Concepto de Procesos Pirometalúrgicos

Los procesos pirometalúrgicos, se utilizan en la metalurgia y electrometalurgia respectivamente, durante la extracción y refinación de los metales, por medio de la aplicación de calor, como por ejemplo en la fundición. Son los métodos más rutinarios en la obtención de sólidos inorgánicos, a partir de los minerales, excluyendo la ganga (sales u otros compuestos sin utilidad) al extraer la mena, la cual es descartada para aprovechar el metal que se localiza dentro de un mineral. Todos los procedimientos son altamente contaminantes para el medio ambiente.

Procesos Pirometalúrgicos

En pirometalurgia, cuando se logra la eliminación de la ganga, o por lo menos gran parte de ella, comienza el proceso de extracción del metal; esta maniobra se basa principalmente en una pérdida química, pues es necesario convertir el sólido desde su valor de oxidación positivo (con el cual se manifiesta en el mineral).

Dicha transformación puede realizarse de dos maneras diferentes:

  1. Por procedimiento térmico, que incluye otros como: la calcinación, tostación y reducción; los que a su vez son trabajados con temperaturas altas, generadas mediante la quema de sustancias inflamables, la gran mayoría de metales son obtenidos por esta vía.
  2. Aplicando electrólisis a los silicatos presentes en los metales reductores, como son los alcalinos, alcalinotérreos e igualmente en el aluminio. Una diversidad de metales como el níquel, hierro, cobre, estaño, oro y plata, se adquieren desde el mineral inorgánico o su concentración a través de la pirometalurgia.

Los procesos pirometalúrgicos básicos son:

  • Secado: a través de esta operación se erradica la humedad del mineral, estos se procesan con gases calientes que se obtienen por medio de la ignición de comburentes fósiles. La temperatura del procedimiento es de 104,8 °C, existen varias clases de aparatos para efectuar dicha técnica, por ejemplo el secador de banda.
  • Calcinación: se descomponen los óxidos del mineral con la aplicación de calor, dicho proceso consiste en calentar un compuesto usando una temperatura muy elevada, pero más baja que su punto de fusión, para causar la elusión térmica o una alteración de estado en su conformación natural o química.
  • Tostación: es una etapa en la cual se procesan los sulfuros metálicos, se trata del calentamiento del mineral mediante el oxígeno contenido en el aire, esto a su vez favorece la producción del óxido en el metal y del dióxido de azufre en forma de gas. Este fluido puede ser utilizado posteriormente en la elaboración del ácido sulfúrico, previniendo de este modo la contaminación del entorno, ya que es uno de los éteres que provocan la lluvia ácida. Este proceso se efectúa en hornos de tostación que presentan diferentes diseños, entre otros tenemos: el oxidante, magnetizante, sulfatante, clorurante, carbonizante, segregante, volatilizante y los reductores.
  • Reducción: consiste en la adquisición del metal libre a través del óxido metálico en el cual, el mineral presenta una oxidación positiva; en dicha operación se utiliza un reductor, que la mayoría de las veces suele ser el carbón, monóxido de carbono, hidrógeno u otro material que sirva para tal proceso. Igual que en la calcinación, este método se lleva a cabo a través de hornos de distintos modelos y tamaños. Algunos metales de forma natural se localizan en forma de óxidos, otros aparecen como sulfuros y por ello, primero deben ser tostados para luego ser transformados en óxidos; cuando aparecen como carbonatos son sometidos previamente a una calcinación.
  • Fusión: es una fase de concentración, en la cual una porción de los residuos se aglutinan para constituir un elemento liviano denominado escoria. El fin de este procedimiento, es modificar el estado sólido de los materiales y precipitados a través del calor intenso (1200 a 1380°C), para convertirlos en líquidos.

Ventajas y desventajas de los procesos pirometalúrgicos:

  1. Desarrollan una acelerada velocidad en sus distintas reacciones.
  2. Son excelentes para trabajar materias primas diversas y complejas.
  3. Pero con frecuencia es necesario reincidir en las fases de obtención.
  4. Además, generan contaminación ambiental debido a los residuos vaporosos como el dióxido de azufre (SO2).