Supervisión y Operadores de una Fundición
Nicolas Delavega AhumadaApuntes16 de Enero de 2021
3.454 Palabras (14 Páginas)135 Visitas
El presente Apunte está destinado a la Supervisión y Operadores de una Fundición.
Su objetivo fundamental es entregar el soporte conceptual y metodología de cálculo de los insumos técnicos para los procesos de fusión de concentrados.
En lo específico, los balances de masa y energía constituyen una herramienta teórico-práctica, que permite a los Operadores, tomar las decisiones adecuadas, en el momento oportuno; avalar técnicamente las correcciones que se introduzcan en los procesos y evaluar los resultados de las medidas correctivas aplicadas, minimizando los riesgos de errores que se pudieran cometer. Por otra parte, a los Supervisores, les permite evaluar tecnica y económicamente los escenarios futuros que necesiten analizar.
¿Porqué un balance?, porque el sistema es determinístico, en el sentido de que especificado las características (composiciones) de los insumos y productos el problema de determinar los parámetros de operación tiene una sola solución. El concepto de grado de libertad ayuda a entender esto de determinístico:
BALANCE DE MASA ILUSTRATIVO
Planteamiento General
Un concentrado calcopiritico es fundido en un horno flash con oxígeno puro ¿Cuál es el oxígeno necesario para fundir 1000 kg de concentrado y obtener un eje de 52% Cu?. Calcule además el eje, escoria y gases producidos así como el fundente necesario. La escoria producida deberá contener 30% SiO2 y 70% FeO.
Las especificaciones para los productos son:
FLUJO | COMPOSICION |
Concentrado | CALCOPIRITA :34.6% Cu, 30.4% Fe y 35.0% S |
Escoria | 30% SiO2 + 70% FeO (77.7% Fe y 22.3% O) |
Oxigeno | 100% O2 |
Fundente | 100% SiO2 |
Eje | Cu2S (80% Cu y 20% S) FeS (64% Fe y 36% S) |
Gas | 100% SO2 :SO2 (50% en peso de S) |
- BALANCE DE COBRE
[pic 1]
[pic 2]
[pic 3]
[pic 4]
[pic 5]
por lo tanto, el balance de cobre que finalmente resulta es:
346 = 0.52 Masa Eje (1)
BALANCE DE FIERRO
[pic 6]
[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
por lo tanto es necesaria calcular % Fe Eje.
El eje está compuesto de Cu2S y FeS, por lo tanto:
% FeS + % Cu2S = 100%.
Además se sabe que el eje tiene 52% Cu, y que todo este cobre se encuentra como Cu2S, por lo tanto, debemos expresar el % Cu en el eje en terminos de % de Cu2S en el eje.
La conversión se efectúa de la siguiente manera:
[pic 10]
pero ya se vio que % FeS + % Cu2S = 100
y como % Cu2S = 65%
entonces % FeS = 100 - 65 = 35%
por lo tanto:
[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
[pic 14]
Ahora se debe calcular [pic 15]
[pic 16]
[pic 17]
[pic 18]
[pic 19]
y el balance de fierro que finalmente resulta es:
304 = 0.224 Masa Eje + 0.546 Masa Escoria (2)
3. BALANCE DE AZUFRE
[pic 20]
[pic 21]
[pic 22]
[pic 23] [pic 24]
[pic 25]
[pic 26]
[pic 27]
350 = 0.256 Masa Eje + 0.5 Masa Gas (3)
4. BALANCE DE OXIGENO
[pic 28]
[pic 29]
[pic 30]
[pic 31]
[pic 32]
Masa Oxígeno = 0.5 Masa Gas + 0.158 Masa Escoria (4)
- BALANCE DE SILICE
[pic 33]
[pic 34]
Masa Fundente = 0.30 Masa Escoria (5)
Resumiendo, los balances de Cobre, Fierro, Azufre, Oxígeno y Silice proporcionan las siguientes ecuaciones:
346 = 0.52 Masa Eje (1)
304 = 0.22 Masa Eje + 0.54 Masa Escoria (2)
350 = 0.256 Masa Eje + 0.50 Masa Gas (3)
Masa Oxígeno = 0.5 Masa Gas + 0.158 Masa Escoria (4)
Masa Fundente = 0.30 Masa Escoria (5)
Solución Matemática del Problema
Teniendo escritas las ecuaciones, basadas en la información disponible, se pueden hacer las pruebas para ver si estas pueden ser resueltas de a una cada vez. Este método se denomina partición de ecuaciones y consiste en desarrollar una secuencia con el objeto de determinar el orden de precedencia en el cual las ecuaciones serán resueltas.
...