Diseño y evaluación de instrumentación espectral e hiperepectral para aplicación en la pirometalurgia del cobre

Abstract

Actualmente en los procesos pirometalúrgicos no ferrosos, específicamente en fundiciones de cobre, se tiene un uso limitado de sistemas de monitoreo y control. Esto se debe principalmente a la carencia de instrumentación que permita el adecuado monitoreo operacional de diferentes variables de los reactores. Lo anterior es un tema de gran relevancia ya que es de suma importancia, para estas operaciones, contar con un monitoreo continuo que permita visualizar indicadores de variables criticas como: composición química de fases fundidas, potenciales químicos, potenciales de oxígeno/𝑆𝑂2 y temperatura. Una solución que ha tomado fuerza en este último tiempo en diferentes procesos, es el uso de técnicas espectrales mediante sensores optoelectrónicos, ya que cumplen con los requerimientos de ser no invasivos y de fácil manipulación, lo cual es ideal para los diferentes reactores del procesamiento de concentrados y minerales sulfurados a altas temperaturas. Este tipo de tecnología ya ha sido ampliamente utilizada en la industria siderúrgica, lo que hace prever una potencial transferencia hacia la pirometalurgia del cobre en particular y hacia la pirometalurgia no ferrosa en general. En este documento se presentan dos aspectos relevantes de esta temática. El primero es una revisión bibliográfica de la tecnología optoelectrónica utilizada y en desarrollo para la industria del acero y, el segundo, un análisis del impacto que podría tener la transferencia de este tipo de tecnología a la pirometalurgia del cobre. Desde el punto de vista de la transferencia de tecnología, este documento propone instrumentos para el monitoreo del HFF, medición multiespectral de la composición química de la escoria y las imágenes hiperespectrales para la discriminación de fases. El uso de la tecnología optoelectrónica podría tener un importante impacto sobre la recuperación metalúrgica y producción en las fundiciones de cobre, donde un aumento del 1% en la recuperación metalúrgica, representaría una disminución en las pérdidas de cobre, lo que se podría reflejar como un incremento en los ingresos, cercano a los 6,5 millones de dólares anuales, considerando para una fundición que trata 340 kton/año de concentrado, con una media de 26,4 % de cobre en sus concentrados.