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FUSIÓN ESCORIFICANTE 1.

OBJETIVO

Analizar varios tipos de escoria en pruebas de laboratorio.

2.

FUNDAMENTO TEÓRICO

La fusión es una operación muy empleada en la metalurgia cuya finalidad es obtener metales a partir de sus minerales, la ganga que acompaña al mineral es eliminada en la escoria que es una fase independiente de la fase metálica, el peso específico de la escoria es menor con respecto al metálico lo que obliga a formar capas superpuestas, la escoria debe formarse después que el metal se hay reducido, debe ser fusible a la temperatura del horno y debe ser fluida. Es de importancia determinar la composición adecuada de las escorias y determinar las cantidades de los materiales que se requieren para obtener una escoria fluida. El cálculo de la composición de la escoria se hace basándose en la relación que debe tener los principales componentes de la misma [7]. Escorias para reducir minerales de hierro: ∑ 𝐶𝑎𝑂 ∶ 𝑆𝑖𝑂2 ∶ 𝐹𝑒𝑂

(7.1)

Escorias para reducir minerales no ferrosas: ∑ 𝐶𝑎𝑂 ∶ 𝑆𝑖𝑂2 ∶ 𝐹𝑒𝑂

(7.2)

En la bibliografía existen varios diagramas de sistemas indicados anteriormente, aquí

se

muestra

el

diagrama

ternario

∑ 𝐶𝑎𝑂 ∶ 𝑆𝑖𝑂2 ∶ 𝐹𝑒𝑂 para realizar el laboratorio correspondiente

del

sistema

3.

PARTE EXPERIMENTAL

3.1. PROCEDIMIENTO 1. Para un mineral de característica oxidada preparar dos distintas relaciones de escoria en base al diagrama de la Figura 7.1. 2. Calcular los fundentes necesarios en gramos para que la escoria sea liquida 3. Introducir al horno las mezclas preparadas en distintos crisol de arcilla, la temperatura debe ser de 1100oC el cual deberá medir con una termocupla. 4. Cuando la escoria está líquida extraer el crisol y vaciar la escoria en un recipiente cónico de hierro fundido. Espere que enfríe. 5. Registrar pesos iniciales y finales.

3.2. EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS Horno, crisoles, pinzas, concentrado de estañó (casiterita, con la menor cantidad de azufre) arena, caliza, carbón y hematita.

DATOS ADQUIRIDOS

4. Reacción: FeO

+

SiO2

+ CaO

+ 2CO

Fe

+

CaSiO2 + 2CO2

5.

CÁLCULOS Y RESULTADOS

5.1.

Discutir la clase de escoria obtenido debido a la variación de relación de escoria

Escoria acida

5.2.

Determinar la temperatura del proceso para cada relación en base a la Figura 7.1.

La temperatura que se usa en este proceso es una que asciende mayor a 1200°C

5.3. FeO

Realizar un balance másico del proceso. +

SiO2

+ CaO

+ 2CO

Fe

+

CaSiO2 + 2CO2

Peso de FeO = 5g = 0,005kg SiO2 = 0,005 kg de FeO x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂 72 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

60 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2

SiO2 = 0,0042 kg CaO = 0,1 kg de FeO x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑂

x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

72 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

56 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑂 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑂

CaO = 0,0038kg CO = 0,1 kg de FeO x

2 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑂 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂 72 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

22,4 𝑚3 𝑑𝑒 𝐶𝑂 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑂

CO = 0,0031m3 Fe = 0,1 kg de FeO x Fe = 0,0039kg

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂 72 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

56 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒

CaSiO2 = 0,1 kg de FeO x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑆𝑖𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂 72 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

100 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑆𝑖𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑎𝑆𝑖𝑂2

CaSiO2 = 0,0069kg CO2 = 0,1 kg de FeO x

2 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂 72 𝑘𝑔 𝑑𝑒 𝐹𝑒𝑂

x

22,4 𝑚3 𝑑𝑒 𝐶𝑂2 1 𝑚𝑜𝑙 𝑑𝑒 𝐶𝑂2

CO2 = 0,0031m3

5.4.

Calcular la recuperación de proceso.

Recuperación = Recuperación =

𝑤 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑒𝑛𝑖𝑑𝑜 𝑤 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙

0,0039 0.005

𝑥 100

x 100

Recuperacion = 78%

6. 

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Durante el proceso se pudo llegar comprobar que el cobre se funde a altas temperatura, y sobre todo que para bajar esa temperatura impuesta en el material de cobre se necesitó usar fundentes entre uno de ellos resalto el uso del bórax.



Mediante el proceso de fusión escorificante se logró obtener un concentrado de cobre metálico a una alta ley.



Bueno como ya es algo claro el material de cobre tenía que ir tomando una composición liquida a medida que la temperatura a la que está siendo sometida aumentaba, lo cual nos sirvió para el proceso en cual luego de colar se demostró que el metal va por debajo de la escoria y se debe al peso especifico que tienen en este caso la escoria tiene un peso muy menor al del cobre metalico.

7.

CUESTIONARIO

7.1. Definir el índice de basicidad de una escoria y especifique algunos ejemplos -

La basicidad esta medido por índice denominado “índice de basicidad” o “índice de acidez” y esta dado por la siguiente relación la cual es conocida de la siguiente manera. 𝑖=

𝐶𝑎𝑂 𝑆𝑖𝑂2

Este índice se mide: 𝐵=

𝑠𝑢𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑖𝑡𝑢𝑦𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑏𝑎𝑠𝑖𝑐𝑜 𝑠𝑢𝑚𝑎 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑖𝑡𝑢𝑦𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜

7.2. Que efecto tendrán los componentes MgO, MnO, Al2O3, en la escoria. -

Es por teoría y referido a la practica que los componentes de la escoria son fundamentalmente fusión de su comportamiento, y estos pueden ser denotados como: 

Básicos



Acidos anfóteros