Ejercicios resuelto de Cianuracion de Oro y plata Oro en dolares y Plata en onzas
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Descripción: DESARROLLO DEL ESTUDIO DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
Descripción: Balance de materia y energia
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DESARROLLO DEL ESTUDIO DE BALANCE DE MATERIA Y ENERGIA
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Guia Balance de MateriaFull description
Pirometalurgia
Efrén García Pérez
2015-2
Balance de Materia
En un horno eléctrico utilizado para la fusión reductora de concentrados de estaño se carga una mezcla de materiales procedentes de dos minas diferentes en las siguientes pro porciones: 200 [kg] de concentrado de estaño de la mina La Colorada y 350 [kg] de concentrado de estaño de la mina Relámpago. Como fundentes se añaden 12 [kg] de arena y 81 [kg ] de caliza. Como reductor, se utiliza carbón vegetal que se carga al horno en una cantidad de 44 [kg]. La composición de los diferentes materiales se muestra a continuación: continuación: Material Conc. Colorada Conc. Relámpago Arena Caliza Carbón Vegetal
En análisis químico cualitativo de la escoria indica que no existe presencia de cobre ni plomo en esta fase. El cobre tiene una presión de vapor muy baja, y por ello es improbable que pase a la fase gaseosa, entonces todo el cobre que ingresa al horno con los concentrados sale del horno con el metal. El balance de cobre es el siguiente:
0.8 + 1 = 0.0069 = 260 [kg] El balance de plomo queda de la siguiente forma:
1.8 + 2.1 = 0.015 = 260 [kg] El peso del crudo de estaño que se descarga del horno es X = 260 [kg]
El estaño y el hierro, se distribuyen entre la escoria y metal. El peso de estos elementos en la escoria es:
Sn = 110.4 + 151.55 − 247 = 14.95 [kg] Fe = 21 + 49 + 0.24 − 5.2 = 65.04 [kg] El antimonio, se distribuye entre metal y gas. El peso de este elemento en la fase gaseosa es:
Sb = 1.6 + 1.7 − 2.1 = 1.2 [kg] El peso de los óxidos que forman la escoria son: SnO FeO SiO2 CaO Al2O3 Otros óxidos
La composición química de la escoria debe ser expresada en porcentaje en peso de sus componentes: SnO FeO SiO2 CaO Al2O3 Otros óxidos Otros Constituyentes Total
Para realizar el balance de energía se debe de considerar lo siguiente: El horno eléctrico de reducción se encuentra a 1 200°C y al final del proceso, el metal y la escoria son colados del horno a esta temperatura, en tanto que los gases abandonan el horno a 1 000°C. El proceso dura 6 horas, y la potencia suministrada al horno en este tiempo es de 217.8 kW. Calor recibido
1. Calor proporcionado por la energía eléctrica 217.8 kW*859.824 kcal/kW = 187 300 kcal 2. Calor de formación de la escoria 2 FeO + SiO2 2FeO.SiO2
H=
- 6 910 kcal/ mol
CaO + SiO2 CaO.SiO2
H=
- 28 910 kcal/mol
El número kmol de cada uno de los constituyentes de la escoria es: FeO = 86.20/72
1.197 kmol
SiO2 = 85.52/60
1.409 kmol
CaO = 42.10/56
0.752 kmol
Todo el FeO se encuentra combinado con el SiO2 formando el compuesto fayalita 2FeO.SiO2, el número kmol de SiO2 combinada con el FeO en la fayalita es: 1.197/2 = 0.5 99 El SiO2 que queda disponible para combinarse con el CaO es: 1.409 – 0.599 = 0.810 kmol El SiO2 combinado con el CaO para formar el CaO.SiO2 = 0.752 kmol CaO que queda libre para combinarse con óxidos ácidos 0.810 – 0.752 = 0.058 kmol Por lo tanto, la escoria es una mezcla formada por: 2FeO.SiO2
0.599 kmol
CaO.SiO2
0.727 kmol
El calor liberado en la formación de la escoria es: Q*(2FeO.SiO2) = 0.599 * 6 910
4 139 kcal
Q*(CaO.SiO2) = 0.752 * 28 910
21 740 kcal
Calor de formación de la escoria
25 879 kcal
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Pirometalurgia
Efrén García Pérez
2015-2
Calor distribuido
La forma química en la cual se encuentran los constituyentes de los concentrados de las minas Colorada y Relámpago es la de óxidos. El cálculo del peso de cada uno de ellos, además de los otros componentes de la carga, se realiza a partir de la fila total del balance de materia: SnO2 PbO Cu2O Fe2O3 Sb2O3 SiO2 Al2O3 CaCO3 H2O C
332.39 kg / 151 = 4.20 kg / 223 = 2.02 kg / 144 = 100.34 kg / 160 = 3.95 kg / 291.5 = 84.52 kg / 60 = 11.00 kg / 102 = 75.70 kg / 100 = 19.46 kg / 18 = 41.91 kg / 12 =
55.797 kcal/°K kmol Q(H2O) 1.081*10.571*1 273 Q(CO2) 3.493*13.713*1 273 Q(Sb2O3) 0.005*55.797*1 273 Calor Sensible de los Gases
14 547 kcal 60 976 kcal 355 kcal 75 878 kcal
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Pirometalurgia
Efrén García Pérez
2015-2
Se realiza el Balance de Calor:
CALOR RECIBIDO Calor Generado por la Energía Eléctrica Calor de formación de la Escoria
TOTAL
Mcal CALOR DISTRIBUIDO 187.3 Descomposición de Caliza 25.9 Evaporación del agua Formación del Metal Calor Sensible del Metal Calor Sensible de la Escoria Calor Sensible de los Gases Otras Pérdidas 213.2 TOTAL