Reacción exotérmica

CUESTINARIO

1. Explique con un ejemplo metalúrgico a que se refiere con propiedades endodérmicas y exotérmicas

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Una reacción endotérmica es aquella que tiene un incremento de entalpía o Δ H positivo. Es decir, la energía que poseen los productos es mayor a la de los reactivos.
Un ejemplo en el área de metalurgia vendría a ser la de reacción de calcinación del carbonato de calcio.
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Se denomina reacción exotérmica a cualquier reacción química que desprenda energía, ya sea como luz o calor, o lo que es lo mismo: con una variación negativa de la entalpía; es decir: −ΔH.
Ocurre principalmente en las reacciones de oxidación. Cuando estas son intensas pueden genera fuego. Un ejemplo en el área de metalurgia vendría a ser la de reacción de combustión del C.
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1. Sera necesario agregar el carbón al proceso de tostación? Argumenta tu respuesta

• De ejemplo usare una tostación de pirita para a continuación de dicho proceso se pasa a otro proceso de cianuración y obtención de oro, la función que cumple el carbón al ser agregado es generar puntos de elevada temperatura donde se producirá una sinterización, esto hará que en oro se encuentra aún más encapsulado u ocluido haciendo aún más difícil además de antieconómico la recuperación del oro por lo tanto seria un error para la obtención del metal.

1. Explique detalladamente el funcionamiento del Horno de tostación de pisos.

1. CARACTERÍSTICAS

• Este dispositivo se utiliza para concentrados o materiales que contienen azufre, el cual solo necesita un poco de calor ya que el mismo azufre produce más. Es utilizado principalmente para minerales que necesitan más tiempo de tostación, está compuesto por refractarias las cuales son las líneas interiores donde cae el mineral y es llevado hacia abajo por cepillos interiores. El resto del aire es succionado por puertas abiertas en los hogares inferiores
• Se utilizan para completar las operaciones de tostación como para lograr la primera etapa en una tostación en dos partes en las que se utiliza sinterización como segundo paso final. Se emplean tostadores con doce hogares de tostación y un hogar superior de secado y el calor producido por el S que contiene la alimentación es suficiente para alcanzar una temperatura de reacción de 700 a 800ºC que tostará el material de alimentación del 30% de S al 8%. Una tostación completa con producto calcinado de muy bajo contenido de S requiere de una alta temperatura de tostación para expulsar el S remanente y descomponer cualquier sulfato de zinc que se hubiera formado y para ello hace falta una temperatura de 1000ºC que se consigue con que madores de petróleo o de gas.
• En algunos casos se completa la tostación de hogar múltiple en el calcinado al 8% de S y en una segunda tostación, que se realiza en máquina de sinterización reduce el contenido de azufre en el calcinado sinterizado final a menos del 1%. Esta tostación evita que el SO2 que escapa del tostador de hogar múltiple se diluya y contamine por los productos de combustión si se va a aprovechar para fabricar H2SO4.

1. FUNCIONAMIENTO

• Esta unidad consta de un cierto número de hogares refractarios horizontales, circulares, que van sobrepuestos y alojados en un asco de acero; el material de alimentación se descarga sobre el hogar superior y va descendiendo para ser descargado en forma de calcinados tostados por el hogar inferior. Una flecha central de rotación lenta hace girar brazos de arrastres enfriados por el aire o por agua sobre cada hogar. Las aspas giratorias de arrastre pasan en su rotación sobre la carga del tostador para hacer que el material fresco salga a la superficie para que tenga lugar la tostación, o sea la reacción de oxidación gas-sólido, y también empujan la carga transversalmente al hogar hacia agujeros de caída para que vayan pasando hacia abajo al siguiente hogar. Los agujeros de caída o de descarga están situados en tal forma que no quedan uno debajo de otro, sino en la periferia exterior de un hogar y en el centro del hogar que se encuentra abajo. Como consecuencia de esto la carga sigue una trayectoria prolongada en zigzag hacia abajo, a través del tostador, con lo cual se logra el tiempo necesario para que tengan lugar las reacciones de oxidación.
• Al ir avanzando el material de alimentación hacia abajo en el tostador, lo van calentando los gases calientes que proceden de la reacción exotérmica de tostación que tiene lugar en los hogares inferiores, hasta que finalmente este material de alimentación llega alcanzar a la temperatura de reacción, comienza a arder y se oxida con gran rapidez. Esta reacción continuará hasta que los calcinados tostados sean descargados del hogar inferior del tostador y enfriados al aire a una temperatura inferior a la de reacción de tostación.
• En los hogares inferiores hay instalados quemadores de gas para asegurarse de que se alcanza la temperatura de reacción si la tostación no es autógena. La corriente de aire que se alimenta al tostador se regula abriendo puertas en los hogares inferiores, y el tiro natural que tiene la instalación succiona aire hacia el interior para aportar el oxígeno necesario para la oxidación. La capacidad del tostador es en promedio de alrededor de 0.25 toneladas corta de pirita (o contenido equivalente de azufre) por pie cuadrado (0.09 m3) de área de hogar y por día; el tamaño de los tostadores varía de 4 a 12 tostadores de diámetros desde 10 a 24 pies (3.05 a 7.32m.). La concentración de SO2 en el gas del tostador es del orden de 4.5 a 6.5%

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1. Un mineral de cobre contiene 20 % Cu2S, 40 % F eS2, 30 % SiO2 y 10 % H 2O, el cual es tostado usando combustible igual al 5 % del peso del mineral produciendo gases que se mezclan con los gases de las reacciones de oxidación del azufre (SO2) para ser retirados por la chimenea. El mineral tostado contiene CuO, Fe2O3, SiO2 y se uso el 100 % de aire en exceso del requerimiento teórico para la tostación y la combustión. El combustible contiene 85 % C y 15 % H.

Calcular:

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1. Los m3 de aire usado por tonelada de mineral.
   
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