MINERÍA la mejor puerta de acceso al sector minero EDICIÓN 574 / JULIO 2025 12 tes durante el proceso (Mello et al., 2015 y Stewart et al., 2000). El horno Waelz de Nexa (Figura 1) está revestido con ladrillos refractarios de sílice y alúmina. Está inclinado en un ángulo del dos por ciento con respecto a la horizontal, para facilitar el movimiento de materiales dentro del horno y optimizar la eficiencia del proceso de recuperación de zinc. La fuente de zinc más utilizada es el polvo de acería eléctrica (PAE), que se alimenta al proceso mezclado con alguna fuente de carbono que suele ser coque de petróleo. El proceso se basa en la reducción de óxidos de zinc y hierro en un horno rotatorio hasta una temperatura de 1,200 °C. Las principales reacciones carbotérmicas son las Ecuaciones 1 y 2. El coque reduce los óxidos que conducen a la volatilización del zinc. Parte del calor generado en el proceso proviene de la reoxidación del vapor de zinc en contacto con el oxígeno del aire que ingresa al horno. La reacción de oxidación del zinc se muestra en la Ecuación 3. Además, los óxidos de Pb y Cd, así como el Cl y F (halógenos) se eliminan del PAE junto con el ZnO y forman parte del producto llamado óxido de Waelz (Lee et al., 2001 y Seetharaman et al., 2014). ZnO(s) + CO(g) → Zn(g) + CO2(g) 1 Fe2O3(s) + CO(g) → Fe(s) + CO2(g) 2 Zn(g) + 1/2O2(g) → ZnO(s) 3 Además de la combustión del coque y la reoxidación del zinc, otra fuente de calor es la combustión de gas natural a través de una antorcha. El oxígeno contenido en el aire en contacto con los metales reducidos de la escoria (principalmente hierro) los reoxida y genera calor adicional. La mayor parte del carbono sin reaccionar también se oxida en la escoria, generando CO y CO2 (Seetharaman et al., 2014). En el horno Waelz, la mezcla sólida fluye en contracorriente con los gases. El sistema de escape genera una corriente de gases que arrastra el óxido Waelz producido, mientras que la escoria sale del horno debido a su inclinación y se recoge en una piscina con agua para disminuir su temperatura. A continuación, la escoria se almacena en pilas para su tratamiento o venta. Las partículas que contienen óxido Waelz se separan de los gases mediante filtros de mangas. La composición media del PAE, el óxido Waelz y la escoria se muestra en la Tabla 1. El horno Waelz consta de varias zonas internas, cada una de las cuales desempeña un papel crucial en el proceso global (Figura 1). La zona húmeda es la sección inicial del horno Waelz, donde se introducen el PAE y el coque. Esta se caracteriza por su mayor contenido de humedad, ya que los materiales pueden contener agua u otros componentes volátiles. La zona húmeda sirve para eliminar la humedad de la materia prima y prepararla para su posterior procesamiento. La temperatura en esta zona aumenta de 25 a 150 °C. Figura 2. Coque de petróleo. Figura 3. Briquetas de carbón vegetal.
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