Pirometalurgia

En el proceso de tostado la temperatura provoca reacciones químicas gas-sólido.

La aplicación típica del proceso de tostación consiste en oxidación de minerales de sulfuros metálicos. Estos sulfuros se calientan en presencia de aire a una temperatura que permite que el oxígeno (O₂) del aire reaccione con los sulfuros y generen dióxido de azufre (anhídrido sulfuroso): SO₂, gaseoso, y óxidos de metal sólido. A menudo al producto sólido del tostado se le denomina «calcinado».

Si las condiciones de temperatura y de aire son tales que el sulfuro se oxida completamente, al proceso se le conoce como «tostado muerto». A veces, como en el caso de pretratamiento para la alimentación de fundición a horno de reverbero o eléctrico, el proceso de tostación se realiza con una cantidad menor de oxígeno que la necesaria para oxidar completamente el mineral. Debido a que sólo en parte se ha retirado el azufre, en este caso se le denomina «tostado parcial».

Finalmente, si las condiciones de temperatura y de aire se controlan de tal manera que al suministrar los sulfuros reaccionan para obtener sulfatos de metal en lugar de óxidos metálicos, al proceso se le conoce como «sulfatación por tostado». A veces las condiciones de temperatura y del aire se pueden mantener de manera que un aporte mixto de sulfuros (de cobre y de hierro, por ejemplo) reacciona de tal modo que un metal genera un sulfato y el otro origina un óxido, el proceso se conoce como «sulfatación selectiva» o «tostado selectivo».

La fundición implica reacciones térmicas en los que al menos un producto es una fase fundida.

Generalmente la temperatura de reacción requerida se obtiene mediante carbón, o sus derivados. Se produce monóxido de carbono (CO), que es un poderoso agente reductor. Este agente reduce el oxígeno del óxido metálico y origina CO₂ y el metal elemental.

Puede necesitarse añadir otros materiales como fundentes. Impurezas tales como compuestos de silicio reaccionan con este material y generan escoria,que se puede eliminar fácilmente por flotación.

Minerales de carbonatos también se funden con carbón, pero a veces necesitan ser previamente calcinados.

Por lo general la fundición se lleva a cabo a una temperatura superior al punto de fusión del metal, pero los procesos varían considerablemente según el mineral participante y otras variables.

El refino o refinación consiste en eliminación de impurezas remanentes en el material, mediante un tratamiento térmico. Esto comprende una amplia gama de procesos, que requieren diferentes tipos de horno o incluso otra factoría. El término «refinado» también puede referirse a ciertos procesos electrolíticos en frío. Por ello algunos tipos de refinación pirometalúrgica se conocen como «refinado al fuego».

Algunos de los métodos de refino son:

Obtención del metal o de un compuesto metálico que pasa directamente a gas. A veces se emplea un reactivo intermedio que genera un compuesto volátil del metal. Después de extraer el metal se reutiliza el compuesto. Es refino químico. A veces lo que interesa es el residuo, como en el caso de extracción mediante amalgama, pero a éste no se le considera proceso pirometalúrgico.

Consiste en substitución, en un compuesto, de un metal por otro metal más activo o más ávido del metaloide que constituía el compuesto original. Es el caso de la producción de titanio mediante el proceso Kroll.

Es la obtención por electrólisis directa de un metal a partir de un compuesto del elemento, calentado hasta fundirlo. La reducción se realiza directamente mediante la corriente eléctrica que atraviesa el baño.