PROCESOS METALÚRGICOS INFORME DE LABORATORIO N°2 CALCINACIÓN Y TOSTACIÓN DE MINERALES REALIZADO POR: Rivas, Bryan F
Views 127 Downloads 2 File size 590KB
PROCESOS METALÚRGICOS INFORME DE LABORATORIO N°2
CALCINACIÓN Y TOSTACIÓN DE MINERALES REALIZADO POR: Rivas, Bryan Fernández, Saul Ancieta, Ana Porras, Diana
SECCIÓN: C1 – 5 – C
DOCENTE: Huere Anaya, Luis Clemente
FECHA DE REALIZACIÓN: 3 de setiembre FECHA DE ENTREGA: 16 de setiembre
2019 - II
1. OBJETIVOS Obtener oxido de calcio a partir de carbonato de calcio por efecto de la temperatura Obtener calcina (mineral tostado) Observa los efectos del tiempo y el tamaño de grano Determinar la cinética de reacción en función de los parámetros medidos
2. PROCEDIMIENTO
3. CALCULOS Proceso de Calcinación De las siguientes reacciones se obtendrá la masa de los productos formados: CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) Mediante la estequiometria (se asume pureza al 100%) se obtuvieron las masas de: Masa de CaO: 26 g CaCO3(s) ×
56 𝑔 𝐶𝑎𝑂 100 𝑔 𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑠)
= 14.56 g CaO
Masa de CO2: 26 g CaCO3(s) ×
44 𝑔 𝐶𝑂2 100 𝑔 𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑠)
= 11.44 g CO2
Durante la experiencia de la calcinación, se obtuvieron los siguientes datos: Tabla1: tiempo y masas durante el proceso de calcinación Tiempo (min)
Masa del crisol (g)
Masa del crisol + mineral (g)
Mineral (g)
Masa de CaO (g)
Masa de CO2 (g)
0
473.68
499.68
26
14.56
11.44
20
473.68
497.57
23.89
13.3784
10.5116
40
473.68
494.31
20.63
11.5528
9.0772
60
473.68
490.99
17.31
9.6936
7.6164
80
473.68
489.42
15.74
8.8144
6.9256
50
473.68
488.00
14.32
8.0192
6.3008
Para saber la cantidad de productos formados: Moles totales de CaCO3 1𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑂3 26 𝑔 𝐶𝑎𝐶𝑂3 × = 0.26 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑂3 100 𝑔 𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑠) Moles formadas de CaCO3 1𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑂3 (26 − 23.89) 𝑔 𝐶𝑎𝐶𝑂3 × = 0.0211 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎𝐶𝑂3 100 𝑔 𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑠) Porcentaje de CO2 eliminado 0.0211 % 𝐶𝑂2 = 𝑥100 = 8.1154 % 0.26 Porcentaje de CO2 no eliminado % 𝐶𝑂2 𝑛𝑜 𝑒𝑙𝑖𝑚𝑖𝑛𝑎𝑑𝑜 = 100 − 8.1154 = 91.8846 % A continuación, se muestra una tabla con los resultados de los cálculos anteriores Tabla N°2: resultados de los cálculos anteriores Tiempo (min)
Mineral (g)
Mol total
Mol formado
% CaO formado
%CO2 eliminado
%CO2 no eliminado
0
26
0.26
0
0
0
100
20
23.89
0.239
0.021
0.158
8.832
91.168
40
20.63
0.206
0.054
0.465
26.030
73.970
60
17.31
0.173
0.087
0.896
50.202
49.798
80
15.74
0.157
0.103
1.164
65.184
34.816
100
14.32
0.143
0.117
1.457
81.564
18.436
Figura N1: %CaO formado vs Tiempo
1.457
%CaO formado
1.164 0.896
0.465
0.158 0
0
20
40
60
80
100
120
Tiempo Figura N2: %CO2 eliminado vs Tiempo 90
81.564
80 65.184
% CO2 eliminado
70 60
50.202
50 40 26.030
30 20 8.832 10
0
0 0
20
40
60
80
100
120
Tiempo FiguraN3: %CO2 no eliminado vs Tiempo 120 100
% CO2 no eliminado
100
91.168 73.970
80 60
49.798 34.816
40
18.436 20 0 0
20
40
60
Tiempo
80
100
120
4. DISCUSIÓN DE RESULTADOS
5. CONCLUSIONES Se realizo el proceso de neutralización inorgánica. Se realizo los cálculos estequiométricos respectivos. No se llegó a la cristalización debido a los errores cometidos en el transcurso del proceso.
6. CUESTIONARIO CUESTIONARIO
a. Graficar con los datos obtenidos:
b.
% de CaO formado vs. Tiempo % 𝐶𝑂2 eliminado vs. Tiempo % 𝐶𝑂2 no eliminado vs. Tiempo Con los datos obtenidos encontrar el orden y la velocidad de reacción. Emplear los gráficos
% de conversión 14
12
% CaO
10 8
y = 0.1202x + 1.313 R² = 0.9621
6 4 2 0
0
20
40
60
80
100
120
Tiempo
c. Describir el proceso práctico de Calcinación realizado en el laboratorio. Calcular el porcentaje de conversión y peso de productos en cada tiempo, considerando que el mineral inicialmente tiene 2% de humedad. En el proceso de calcinación sale agua libre, esta agua que esta débilmente unida y el agua química vigorosamente unida. Esta sustancia se descompone en 𝐶𝑂2y 𝐻2 𝑂. El O se desprende encima de los otros elementos. El N con el oxígeno forman óxidos volátiles y los elementos simples de la materia orgánica que padecen un
proceso de transformación química. La calcinación de la caliza se da a una temperatura mayor a 900°C descomponiéndose mediante calor. La calcinación, es la descomposición de un compuesto mediante el calor dado por un agente externo; ejemplo de compuesto: carbonato, sulfato, óxidos o sulfuros dobles. El producto de éste método mayormente es un óxido sólido ya que durante la calcinación no existe fusión ni volatilización Tiempo (min) 20 40 60 80 100
%CaO 3.01 6.27 9.59 11.16 12.58
% de conversión 14 12
% CaO
10
8 y = 0.1202x + 1.313 R² = 0.9621
6 4 2 0
0
20
40
60
80
100
120
Tiempo
d. Como se podría favorecer la formación de CaO? Explique qué variables operativas se debería modificar y su repercusión Para favorecer la formación de CaO se debe tener encuenta que no ocurra un exceso de formación 𝐶𝑂2, debido a que la constante de equilibrio será igual a la presión de 𝐶𝑂2 y la reacción se detiene, por ellos se debe mantener el 𝐶𝑂2bajo y se debe llegar a una temperatura de 850 a 950°C, ya que la temperatura incrementara la velocidad de reacción.
7. BIBLIOGRAFIA -
Kalpakjian, S. y Schmid, S. (2002). Manufactura, ingeniería y tecnología de la Pirometalurgia. Pearson Education: México D.F.
-
Habashi, F. (2002). Textbook of Pyrometallurgy. Québec: Canada.