Balances Metelurgicos

FORMACIÓN DE CALORES DE Y REACCIÓN DE LECHOS FLUDIZADOS DEL COBRE, PLOMO Y CINC

1. Lechos Fludizados:

El enfoque más reciente para calentar metales es la utilización de un lecho fluidizado. Este calentamiento se lleva a cabo en un lecho de partículas inertes, usualmente óxido de aluminio. Las partículas se encuentran suspendidas por la combustión de una mezcla combustible/aire que fluye hacia arriba a través del lecho. Los componentes se encuentran inmersos en este lecho fluidizado como si fuera un líquido y se calientan por la acción del lecho fluido caliente. Las velocidades de transferencia calórica en un lecho fluidizado son hasta diez veces superiores a las alcanzadas en hornos convencionales de calentamiento directo. También son mayores que las obtenidas en baños de sales. La combinación de una alta transferencia calórica, excelente capacidad térmica, y uniformidad de comportamiento sobre un amplio rango de temperaturas provee de un baño de temperatura constante para muchas aplicaciones. Adicionalmente, las partículas del lecho no se adhieren a las piezas, de modo que no hay problemas de limpieza, ni hay arrastre de partículas fuera del lecho, en comparación al arrastre constante (y necesidad de rellenado) de sal desde un baño de sales. Esto puede significar un factor de costo favorable al uso del lecho en tratamientos térmicos. En realidad, los lechos fluidizados pueden adaptarse a todo tipo de tratamientos, tanto en materiales ferrosos como no ferrosos. Aunque el tratamiento térmico en lecho fluidizado fue patentado en 1950, su uso se veía restringido por el hecho de que sólo se podía calentar los lechos por medios eléctricos, haciendo difícil e ineficiente el calentamiento sobre 700 °C. Con la introducción de lechos calentados por combustible, que utilizan una mezcla gas/aire como medio de calentamiento y fluidización a la vez, se dispone ahora de hornos que realizan todos los tratamientos estándares. Hay dos tipos de lechos fluidizados: de calentamiento interno para aplicaciones de alta temperatura (750 a 1200 °C) y de calentamiento externo para temperaturas inferiores a 750 °C. En el lecho calentado internamente se mezclan el combustible y el aire en proporciones casi estequiométricas, y pasan a través de una placa cerámica porosa sobre la cual se fluidizan las partículas en la corriente gaseosa. Esta corriente imparte energía térmica a las partículas del lecho que a su vez la imparten al objeto en tratamiento. El lecho fluidizado se mantiene dentro de un contenedor cerámico o de metal. La mezcla combustible se enciende inicialmente en la parte superior; el frente de llama se mueve gradualmente hacia abajo hasta estabilizarse a unos 3 cm. sobre la placa cerámica. Esta placa de distribución asegura propiedades uniformes dentro del lecho. En el lecho calentado externamente un quemador con aire en exceso realiza la combustión en una cámara de pleno, sobre la cual el lecho fluidizado es soportado por una placa cerámica porosa. El lecho es fluidizado por los productos de combustión provenientes de la cámara de pleno.

Un sistema que mide la cantidad apropiada de mezcla gas/aire que va a la losa de distribución, controla automáticamente la temperatura del lecho. El gas de fluidización conforma, además, la atmósfera del horno. Esta puede ser inerte, oxidante o reductora dependiendo de la regulación de la razón gas/aire que va a la losa de distribución.

2. Formación de calores y de raccion:

Se define como el calor transferido al sistema desde el medio en la transformación completa de los reactivos a productos, en las mismas condiciones de presión y temperatura.

Así,

Reactivos →Productos

q reacción= qP= H = H(productos) -H(reactivos) (P=cte)

aA + bB →cC + dD

H = c H(C) + d H(d) –[a H(A) + b H(B)]

H > 0 Reacción endotérmica

H < 0 Reacción exotérmica

3. Metalurgia del cobre en lechos fludizados

3.1. Propiedades:

El cobre puro es un metal relativamente blando, se presta fácilmente al tratamiento mecánico y al laminado, es dúcil y maleable lo que le permite por estirado un finísimo alambre y por laminado chapas finas.

Sus propiedades han hecho de él un material pionero e insustituible en el Transporte de la energía, la electrónica, la fabricación de bienes de equipo y maquinaria industrial, la industria del transporte y del automóvil. Es 100% reciclable

3.2. Menas de cobre:

Las menas de cobre son de tres tipos: nativas, oxidadas, sulfuradas.

Menas nativas.

Apenas hay, aparecen en forma de pepitas y aunque su contenido en Metal es muy bajo (menos del 1 %) son fáciles de concentrar.

Menas oxidadas

Son características de yacimientos que se encuentran cerca de la superficie

Su metalurgia es sencilla ya que se reducen fácilmente por carbón y por el óxido de carbono, pero abundan poco.

3.3. METALURGIA EXTRACTIVA DEL COBRE

Tiene

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