Minerales de Hierro

Los minerales de hierro son rocas y minerales a partir de los cuales se puede extraer hierro metálico de forma rentable. Los principales minerales de hierro son:

• Hematita (Fe₂O₃): Óxido férrico que contiene hasta un 70% de hierro. Se presenta en masas terrosas de color rojo.
• Limonita (Fe₂O₃·3H₂O): Óxido férrico hidratado con un 60% de hierro. Presenta masas terrosas de color variable, del pardo al amarillo.
• Magnetita (Fe₃O₄): También llamado óxido magnético. Debido a su magnetismo, se le conoce como piedra imán. Contiene hasta un 70% de hierro.
• Siderita (CO₃Fe): Carbonato ferroso con un contenido de hierro del 48%. Es de color blanco.
• Pirita (FeS₂): Disulfuro de hierro. No es utilizable para la extracción de hierro, pero sí en la industria para la obtención de azufre.

Yacimientos de Hierro en Argentina

Argentina cuenta con varios yacimientos de hierro, entre los que destacan:

• Yacimientos de Sierra Grande (Río Negro): Contiene la mayor reserva ferrífera del país.
• Filo de la Cortadera (La Rioja): El mineral contiene un 50% de hierro.
• Tinogasta y Andalgalá (Catamarca): El mineral se encuentra mezclado con sílice y otras impurezas.
• Manzanito-Nonogasta (La Rioja): Yacimientos de hematita y magnetita con un porcentaje de hierro variable entre 40 y 60%.
• La Quiaca (Jujuy): El mineral es pobre. En su ganga se encuentra manganeso, que podría desempeñar el papel de reductor.
• Zapla (Jujuy): Es un yacimiento de hierro. El mineral es una hematita sedimentaria relativamente blanda.

Ley del Mineral

La ley del mineral es una medida que describe el grado de concentración de recursos naturales valiosos (como metales y minerales) disponibles en una mena. Se utiliza para determinar la viabilidad económica de una operación de explotación minera. Los metales y minerales industriales se expresan como porcentaje de la cantidad de hierro puro que se va a utilizar.

Procesos Previos a la Carga en el Alto Horno

Antes de ser cargados al alto horno, los minerales de hierro pasan por una serie de procesos:

Extracción

Para determinar la rentabilidad de la extracción de estos minerales, se deben considerar los siguientes factores:

• Situación geográfica: Profundidad, consistencia de las tierras, facilidad de transporte, etc.
• Forma de extracción requerida: Cantera, mina, entre otras.
• Naturaleza y calidad de la ganga y de la mena: Se considera, por ejemplo, que la mezcla debe tener un contenido mínimo de hierro de entre el 40 y 50%, y que la ganga no debe contener azufre, fósforo ni arsénico.
• Factores sociales y económicos: Oferta y demanda reales.

Una vez analizados estos factores, se procede con la trituración, molienda, lavado y concentración.

• Trituración: Reduce el tamaño de los trozos de mineral a un valor comprendido entre 8 y 6 pulgadas.
• Molienda: Es una operación unitaria que, a pesar de implicar solo una transformación física de la materia sin alterar su naturaleza, es de suma importancia en diversos procesos industriales. El tamaño de las partículas representa indirectamente áreas, que a su vez afectan las magnitudes de los fenómenos de transferencia, entre otras cosas.
• Lavado: Es un proceso de disolución o lixiviación mediante el cual se elimina, por aplicación de agua, uno o más componentes de una mena que son solubles en ella. Posteriormente, se separa la parte no disuelta de la mena.
• Concentración: El concentrado es la separación de los minerales valiosos de los estériles para obtener un alto contenido de la parte valiosa, que puede ser comercializado en el procesamiento de las fundiciones.

Funcionamiento del Alto Horno

Entradas, Procesos Internos y Salidas

En el alto horno se introduce el mineral de hierro (magnetita, siderita, limonita o hematita), el combustible (carbón de coque) y el fundente (piedra caliza o arcilla). Estos materiales se transportan a través de una cinta transportadora y se vierten en el tragante, que tiene un doble cierre de campanas para evitar la pérdida de gases. Dentro del alto horno se produce una combustión que alcanza los 1800 °C, gracias al aire insuflado por las toberas.

Una vez que todos los materiales están licuados, se extrae el arrabio líquido por una piquera de arrabio. El arrabio se coloca en vagones termo para su transporte, los cuales tienen la función de homogeneizar la materia.

Por otra piquera de escoria, ubicada más arriba que la anterior, se extrae la escoria.

Instalaciones Accesorias del Alto Horno

Estufas Cowper

Las estufas Cowper tienen como fin aprovechar la energía sobrante de los gases de escape del alto horno. Como estos gases contienen CO, CO₂, polvos de carbón y partículas de mineral y fundente, es imprescindible limpiarlos para garantizar la duración y el mantenimiento de las estufas. El proceso de limpieza consta de dos pasos:

1. Reducir la velocidad del gas para depositar las partículas más gruesas.
2. Hacer pasar los gases por un campo magnético, obteniendo así un gas limpio para su utilización en las estufas.

Filtros de Gas

El gas que sale del alto horno se dirige a la planta de purificación para extraer el polvillo. Ingresa en la trampa de polvo, donde las partículas más pesadas se adhieren a la campana, se escurren y caen al fondo. Las partículas más pequeñas pasan junto con el gas al lavador de gas. Una vez realizado este proceso, el gas sale limpio y se deposita en el gasómetro, un tanque de gas a presión atmosférica.

Horno Siemens-Martin