo este proceso a escala industrial.


Bibliografía •Ministerio de industria y energía. Guías tecnológicas metalurgia del aluminio.

•U.S. Departament of the interior. (2015). Mineral commodity summaries 2015. U.S. Geological Survey.

•HYDRO. New global Bauxite & Alúmina business. [presentación power point]. Disponible en : http://www.hydro.com/upload/Documents/Presentations/Quarterly/2011/Bauxite_Alumina_presentation_Q1-2011.pdf

•Marín M. Proceso de refinado de alúmina de la bauxita. [presentación power point]. Disponible en : file:///C:/Users/Juan%20Leiva/Downloads/EXTRACCIONALUMINA.pdf

http://www.hydro.com/upload/Documents/Presentations/Quarterly/2011/Bauxite_Alumina_presentation_Q1-2011.pdf

