laboratorio 2 calcinacion de caliza

PIROMETALURGIA

GUIA DE LABORATORIO N° 2 CALCINACION DE LA CALIZA I.

OBJETIVO

Obtener óxido de calcio a partir de carbonato de calcio por efecto de la temperatura, observar los efectos del tiempo y el tamaño de grano. Comprobar la obtención de CaO por balance de masa. II.

FUNDAMENTO TEORICO

La calcinación, es la descomposición de un compuesto mediante el calor suministrado por un agente externo; el compuesto puede ser: carbonato, sulfato, óxidos o sulfuros dobles. El producto de éste proceso generalmente es un óxido sólido debido a que durante la calcinación no existe fusión ni volatilización. De la calcinación del carbonato de calcio se obtiene óxido de calcio, este producto tiene diversas aplicaciones industriales. En pirometalurgia se usa como formador de escorias por su estabilidad en ambiente reductor a elevadas temperaturas y es denominado fundente porque baja la temperatura de fusión de la escoria. En flotación se usa como regulador del pH por su alta solubilidad en agua. En siderurgia se usa como agente desulfurizante por la afinidad por el azufre, también el óxido de calcio de alta pureza se usa en pinturas como pigmento. La descomposición de la caliza se basa en la reacción (1), a temperatura de 855°C aproximadamente procede de acuerdo a la energía libre de Gibbs presentada: CaCO3

CO  CaO  CO

GT 

2

= 42490 − 37,70 T

(cal/mol)

La reacción (1) llega al equilibrio cuando la presión parcial del CO 2 constante de equilibrio. K eq P CO 

(1) es igual a la

2

La presión de equilibrio es conocida como la presión de descomposición del carbonato de calcio. Si, a cualquier temperatura la presión parcial del CO 2  es inferior a la del equilibrio, la caliza se descompondrá hasta que la presión de CO 2 alcance el valor de equilibrio. III.

PARTE EXPERIMENTAL

3.1 PROCEDIMIENTO • • • • •

Obtener 60 g. de caliza caliza clasificada clasificada al 100 % a -65+100 -65+100 #. Calentar el horno hasta 900°C. Tomar cuatro copelas y pesar 15 g de caliza en cada una de ellas. Introducir las copelas al horno y sacar de ella ella una copela cada 30 minutos. Pesar el contenido contenido de de las copelas y mandarlas al análisis químico.

3.2 EQUIPOS MATERIALES Y REACTIVOS Horno, copelas, pinzas, mineral de caliza clasificada a diferentes tamaños. IV.

DATOS ADQUIRIDOS

Presente los datos de laboratorio en este subtítulo. V.

CALCULOS Y RESULTADOS

a) Calcular la temperatura teórica de descomposición de la caliza. b) Completar la siguiente tabla. DETERMINACIÓN DEL RENDIMIENTO DE CALCINACIÓN Tiempo

Peso

Peso

Ley de

Peso

Peso

Peso

Peso

%CaO

%CO2

%CO 2

Rend.

min

inicial

final

CaCO 3

inalt.

tranf 

formd

elimdo

formdo

elimdo

elimdo

%

0 30 60 90 120

c) Graficar:

VI. VII.

Rendimiento Vs. tiempo % CaO formado Vs. tiempo % CO2 eliminado Vs. tiempo % CO2 no eliminado Vs. Tiempo

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES CUESTIONARIO

1. ¿Si la caliza tiene además M gCO 3 como es la influencia de este compuesto en la calcinación? 2. En base a datos termodinámicos para la calcinación de la caliza, grafique: P f (T  ) . CO2



3. Como se podría favorecer la formación de CaO? 4. ¿El proceso de calcinación del CaCO 3  es un proceso exotérmico o endotérmico?, explique con datos termodinámicos su respuesta. 5. ¿Cree Ud. que es necesario agregar carbón para realizar la calcinación?; si es necesario calcule cuantos moles son necesarios, suponiendo que el aire de combustión ha sido recalentado a 500 °C; y si no es necesario diga el por qué? 6. Si la reacción empírica que gobierna la cinética del proceso es: logR =0,003145T− 3,3085

donde: R = radio de avance de la interface de calcinación (cm/hr). Determinar el tiempo de calcinación total para partículas de c/u de las granulométrias empleadas en la realización de la práctica.