Refinación del Plomo de Obra
El plomo de obra proveniente del alto horno contiene impurezas como As, Sb, Sn, Cu, Bi, y también Ag y Au como elementos valiosos. Para eliminar estas impurezas y recuperar los metales valiosos, el plomo de obra se somete a una serie de operaciones de refinación térmica, obteniendo un metal blando y maleable, apto para su comercialización.
Etapas de la Refinación Térmica
- Espumado
- Ablandamiento
- Recuperación de Plata (Proceso Parkes)
Espumado
Esta operación se realiza en calderos o hornos de reverbero. El plomo de obra se enfría a 350 ºC. Al disminuir la temperatura, disminuye la solubilidad de las impurezas, formándose una costra espumosa (dross) que se retira. La presencia de S, As, Sb y Sn favorece la separación del cobre. Se agrega azufre elemental para reducir la concentración de cobre a menos de 0.005%.
Tratamiento de la Costra Espumosa
La costra se calienta a 1300 ºC con fundentes. Se forman una mata, un speiss y escoria. El plomo líquido se recupera y retorna al caldero. La mata y el speiss se envían a un horno de fusión de cobre, la escoria al alto horno, y los polvos a la planta de sinterizado.
Ablandamiento
Se realiza para separar As, Sb y Sn. Consiste en la oxidación selectiva de estos elementos. Se sopla aire comprimido en el baño de plomo fundido. Existen dos métodos: discontinuo (batch) y continuo.
a) Método Batch
El plomo se calienta a 500 ºC y se sopla aire. Se realizan despumados para retirar las impurezas oxidadas. El primer despumado elimina estaño, el segundo antimonio y el tercero arsénico. La operación dura 24 horas.
b) Método Continuo
El plomo se calienta a 800 ºC y se sopla aire para oxidar el plomo y formar escoria de PbO. El Sn, Sb y As reaccionan con el PbO. Se realiza el desescoriado y la colada del plomo ablandado de forma continua.
Recuperación de la Plata – Proceso Parkes
Este proceso recupera la plata del plomo. Se basa en la formación de compuestos intermetálicos entre el zinc y los metales preciosos. El proceso incluye: desplatado, destilado, copelación y descincado.
Desplatado (Cincado)
Se agrega zinc al plomo a 550 ºC. Se enfría a 470 ºC y se forma una costra con Ag2Zn3 y oro. Se prensa la costra para separar el plomo y luego se destila para separar el zinc. Se realiza un segundo agregado de zinc para recuperar la plata restante. El plomo desplatado se somete a descincado.
Destilado
La costra rica en zinc-plata se calienta a 1150-1200 ºC para destilar el zinc. Se obtiene una aleación plomo-plata-oro que se envía a copelación.
Tratamiento Posterior – Separación del Bismuto
Se agrega calcio y magnesio al plomo para formar costras con bismuto. La separación final del bismuto se realiza por refinación electrolítica, obteniendo plomo con 99.999% de pureza.
Refinación del Zinc
Proceso de Destilación Fraccionada
El zinc impuro se refina por destilación fraccionada, separando plomo, cadmio, hierro y otras impurezas. Se utilizan dos columnas de destilación. En la primera columna, se evapora el zinc y el cadmio. El plomo y el hierro se acumulan en el crisol. En la segunda columna, se separa el cadmio del zinc.
Refinación del Estaño
La refinación del estaño se realiza por espumado, ablandamiento o licuación.
Proceso de Licuación
Se utiliza para eliminar el hierro. El estaño impuro se calienta a 235 ºC en un horno de reverbero. El estaño líquido se cuela, dejando un residuo sólido con hierro y otras impurezas. El estaño purificado puede contener plomo y bismuto, que se eliminan por refinación electrolítica.