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Medición de la concentración y densidad del H2SO4 en la minería del cobre

El cobre se obtiene por la extracción de cobre sulfide minerales, que tienen un contenido de cobre de ~ 2 wt%. La producción de metal en bruto incluye una amplia variedad de pasos de proceso.

Analizador Vigilancia del ácido sulfúrico

Estudios de caso sobre el ácido sulfúrico en la minería del cobre


Beneficios Medición de ácido sulfúrico

El procesamiento del cobre sulfi de minerales se lleva a cabo por flotation. De este modo, el cobre triturado sulfi de los minerales se enriquece con agua y un agente espumante, para desnaturalizar el cuarzo o los silicatos. El concentrado de cobre obtenido tiene un contenido de cobre del 20 - 40 % en peso.

En la extracción pirometalúrgica se genera SO2 que se oxida con el oxígeno atmosférico para formar el trióxido de azufre SO3 (proceso de contacto). Lo que queda es un contenido de cobre de aproximadamente 96-99% en peso. Para alcanzar una pureza del 99,99 % en peso, se realiza posteriormente una extracción electrolítica refining. De lo contrario, las impurezas fuertemente influence la conductividad térmica y eléctrica y la calidad del cobre.

Dificultades para medir la densidad o la concentración del ácido sulfúrico

Durante el proceso de producción de ácido sulfúrico, los ingenieros de proceso se enfrentan a menudo a un desafío:

Numerosos métodos de medición, con los que se debe medir la concentración o la densidad del ácido sulfúrico, no funcionan suficientemente a una concentración de 85m% - 99m%. Estos problemas se producen especialmente cuando el valor físico subyacente del medidor de concentración o densidad no cambia cuando la concentración cambia.

El diagrama muestra, por ejemplo, que los sensores de conductividad sólo proporcionan resultados de medición pobres para un rango de concentración de ácido sulfúrico de 80m% - 97m%, porque la conductividad del líquido apenas cambia en este rango de concentración. Por esta razón, los sensores de conductividad tienen una precisión de medición extremadamente baja si se va a analizar el ácido sulfúrico en este rango de medición.

La situación es similar con los medidores de densidad, donde se debe evaluar la densidad del propio líquido. Aquí se puede ver que especialmente en rangos de medición por encima del 90m% la densidad del líquido apenas cambia. Por lo tanto, muchos densímetros simples muestran grandes problemas si se van a utilizar para medir la concentración de ácido sulfúrico en este rango de medición.

La medición de velocidad sónica LiquiSonic®

Medición precisa de la concentración y densidad del ácido sulfúrico utilizando la velocidad del sonido

A diferencia de los sensores de conductividad o densidad, los instrumentos de medición ultrasónicos son capaces de medir la concentración de ácido sulfúrico con extrema precisión. Cuando la concentración de ácido sulfúrico cambia, la velocidad del sonido también cambia extremadamente. Por esta razón, los medidores de concentración cuyos sensores evalúan la velocidad del sonido dan resultados significativamente más precisos que los medidores de conductividad o densidad.

Aplicación

En la extracción pirometalúrgica, el concentrado de cobre es escorado añadiendo SiO2 en el horno a 1200 a 1400 °C. La fusión del cobre y el hierro sulfi de se elimina como la llamada mata de cobre de la fase de escoria. La mata de cobre líquida se vierte en un convertidor y el hierro sulfi de reacciona con el aire a dióxido de azufre SO2.

El SO2 resultante se oxida a trióxido de azufre SO3 (proceso de contacto), el cual se dirige al ácido sulfúrico (96% en peso). En el absorbedor se genera ácido sulfúrico en altas concentraciones mediante la adición de agua u óleum. En el proceso de mezcla, el H2SO4 se diluye en la concentración objetivo deseada. Cada paso del proceso puede ser monitoreado continuamente por la tecnología de medición en línea LiquiSonic® y se puede ajustar de manera óptima. La alta dependencia de la velocidad sónica permite una precisión de +/- 0,05 wt% para el ácido sulfúrico.

Instalación

El sensor de inmersión LiquiSonic® se instala fácilmente en las tuberías después de absorber o producir y mezclar ácido sulfúrico. Utilizando el controlador LiquiSonic  30, se pueden conectar hasta cuatro sensores, permitiendo el monitoreo simultáneo de varios puntos de medición.

Rango de medición típico:
rango de concentración de H2SO4: 80 a 100 % de peso
rango de temperatura: 20 a 90 °C

rango de concentración del óleum: 0 a 10 wt%
rango de temperatura: 10 a 60 °C

Valor para el cliente

El analizador LiquiSonic® proporciona una medición precisa en línea de H2SO4 y de la concentración de óleum con monitoreo en tiempo real. La construcción robusta del sensor y los materiales especiales opcionales, como el Hastelloy C2000, promueven una larga vida útil del proceso.

LiquiSonic® permite una reducción de los costos de mano de obra mediante la eliminación de los pasos de proceso manuales:

  • ahorro de tiempo: 1 h por día

En comparación con la medición de la conductividad y la densidad, LiquiSonic® genera una señal clara en el rango de concentración de 80 a 100 wt% y proporciona en todo momento información fiable del proceso.