Proceso Manhès-David
Así como el arrabio producido por un alto horno es hierro aleado con otros elementos químicos para formar fundición, el cobre extraído del mineral está en forma de una aleación con azufre, hierro y otros elementos, llamada mata.
Así, se propuso trasladar la idea del convertidor Bessemer a la metalurgia del cobre, y el principio fue validado en 1866 (diez años después de la invención de Henry Bessemer) por el ingeniero ruso Semenikow.
[6] Hollway no tuvo éxito, pero al publicar todos los detalles de sus experiencias, identificó los principales problemas del proceso.
Este último, más denso (ρcobre ≈ 9), desciende al fondo del convertidor[9] y obstruye las boquillas: Pierre Manhès patentó más adelante el uso de aditivos[nota 5] cuya oxidación liberaría suficiente calor para evitar cualquier solidificación del metal.
Finalmente, Franklin Farrel, aún en Parrot Works, sistematizó el destape de boquillas gracias a su anillado.
La forma de la retorta se perfeccionó allí, convirtiéndose en el estándar hasta la aparición del convertidor cilíndrico.
[L 3] La alineación de las toberas sobre una generatriz del cilindro hace que estén todas situadas con la misma inmersión.
[L 3] Un revestimiento básico no sería atacado y por lo tanto reduciría el coste de producción.
[L 3] Pero la idea no estaba probada, siendo entonces más prioritarios los problemas fundamentales relacionados con el soplado que la optimización del refractario.
Las pruebas no condujeron a la obtención de un recubrimiento compatible con el rendimiento industrial exigible al proceso.
[L 7] Para ello, desarrollaron una mampostería adaptada al convertidor cilíndrico y aumentando la cantidad de metal cargado, resolvieron los últimos problemas del proceso.
[L 11] Sin embargo, esta situación es bastante rara e, incluso en este contexto, una sílice rica en metales preciosos puede rentabilizarse por otros medios.
[P 5] Un recubrimiento básico resulta mucho más adecuado: al no ser atacado por la escoria, puede afinar matas muy pobres y se puede optimizar el soplado para reducir el contenido en cobre de la escoria.
[20] Tal compuesto metálico se puede usar puro o mezclado con la mata en varias etapas del soplado.
Inadecuado para la producción en masa, el recubrimiento ácido desapareció gradualmente al comienzo del siglo XX.
[E 5] Luego sigue una breve etapa, caracterizada por una llama roja con una espesa columna de humo blanco, donde se oxidan los constituyentes secundarios (carbono, arsénico y otros elementos en menor proporción).
[L 18] Durante todo este tiempo, la temperatura debe permanecer por encima de 1208 °C[nota 15] para que la sílice pueda combinarse con el FeO:[H 3] Cuando todo el hierro se ha oxidado, la llama se vuelve blanca con un tinte azul: corresponde a la oxidación del cobre en presencia de escoria.
Como el final del soplado no produce una modificación de la llama, se controla mediante muestreo.
Independientemente de este planteamiento, Georges Claude puso en servicio en 1905 un proceso industrial para la licuefacción del aire.
[27] El enriquecimiento con oxígeno en un convertidor Pierce-Smith se intentó más tarde, por primera vez en 1966 en la Fundición Saganoseki, en Japón.
[E 6] En este caso, una inyección periférica de nitrógeno a las boquillas permite prolongar su vida útil.
[9] Finalmente, el enriquecimiento del aire da como resultado humos menos abundantes y más ricos en SO2, lo que facilita su tratamiento.
Por lo tanto, se interrumpe en la etapa de mata blanca, que casi ya no contiene hierro, pero sigue siendo rica en azufre.
[K 4] El níquel se combina con la sílice para formar una escoria muy pastosa, que obstruye las boquillas.
[K 7] Pero, respecto al cobre, el convertidor se ve penalizado por sus emisiones de humos contaminantes.
Cuando estos procesos todavía resultan insuficientes, se instalan filtros de mangas y electrofiltros a escala industrial.
[nota 20] El objetivo es tener un proceso continuo y evitar que la mata fundida se deba trasladar fuera del reactor.
[39] Pero el reemplazo es lento debido a la excelente eficiencia química y de proceso del convertidor Peirce-Smith.
[40] El proceso Manhès-David no formaba parte de las mejoras británicas en tostado y fundición.
En Europa, la creatividad de los industriales,[nota 7] incluido Pierre Manhès, no pudo compensar la escasez del mineral.
