AGLOMERACIÓN Y SINTETIZACIÓN
OBTENCIÓN DE MATERIALES 

En la antigüedad los procesos metalúrgicos se fueron desarrollando por técnicas de ensayo y error, ya que las innovaciones en los procesos muchas veces eran el resultado de accidentes o a veces de una imaginación ingeniosa, por ejemplo, alrededor de 4000 a.c. el hombre aprendió a producir cobre y bronce mediante la fusión de menas de cobre y estaño utilizando como combustible el carbón; hoy en día los procesos utilizados para obtener los distintos metales se han desarrollado enormemente en cuanto a la tecnología que se emplea en ellos. En la última etapa de los procesos metalúrgicos se clasifican los procesos en: Pirometalúrgicos, tales como, el secado y la calcinación, además de la tostación de menas de sulfuros, la aglomeración y sinterización de menas de óxidos y sulfuros, el tratamiento de los gases de tostación, la reducción de los óxidos metálicos y la refinación del metal obtenido. Hidrometalúrgicos, tales como, lixiviación, intercambio iónico y extracción por disolventes. 

SECADO Y CALCINACIÓN 

El secado es un proceso mediante el cual se elimina el agua contenida en sustancias como menas o coque, por evaporación. Por el contrario, durante la calcinación se eliminan, agua, dióxido de carbono (CO2) y otros gases, los cuales se encuentran enlazados químicamente en la forma de, por ejemplo, hidratos y carbonatos. En una mena común de hierro carbonatada, los carbonatos que suele contener se descomponen de la siguiente manera en presencia de oxígeno: 4 FeCO3 + O2 2 Fe2O3 + 4 CO2

Para menas carbonatadas de manganeso y de calcio se tienen las reacciones de descomposición siguientes: 3 MnCO3 Mn3O4 + 2 CO2 + CO CaCO3 CaO + CO2 La calcinación al igual que el secado son procesos endotérmicos, por lo cual debe suministrarse calor a una temperatura relativamente elevada, dependiendo de la mena que se este procesando. Después de efectuada la calcinación se obtienen generalmente óxidos metálicos y la mena se encuentra lista para su posterior reducción. En los hornos de calcinación se distinguen tres zonas: a) Zona de precalentamiento: en ésta zona la carga sólida se precalienta a contracorriente con los gases calientes del horno. b) Zona de reacción: en ésta zona tiene lugar la descomposición de los hidratos o carbonatos. c) Zona de enfriamiento: en ésta zona los productos de calcinación se enfrían con aire a contra corriente.

TOSTACIÓN DE SULFUROS 

La tostación es la oxidación de sulfuros metálicos para producir óxidos metálicos y dióxido de azufre, ejemplos típicos son: 2 ZnS + 3 O2 2 ZnO + 2 SO2 4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2 Las menas de cobre, zinc y plomo típicamente se tuestan con el principal propósito de convertir a estas menas en óxidos para su posterior tratamiento de reducción. El dióxido de azufre, por lo tanto, es un subproducto del proceso de tostación. La mayor parte del ácido sulfúrico se obtiene por un proceso en el cual el dióxido de azufre proveniente de la tostación de sulfuros reacciona con más oxígeno, utilizando óxido de vanadio como catalizador, para formar trióxido de azufre mediante la reacción: V2O5 2 SO2 + O2 2 SO3 El trióxido de azufre es un gas que se combina con el agua para obtener ácido sulfúrico líquido mediante la siguiente reacción: SO3 + H2O H2SO4 En muchos países industrializados se producen millones de toneladas de H2SO4 cada año. Éste ácido se utiliza en la manufactura de fertilizantes, papel, detergentes, tintes, plásticos, pinturas y en la industria del hierro, del acero y la del petróleo. Otro tipo de tostación es la tostación clorurante la cual se describe a continuación. El propósito de la tostación clorurante es convertir las menas no ferrosas en compuestos de dos tipos: a) Compuestos solubles en agua, utilizando NaCl y oxígeno a temperaturas entre 500 y 600 C mediante la siguiente reacción MS + 2 NaCl + 2 O2 Na2SO4 + MCl2 El producto tostado se lixivia subsecuentemente en un ácido para recuperar los metales no ferrosos. b) Compuestos volátiles, éste proceso debe realizarse a una temperatura relativamente elevada y puede efectuarse ya sea con cloruro de calcio o con cloro, mediante las reacciones 2 MS + 2 CaCl2 3 O2 + 2 MCl2 + CaO + SO2 MS + Cl2 + O2 MCl2 + SO2 Donde M es un metal no ferroso normalmente Zn o Cu. En general la tostación es un proceso fuertemente exotérmico y se realiza de varias formas, entre ellas: a) Por combustión de un montón o pila de mena. b) En horno de reberbero de solera plana, rastrillando la mena a mano o mecánicamente. c) En horno cilíndrico o rotatorio ligeramente inclinado, de modo de que la carga entra por un extremo, avanza lentamente a través del horno y sale por el otro extremo.  

d) En horno vertical con estantes o pisos múltiples, donde la mena entra por el estante de arriba, gradualmente se eleva la temperatura a medida que desciende aquélla, y pasa a través de cada uno de los pisos sucesivos.

e) En horno de cama o lecho fluidizado, impulsando aire a través de una delgada capa de mena sobre un enrejado en movimiento.

 

AGLOMERACIÓN 

Por aglomeración se entienden los procesos en los que los materiales de granulometría fina, por ejemplo, concentrados de mena, son transformados en terrones más gruesos. La aglomeración se utiliza particularmente si la mena va a ser fundida dentro de un horno de cuba, en el cual el material fino obstruiría el paso del gas. La aglomeración puede ser cualquiera de los siguientes tipos: Briquetado: es la compactación a temperatura ambiente, de mineral con un aglutinante inorgánico normalmente cal, cemento, arcilla o sales metálicas; o puede ser orgánico; petróleo, alquitrán o brea. Luego se somete a un calentamiento en un horno de sinterizar a fin de unir las partículas que están en contacto, dejando todavía gran porosidad al aglomerado formado.

SINTETIZACIÓN 

Es la aglomeración de partículas finas y sueltas en una masa compacta y porosa mediante fusión originada por el calor producido por combustión dentro de la misma mena.

PELETIZACIÓN 

Se realiza en dos etapas, primero se forman aglomerados esféricos con la mena húmeda de 10 a 20 mm por desmenuzamiento y adición de agua en un tambor giratorio y posteriormente se endurecen esos aglomerados por el subsecuente tratamiento térmico en un horno de cuba. 

Bibliografia

http://www.coboce.com/web/documentos/fotosirpa/PPCemento/calcinacion.jpg

http://www.infoacero.cl/catalogo/images_csh/100_Instalaciones/103_Altos_Hornos/103_016.jpg

http://www.pps.k12.or.us/district/depts/edmedia/videoteca/curso3/htmlb/GRA_532.GIF