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• Cristian Segura Bidermann

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Auxiliar Nº 5 (26/09/07) 1. Un convertidor CPS después de completada la etapa de soplado a escoria, queda cargado con 350 toneladas de metal blanco (75% Cu y especies únicas presentes: Cu 2S y FeS). Finalizada la siguiente etapa de soplado a cobre con aire (21% O2) se obtiene un cobre blister de 99% Cu y 1% S. Si el 100% del Fe en el metal blanco pasa a la escoria como Fe 3O4 y el 10% del cobre contenido en el material de entrada también pasa a la escoria como Cu2O. Calcule: • Masa de cobre blister • Aire necesario producido para obtener dicho cobre blister • Calcular la cantidad de Scrap (100% Cu) necesario para enfriar el convertidor y mantenerlo a una temperatura de 1250 ºC, si el balance de calor global del sistema muestra que para mantener dicha temperatura hay que retirar del sistema 300 Mcal. Datos: Cp Cu(s) = 7,308 – 2,707x10-3 T – 0,785x105 T-2 + 2,34x10-6 T2 [cal/mol K] Cp Cu(l) = 7,850 [cal/mol K] Hfusión = 3,14 [kcal/mol] PM Kg/kmol

Cu 64

Fe 56

S 32

O 16

N 14

Fe3O4 232

Cu2S 160

FeS 88

Cu2O SO2 144 64

Fe2SiO4 204

2. Un horno de limpieza de escoria trata 120 toneladas de escoria CT, cuya composición es de 6 % Cu, 18 % Fe3O4, 31,13 %SiO2 y 46,69 % FeT. Mediante la alimentación de carbón como reductor se obtiene una escoria de descarte con 1% en Cu y 6 % Fe3O4, y un eje compuesto de Cu2S y FeS equivalente a un contenido en cobre de 75%. Si la recuperación de cobre en el proceso es de 86% y considerando que la reacción de reducción es la siguiente: C + 2Fe3O4  CO2 + 6FeO Calcule: Masa escoria reducida. Masa y composición del eje producido. Tiempo de reducción si se utiliza un flujo de reductor de 15 kg/min y considerando que la eficiencia del reductor es de 80% y su contenido de carbono es de 95%.

Auxiliar 06/06/07 1.

Para producir cobre blister, un convertidor es cargado con 40 toneladas de eje con ley de 65 % de Cu. El fundente usado tiene un 100 % SiO2. La escoria producida contiene un 53 % FeO, 4 % Cu2O y 17,9 % Fe3O4. Después del primer soplado a escoria, ésta es sangrada y se realiza un segundo carguío de eje adicional en una cantidad equivalente al peso de FeS oxidado en el primer soplado a escoria.. Si el tiempo de soplado a cobre es de 2 horas, y la eficiencia de oxidación es de 100 %, se pide: -

2.

masa de fundente (formación escoria FeO/SiO2=70/30) y masa de escoria masa blister (con ley 100 % Cu) Nm3 de aire usado Tiempo total de soplado y flujo de aire soplado

Un horno de limpieza de escoria trata 130 toneladas de escoria CT, cuya composición es de 7 % Cu, 12 % Fe3O4 y 49,3 % FeT. Suponga que el cobre atrapado en esta escoria se encuentra a la forma de un eje de 65 % en Cu. Mediante la alimentación de 5,39 kg/min de reductor cuya razón de reducción es de 44 kg Fe3O4/(kg reductor), se reduce un 75 % de la magnetita presente en la escoria CT y con una eficiencia de utilización del reductor de 60 %. La escoria reducida contiene un 0,9 % de Cu y corresponde a una del tipo fayalita (Fe/SiO2= 1,5) y la ley en Cu del eje producido es de 65 %. Calcule: • •

Masa y composición de escoria y eje producidos % SiO2 en la escoria CT y tiempo de reducción