LABORATORIO DE PROCESOS METALRGICOS

INFORME N 2

Ttulo de la prctica:Calcinacin de un mineral

Grupo N 5

Alumna:

Profesor:Ing. Corcuera Urbina, Juan Agustn

Objetivo:* Conocer el proceso de calcinacin de un mineral.* Realizar la calcinacin de la caliza (carbonato de calcio) a cal viva (CaO).* Determinar la cintica de reaccin en funcin de los parmetros medidos

Fecha de realizacin:20 de agosto de 2012

Lima, 03 de agosto de 2012NDICE

NDICE 21. INTRODUCCION 32. METODOLOGA SEGUIDA 53. PRESENTACION DE RESULTADOS 74. DISCUSION DE RESULTADOS 75. RESOLUCION DE CUESTIONARIO 86. CONCLUSIONES 11BIBLIOGRAFIA 11

INTRODUCCION

Calcinacin:Calcinacin se le denomina al proceso de calentar una cierta sustancia a una temperatura elevada, por debajo de su punto de fusin, para provocar la descomposicin trmica o un cambio de estado en su composicin fsica o qumica. Dicho proceso se lleva a cabo generalmente en hornos.

Para que dicho proceso de descomposicin ocurra se deben cumplir ciertos parmetros, entre los cuales los importantes son tiempo y temperatura, ya que la eficiencia de este proceso depender principalmente de que se respeten los tiempos necesarios para que ocurra tal descomposicin y a su vez mantener la temperatura adecuada para que proceda la reaccin.

La reaccin qumica que gobierna la calcinacin de carbonato de calcio es la siguienteCaCO3 + calor CaO + CO2Donde la energa libre a una atm es G = 177100 158T J/mol. Esto dice que la descomposicin empieza recin a los 848C (vara segn la base de datos).

La disociacin de carbonato de calcio se puede resumir en 5 procesos, como se ilustra en la siguiente figura.

a) Calor es transferido desde los gases del reactor a la superficie de la partcula.b) Calor es conducido desde la superficie de la partcula a travs de la cal viva.c) Calor que llega hacia la superficie del carbonato de calcio causa la disociacin de carbonato de calcio a CaO y CO2.d) El CO producido migra desde la interfaz de reaccin, a travs de la cal viva hacia la superficie de la partcula.e) CO2 migra desde la superficie a los gases del reactor.

Las principales variables que afectan a la velocidad de reaccin sona) Caractersticas de la piedra calizab) Distribucin de tamaos de partculac) La geometra de las partculasd) El perfil de temperatura en la zona de calcinacine) El flujo de calor entre los gases del reactor y las partculas

METODOLOGA SEGUIDA

Materiales y equipos* Minera caliza* Crisol* Horno a combustible diesel del laboratorio.* Balanza* Pinza* Delantal* Mascarilla* Guantes trmicos* Lentes de seguridad* Pinza grande* Zapatos cerrados

Procedimiento* Cada grupo peso diferentes cantidades de mineral caliza en un crisol, para colocar al horno.

Tabla N1: Condiciones de trabajoGrupo | Tiempo (min.) | Peso de caliza (gr.) |1 | 20 | 200 |2 | 30 | 200.4 |3| 40 | 200.5 |4 | 50 | 199.5 |5 | 60 | 200.5 || 60 | 200 |

Fig. N1: Mineral caliza Fig.N2: Peso del mineral* Luego el crisol con la caliza se introdujeron al horno de fusin, previamente calentado a unos 900C, por unos 20 minutos. Al realizar lo anteriormente mencionado se tiene que contar con la ropa de proteccin adecuada (mandil, careta, guantes).

Fig. N3: Horno de fusin del laboratorio Fig. N4: Colocacin de la caliza

* Concluido los 60 minutos (grupo 6) se procede a retirar el mineral calcinado, del mismo modo en que se introdujo, para luego pesarlo y determinar la cantidad de mineral calcinado.

Fig. N5: Peso del mineral calcinado Fig. N6: Mineral calcinado

Fig. N7: Mineral calcinado Mejor vista

* Cada grupo sigui el mismo procedimiento para poder determinar la formacin de CaO(s) y CO2(g).

DISCUSION DE RESULTADOS

* Se debe tener en cuenta la temperatura de calcinacin (800C) y esta no debe sobrepasar dicho valor ya que se podra fundir el mineral.

* Comparando los resultados del quinto y sexto crisol, se aprecia que existe una mayor composicin de CaO en el sexto, debido a que se trabajo con una menor granolumetria en la sexta muestra.

* Al trabajar con una granulometra mayor y menor del mineral se espera obtener una diferencia significativa de la velocidad de reaccin.

RESOLUCION DE CUESTIONARIO

1. Describir el proceso prctico deCalcinacin realizado en el laboratorio. Calcular el porcentaje de conversin y peso de productos en cada tiempo, considerando que el mineral tiene 2% de humedad.

Proceso de calcinacin en el laboratorio:* El mineral caliza, compuesto en su mayora por carbonato de calcio, se pesa y este se ingresa al Horno a combustible diesel del laboratorio.* El horno debe de estar a una temperatura de 900C para poder lograr la calcinacin de la caliza, despus de un tiempo previsto (en minutos) se retira el mineral que se calcin.* Luego se pesa para as poder determinar el peso de los reactantes (CaO y CO2).

Calcular:CaCO3 + calor CaO + CO2

Grupo | Tiempo (min.) | Peso de caliza inicial (gr.) | Peso de caliza seco (gr) | Peso de CaCO3 descompuesto (gr) |1 | 20 | 200 | 196 | 194 |2 | 30 | 200.4 | 196.392 | 191.2 |3 | 40 | 200.5 | 196.49 | 189 |4 | 50 | 199.5 | 195.51 | 184.5 |5 | 60 | 200.5 | 196.49 | 185 || 60 (fino) | 200 | 196 | 184.2 |

DETERMINANDO LA CANTIDAD DE CO2 QUE SE FORMO

Esta determinacin solo es la diferencia entre un antes y un despus de la calcinacin, por ello tendremosGrupo | Tiempo (min.) | Peso de caliza seco (gr) | Peso de CaCO3 descompuesto (gr) | Cantidad CO2 que se formo | Cantidad CO2 que no se form |1 | 20 | 196 | 194 | 2 | 84.24 |2 | 30 | 196.39 | 191.2 | 5.19 | 81.22 |3 | 40 | 196.49 | 189 | 7.49 | 78.97 |4 | 50 | 195.51 | 184.5 | 11.01 | 75.01 |5 | 60 | 196.49 | 185 | 11.49 | 74.97 || 60 (fino) | 196 | 184.2 | 11.8 | 74.44 |

De la reaccinCaCO3 CaO + CO2100 56 44

Con esas relaciones estequiometrias, podemos determinar la cantidad de CaO que se formo y la cantidad de CaCO3 que fue descompuesto

Grupo | Cantidad CO2 que se formo | Cantidad de CaO que se form |1 | 2 | 2.55 |2 | 5.192 | 6.608 |3 | 7.49 | 9.53 |4 | 11.01 | 14.01 |5 | 11.49 | 14.62 |6 | 11.8 | 15.02 |

Con estos pesos, y los pesos despus de calcinacin, obtendremos la cantidad de CaCO3 que nos queda al finalGrupo | Peso de CaCO3 descompuesto (gr) | Cantidad de CaO que se form | Cantidad de CaCO3 que falta reaccionar |1 | 194 | 2.55 | 191.45 |2 | 191.2 | 6.61 | 184.59 |3 | 189 | 9.53 | 179.47 |4 | 184.5 | 14.01 | 170.49 |5 | 185 | 14.62 | 170.38 |6 | 184.2 | 15.02 | 169.18 |

B. Graficar:

a. % CaO formado VS. Tiempo

b. % CO2 formado VS. Tiempo

c. % CO2 no eliminado VS. Tiempo

CONCLUSIONES* Se realiz el proceso de calcinacin a la caliza a diferentes tiempos para as poder verificar los productos encontrados.* Se comprob que a mayor tiempo en el horno, podemos encontrar una mayor cantidad de productos.* En la calcinacin de la caliza se tiene presente muchos parmetros, como son: la granulometra del mineral, el tiempo de calcinacin y la temperatura.

BIBLIOGRAFIA1. Libro de procesos metalrgicos Ihttp://www.tecsup.edu.pe/file/campus/temporal/A82A2AF6BA866D65869F09984CC82FE0/13020/texto4.pdf