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Se obtiene principalmente de la casiterita. Se presenta como óxido. También puede encontrarse en el cobre. Color blanco plateado. Dureza: menor que el cinc, mayor que el plomo. A 100ºC es muy dúctil y maleable. Resistente a la corrosión. No se oxida con facilidad con el aire. En presencia de calor se oxida. Se oxida en presencia de ácido nítrico y ácido sulfúrico. El estaño metálico posee dos estructuras cristalinas diferentes, α-Sn y β-Sn. La forma β es la más común puesto que es estable entre 13.2 y 232 ºC y se conoce como estaño blanco; la forma α es estable por debajo de los 13.2 ºC y es más frágil que la anterior, de manera que se suele encontrar pulverizada, esta estructura se denomina estaño gris. El estaño se explota en vetas de casiterita y wolframita asociadas con los batolitos graníticos de las cordilleras Real y de Tres Cruces. En el sur del país se explota en vetas de estaño-plata y estaño- zinc, asociado con stocks porfiríticos. El número de los afloramientos estañíferos alcanza a varios centenares. En todo el mundo no existe otra provincia estañífera comparable a la boliviana por la extensión e intensidad de su mineralización. Mina Viloco Provincia Loayza, a 70 Km al sudeste de la ciudad de La Paz. La mina se encuentra en la cordillera Tres Cruces a una altitud de 4250 m y pertenece a la Corporación Minera de Bolivia. Mina Caracoles La Empresa Minera Caracoles, dependiente de la Corporación Minera de Bolivia, se encuentra en la provincia Inquisivi del departamento de La Paz, a unos 13 Km al NO de Quime. Esta empresa cuenta con las minas Argentina, Pacuni y Carmen Rosa. Mina Colquiri Provincia Inquisivi del departamento de La Paz, 70 Km al norte de la ciudad de Oruro. Las vetas tienen una longitud de 400 a 1500 m y alcanzan profundidades de 120 a 460 m El ancho varía entre 0,20 y 3,0 m generalmente es de 1,50 m. Provincia Polimetálica de Colquiri - La Serena Situada en la provincia Inquisivi del departamento de La Paz. Varios yacimientos filonianos de estaño-zinc-plomo-plata (distrito de Colquiri, La Serena, Caxata y otros) de tipo hipo a mesotermal predominan al sur y están relacionados al fallamiento transversal de los estratos del Paleozoico Inferior. Estos filones tienen hasta 1500 m de longitud, casi 500 m de profundidad y, en forma individual de 1,5 m a 3 m de potencia Se puede observar en lugares estructuras en rosario. Mina San José de Oruro San José esta situada en la misma ciudad de Oruro. Es una de las minas más antiguas de Bolivia. Fue cerrada en 1994. Mina Llallagua Siglo XX Provincia Bustillos del departamento de Potosí. Constituye uno de los depósitos primarios de estaño más grandes del mundo. La mina está a 80 Km al sudeste de la ciudad de Oruro y pertenece a la Corporación Minera de Bolivia. La mina recibe indistintamente el nombre de Llallagua o Siglo XX. En 1986 dejó de operar por el descenso del precio del estaño. Mina Huanuni Provincia Dalence del departamento de Oruro, a 50 Km al sudeste de la ciudad. Pertenece a la Corporación Minera de Bolivia. Huanuni es una de las minas más grandes y productivas del país. Geológicamente, en el área del yacimiento, afloran rocas de la formación Llallagua, consistentes en cuarcitas areniscas y pizarras luego la formación Uncía con pizarras y la formación Morococala con rocas dacíticas. Minas Avicaya Totoral Se hallan ubicadas en la provincia Poopó del departamento de Oruro aproximadamente 60 Km hacia el SE de la ciudad. Estas dos minas, presentan rocas silúricas que conforman un anticlinal regional, en cuyo flanco occidental se alojan las estructuras mineralizadas. Por otra parte, se observan los stocks de Chualla Grande, China Chualla y algunos diques. En estado puro se usa como revestimiento del acero formando la hojalata. Se usa en numerosas aleaciones: -Bronce. -Metal de soldar (soldaduras blandas). -Metal de imprenta. -Aleaciones de antifricción (para cojinetes). -Aleaciones de bajo punto de fusión (fusibles eléctricos). -En la industria aeroespacial. -Ingrediente de algunos insecticidas. -Para disminuir la fragilidad del vidrio. -Para fungicidas, dentífricos (SnF2) y pigmentos. Reducción pirometalúrgica de la casiterita: el mineral ya tratado para separarlo de impurezas se conduce a un horno de reverbero donde se reduce mediante carbón a coque de estaño bruto: SnO2 + 2 C 2 CO + Sn Después se refina para separarlo de impurezas obteniéndose un metal con una pureza del 99,8%. Recuperación electrolítica de la hojalata: la hojalata es acero recubierto de estaño y debido a su gran uso en la empresa conservera se han ideado distintos métodos para recuperar el estaño que contiene. El más económico consiste en meter la hojalata en una disolución de hidróxido de sodio, así se disuelve el estaño y después se obtiene el metal por electrólisis de dicha disolución. FUNDICIÓN TRADICIONAL DE Sn DE BAJA LEY En un baño convencional y en operaciones de fundición de suspensión, tradicionalmente usadas en la fusión de estaño (hornos Reverberos), el problema principal es la correducción del hierro con el estaño. Limitando el nivel final del estaño en la escoria la cual puede ser lograda sin reducción excesiva de hierro. El reciclaje de la aleación estaño / hierro limita la recuperación de estaño. El horno Ausmelt puede disminuir substancialmente este problema al controlar las reacciones de equilibrio y al tomar ventaja de la cinética de las reacciones de reducción/oxidación. La sílice en el concentrado, permite la producción de escorias de hierrosilicato que contienen óxidos de estaño (SnO) y exhibe temperatura líquida baja. Una mezcla de concentrados gravimétricos de jig, son fundidos junto con polvo de reciclaje, espuma de hierro de la refinería, fundentes (caliza, mineral de hierro) y carbón reductor, a una temperatura de 1150 ºC. La cantidad de carbón a ser alimentada es calculada para lograr un nivel de estaño en la escoria de aproximadamente 15 %. El metal es vaciado del horno a intervalos de una hora o cuando la máxima capacidad de la escoria del horno se ha alcanzado, luego de fundir unas 4.5 horas se detiene la alimentación de concentrado antes de continuar con la siguiente etapa del proceso. Donde n, a y b son dependientes del tipo de carbón. El metal producido en esta etapa de fundición contendrá menos del 1% de hierro y es adecuado como alimentación directa al circuito de piro refinación convencional de estaño. Al término de cada etapa de fusión, el baño de escoria es reducido con carbón en trozos por 40 minutos para bajar el nivel de estaño en la escoria a aproximadamente entre 4 y 3 %. Esta reducción es realizada con la lanza en posición alta pero aún sumergida en el baño de escoria. La posición de la lanza alta minimiza el mezclar los baños de metal y escoria, y por consiguiente los previene de alcanzar el equilibrio. Esto resulta en un menor nivel de hierro en el metal de estaño del esperado en los cálculos en condiciones de equilibrio. El metal producido en esta etapa, cuando es diluido con el metal remanente de la etapa de fusión de concentrado (metal que se encuentra en el reactor), producirá una aleación conteniendo no más de 2 % de hierro. El metal es vaciado del horno y combinado con el metal de la etapa de fundición como alimentación para la refinería. El contenido promedio de hierro en el metal de estaño crudo de alimentación a la refinería es de 1 %. Durante el curso de la primera reducción, la temperatura de la escoria se eleva a 1100 ºC. Todos los polvos generados son apilados para su reciclaje en los siguientesciclos de fundición de concentrados. Se alimenta carbón reductor y el nivel de estaño en la escoria se reduce en a menos de 1 % a la media hora de la segunda reducción. Durante esta etapa la temperatura se eleva a 1250 ºC. Al término de esta etapa , se detiene la alimentación del carbón y la lanza es levantada por encima del baño. La escoria es vaciada por un período de 40 minutos como máximo que incluye 20 minutos para la separación de la escoria/ metal o sedimentación y la preparación del horno para el siguiente lote o batch de fundición de concentrado. Se deja una cama de 600 mm. en el horno para que actúe como un baño de arranque del siguiente batch de fundición de concentrado. La aleación de estaño / hierro producida durante esta etapa, es dejada dentro del horno donde su contenido de hierro será bajado por la reacción con la escoria oxidada producida en la siguiente etapa de fusión. El promedio de carbón reductor, puede ser disminuido en la primera hora, de la fundición del concentrado, del siguiente batch ya que el hierro en el metal remanente actuará como reductor Se ha encontrado promedios de reducción más rápidos y eficientes con carbón en trozos medianos, que con el carbón en trozos pequeños. La efectividad del carbón en trozos sugiere que la reacción en el sitio está en la zona de los límites de la interfase sólido - escoria. El carbón en trozos muy gruesos ( mayor a 50 mm) ha demostrado ofrecer una área específica muy pequeña para reacción. Los promedios de reducción son bajos y el carbón que no reacciona tiende a quedarse en el horno flotando generalmente en la superficie de la escoria lo cual afecta la operación. El carbón más fino que 5 mm. o es succionado por la salida de los gases o no es capaz de penetrar lo suficiente en el baño de escoria y se ha encontrado que tal carbón tiene una eficiencia de reducción limitada. El carbón de tamaño entre 5 y 15 mm. parece ser del tamaño óptimo para las reacciones de reducción. El carbón en trozos del tamaño correcto tiende a permanecer en la superficie de la escoria, proporcionando una región de reacción significante donde la escoria es mezclada y puede re-arrastrar el carbón en el baño. Este sistema de reducción de la superficie, asegura que el baño menos próximo a la lanza sea bien reducido, y debido al intenso mezclado del baño, el potencial de oxígeno del baño total es bajo. El Sistema Ausmelt usa mezclas suaves de combustible / aire estiquiométrico reductor inyectado dentro del baño por la lanza para provocar las condiciones de combustión óptimas durante las tres etapas del proceso. El fuego de combustión está disponible directamente al proceso y la eficiencia de combustión es alta. La flama sale por la boquilla de la lanza sumergida e irradia calor directamente al baño de escoria. Esto proporciona una transferencia de calor muy eficiente. La ignición del combustible y el aire inyectado en el baño ocurre en la boquilla de la lanza. Donde n, a y b son funciones del análisis del combustible, lo que produce el calor requerido para : Mantener las temperaturas de operación. Reemplazar el calor perdido por el horno. Proporcionar calor para las reacciones. Este fenómeno se conoce como la interacción de la lanza / aire. Esto sugiere alguna pérdida de eficiencia del combustible. Sin embargo, su efecto en la eficiencia de combustión es visto como muy bajo en operaciones normales. La mayor cantidad de óxido de hierro disuelto en la escoria (óxido férrico), es reducido de vuelta a óxido ferroso, cuando tal porción de la escoria, es mezclada dentro de la zona de reducción. La formación de óxido férrico es controlada de esta manera. La Empresa Metalúrgica Vinto busca integrar las prácticas de gestión ambiental ejemplares a través de sus planeamientos y operaciones de su actividad. Cuenta con Declaratoria de Adecuación Ambiental (Licencia Ambiental) con el número de registro 040101-02-DAA- 003-07, obtenida a través del cambio de titularidad de licencia. La implementación del Sistema de Gestión Ambiental (SGA) está sujeto a la ISO 14001. Control de contaminantes : Los gases y polvos producidos son estrictamente controlados. La escoria, material inerte y no generador de acidez, está siendo utilizado como ripio en caminos de tierra y estudiado en alternativas como agregado de construcción, para asfalto, losetas, cemento y otros. Los efluentes pluviales, sanitarios e industriales son colectados, según su procedencia por un sistema de alcantarillado independiente que los transporta a lagunas de tratamiento para iniciar los procesos de evaporación, oxidación, precipitación y neutralización química. El agua resultante de estos procesos es de clase C y se reutiliza en las zonas forestadas de la Planta. El manejo de la chatarra y los desechos generales, responde a prácticas operacionales continuas según lineamientos ambientales. Se procura reducir el Sn que sea posible sin que lo hagan a la vez los acompañantes. Las escorias ricas en Sn, se funden de nuevo, con exceso de C, obteniéndose aleaciones Sn – Fe. Cabezas duras. Escoria pobre 1 a 3 % Sn En vez de entrar a una nueva fusión, pasan al horno fuming: Metal Escorias desechables con contenidos 10 veces menores Sn. Consiste en la “reducción selectiva de los minerales de estaño (casiterita) que contiene óxidos de hierro por una corriente de hidrógeno y vapor de agua. A temperaturas optimas, es posible realizar la reducción del óxido de estaño, sin reducir simultáneamente el óxido de hierro. 700 ‐ 850° C con una presión atmosférica de agua e hidrógeno de 0.8 a 1.3 atmósferas. En el proceso descrito se recupera el 80 al 90% del Sn en un metálico con 85% de pureza. El residuo, (con el 10% al 20% del Sn en peso) es recuperado por lixiviación, mediante una solución cáustica, electrolizando la solución resultante para obtener el estaño metálico refinado de alta pureza. Es necesario adicionar vapor de agua al sistema de reducción con hidrógeno para favorecer la reducción selectiva de la casiterita evitando la reducción del hierro. Para la producción de hidrógeno es a partir del gas natural mediante el proceso “steam reforming”, donde el gas natural es alimentado dentro del sistema de reforma para producir CO2 ‐ que se utiliza como subproducto (hielo seco, etc.) y el hidrógeno en forma de gas. El otro elemento adicionado en el sistema de reforma es vapor de agua. El CO2 puede asimismo ser utilizado para la producción de carbonato de sodio ‐ previo tratamiento con sal (NaCl). CH4(g) + H2O(g) = 3H2(g) + CO(g) o 52583 59.26TΔG= − ×T (1) Energía libre, reacción de descomposición del metano SnO2 + 2H2(g) = Sn + 2H2O(g) o 20267 24.01TΔG= − ×T (2) SnO2 + H2(g) = SnO + H2O(g) o 12422 13.88TΔG= − ×T (3) SnOSlag + H2(g) = Snmet + H2O(g) o 7845.5 10.13TΔG= − ×T (4) FeOSlag + H2(g) = Femet + H2O(g) o 4453.9 2.82TΔG= − ×T (5) Energía libre de la reducción de SnO y FeO con hidrogeno SnO2 + 2CO(g) = Snmet + 2CO2(g) o 2753.9 8.27TΔG= − ×T (6) SnO2 + CO(g) = SnOSlags + CO2(g) o 3665.3 6.01TΔG= − ×T (7) SnOSlag + CO(g) = Snmet + CO2(g) o 911.4 2.26TΔG= − − ×T (8) FeOSlag + CO(g) = Femet + CO2(g) o 4302.9 5.05TΔG= − + ×T (9) Diagrama: Energía libre, Reducción con CO(g)
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