Pauta Prueba POR Julio 2014 Ing. Civil Pirometalurgia1.- (2 Pts)El gas de salida de un Alto Horno que opera eficientemente contiene entre 21 y 25% de CO y entre 20 y 22% de CO2 (el resto es N2 y H2O) Justifique cuantitativamente esta situacion

Consumo Remanente nCO2 nCO/(nCO+nCO2)

3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 1 4 4 1.0 a la salida del horno2Fe3O4+2CO=6FeO+2CO2 2 5 3 1.76FeO+CO=6Fe+CO2 1 7 1 7.0

Ingreso moles CO 8 0

La fraccion CO/CO2 a la salida es ~ 1 y esto se logra cuando ingresan 8 moles, con estacantidad se determina el carbon, esto es , se necesita un exceso (del estequimetrico)Este exceso, no se debe a una operación ineficiente, sino a las restricciones termodinamicasnecesarias en la parte baja del horno para la obtencion de Arrabio y a la estequiometria inherente en la parte alta del horno (que se muestra en las reacciones quimica)

2.- (2 Pts)Los gases que salen de un secador de concentrados lo hacen a 120ºC y con un contenido dehumedad de 68% de H2O. ¿cual seria la minima temperatura a la que debieran salir delfiltro de mangas para evitar la condensacion de agua en el filtro? A) a 1 atm de Presion total

B) a 0.7 atm de Presion total

B)a P= 07 atm a 80ºC K=0.476

A) esta es la Tº de equilibrioa P= 1 atm y a una Tº menor, la a 90ºC K=0.69 concentracion esta por esta es la Tº de equilibrio sobre la de Equilibrioy a una Tº menor, laconcentracion esta por sobre la de Equilibrio

3.- (2 Pts) Explique/justifique en no mas de 1/4 de pagina y con letra claraA) En el proceso de reduccion de minerales de hierro, en el alto horno, se utiliza carbon coquecomo reductor ¿se podria utilizar hidrogeno gaseoso puro?El Carbon coque es un solido que permanece como tal a cualquier temperatura, por esta razonle da la permeabilidad necesaria, al lecho del horno, para la circulacion escendente de los gasesEl Hidrogeno es un gas, y por esta razon no proporciona la permeabilidad de un lecho, es mas,la necesita para contactarse con los solidos que se requiere reducir y para su propia evacuacion.Ademas, hidrogeno puro produciria una gran cantidad de H2O(g) que podria condensar en la partealta del Alto Horno debido a bajas temperaturas por ingreso de la carga a temperatura ambiente

B) En el proceso de fusion de minerales de cobre y conversion de eje se utliza aire enriquecidocon oxigeno, ¿se podria utilizar oxigeno puro para estos efectos?El oxigeno es el reactivo necerario para la eliminacion, via escoria del fierro y via gas del azufreLa utilizacion de oxigeno puro implica la no presencia de nitrogeno por lo que se elimina partedel efecto refigerante necesario para obtener temperaturas razonables. Como consecuencia de loanterior, las alternativas tecnologicas que si lo usan deben restrigir la oxidacion como una forma debalancear termicamente el proceso (operana bajas leyes de Eje)

Para el caso de la conversion, la situacion es similar, por lo que las alternativas tecnologicassolo se hacercan a la utilizacion de oxigeno puro. Esto lo logran tratando ejes de alta ley en hornosrefrigerados

68% de H2O = nH2O/nTotal*100K =(nH2O/nTotal)PTotal

H2O(l)=H2O(g)T deltaH deltaS deltaG K Log(K)ºC kJ J/K kJ25 44.00 118.88 8.56 0.03 -1.530 43.80 118.19 7.97 0.04 -1.37335 43.59 117.51 7.38 0.06 -1.25140 43.38 116.84 6.79 0.07 -1.13345 43.17 116.18 6.21 0.10 -1.01950 42.96 115.53 5.63 0.12 -0.9155 42.75 114.89 5.05 0.16 -0.80560 42.55 114.25 4.48 0.20 -0.70365 42.34 113.63 3.91 0.25 -0.60470 42.13 113.02 3.35 0.31 -0.50975 41.92 112.42 2.78 0.38 -0.41780 41.71 111.82 2.22 0.47 -0.32885 41.50 111.23 1.66 0.57 -0.24390 41.29 110.65 1.11 0.69 -0.15995 41.08 110.08 0.56 0.83 -0.079

100 40.87 109.52 0.01 1.00 -0.001105 40.66 108.96 -0.54 1.19 0.074110 40.45 108.40 -1.08 1.41 0.148115 40.24 107.86 -1.62 1.65 0.218120 40.03 107.32 -2.16 1.94 0.287125 39.82 106.78 -2.70 2.26 0.354

130 39.61 106.25 -3.23 2.62 0.418135 39.39 105.73 -3.76 3.03 0.481140 39.18 105.20 -4.29 3.48 0.542145 38.96 104.69 -4.81 3.99E+00 0.601150 38.75 104.17 -5.33 4.55E+00 0.658