Optimización del Proceso de Tostación de Blenda: Tecnología de Lecho Fluidizado y Recuperación Térmica

Tostación de Blenda

La capacidad operativa de la planta es de 850 t/día de blenda.

Horno y Caldera de Recuperación Térmica

Este sistema comprende:

• El hogar, donde se lleva a cabo la oxidación del ZnS (sulfuro de zinc).
• La caldera de recuperación térmica, utilizada para el enfriamiento del gas y la eliminación parcial de los sólidos que arrastran los gases.

Tratamiento del Agua para el Circuito Vapor-Agua

Consiste en la desmineralización del agua de proceso. Esta agua será empleada en la caldera de recuperación térmica y en los haces del horno, los cuales forman parte del mismo circuito cerrado.

Depuración de los Gases de Tostación

La función principal de esta etapa es eliminar del gas producido las impurezas que arrastra y reducir la temperatura del gas para su tratamiento posterior.

Contacto y Absorción

Proceso clave para la transformación del SO₂ (dióxido de azufre) en ácido sulfúrico, destinado a su comercialización o reutilización en la etapa de lixiviación.

Materia Prima y Productos

La materia prima es un concentrado de zinc que se obtiene mediante un proceso de flotación. La tostación requiere que la mezcla de concentrados tenga una composición química y una granulometría determinadas.

Control de Calidad de la Materia Prima

La relación que existe entre la concentración de Cu (cobre) y Pb (plomo) en el mineral es importante para garantizar una buena marcha operativa del horno. Para controlar el tamaño de las partículas del lecho, se toma una muestra del mismo y se hace pasar por una criba de 1 mm para conocer el porcentaje de rechazo.

Transporte y Almacenamiento de Concentrados

Esta instalación está compuesta por un sistema de tolvas, cintas transportadoras y torres de transferencia.

Eliminación de Cuerpos Metálicos

Para la eliminación de cuerpos metálicos, se ha dispuesto un separador magnético en el extremo de una de las cintas. Este consiste en un electroimán y una cinta que transporta los objetos metálicos adheridos a ella a una tolva de recogida.

Horno de Tostación

Las reacciones que se producen son muy complejas. La reacción más importante es la oxidación del sulfuro de zinc. Mediante esta reacción exotérmica se oxida el ZnS.

Requisitos del Óxido de Zinc (ZnO) Obtenido

El ZnO obtenido debe cumplir unos requisitos estrictos para que se pueda lixiviar posteriormente:

• No contener más de un 0,3% de azufre como sulfuro.
• No contener más de un 1,8% de azufre como sulfato.
• Evitar en lo posible la formación de ferrita de zinc.

Para la tostación de la blenda se emplea un horno de lecho fluidizado. Se basa en obtener una mezcla de blenda y aire, insuflado por la soplante del horno a través de la caja de viento.

Descripción Detallada del Proceso

El aire introducido por la soplante del horno proporciona el oxígeno necesario. El gas producido en el proceso de tostación, junto con parte del mineral tostado de granulometría más fina, es arrastrado hacia la caldera de recuperación térmica.

Manejo del Mineral Grueso (Rebose)

El mineral de grano más grueso se mantiene en el lecho del horno hasta que rebosa por encima de unas chapas. Estas chapas son de diferentes tamaños y se colocan para regular la altura del lecho y, por tanto, la presión en el horno.

Dicho rebose es conducido por dos tuberías a un enfriador o trommel, donde se reduce su temperatura mediante un circuito primario con agua, que a su vez es enfriado en un circuito secundario con agua del mar. Una vez enfriada, la calcina es dirigida hacia un molino de bolas con el fin de conseguir un tamaño de grano adecuado para su tratamiento en el proceso de lixiviación.

Tratamiento de Gases y Finos

El gas, junto con los finos arrastrados del lecho fluidizado, entra en la caldera de recuperación térmica. En ella, el gas se expansiona mediante un aumento en la superficie de flujo y decae la velocidad de las partículas que lo acompañan, precipitando estas. Este proceso se ve ayudado por los numerosos impactos de las pequeñas partículas de calcina sobre los haces del sistema agua-vapor.

Recogida de Calcina Precipitada

Los finos de calcina precipitada en la caldera son recogidos por un transportador de cadenas o redler, y se descargan al trommel.

Las partículas más finas que han logrado atravesar la caldera llegan al electrofiltro de gas caliente, donde son separadas del gas mediante el efecto ionizante de fuertes campos eléctricos. Un transportador de cadenas recoge la calcina precipitada y la devuelve al sistema de recogida aguas abajo del molino. La calcina recogida en este punto ya es de tamaño muy pequeño.

Horno de Lecho Fluidizado

(Sección de cierre que enfatiza la tecnología central del proceso.)