Calcinacion de caliza

UNIVERSIDAD CATOLICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERIA Y CS. GEOLOGICAS
DEPTO. DE METALURGIA.

Laboratório Nº3
“Cinética de calcinación de caliza”




Resumen

Objetivos:
Medir la cinética de descomposición de la caliza y obtener una curva de conversión versus tiempo para la calcinación de lecho fijo de caliza en un horno mufla delaboratorio.

Introducción:
Calcinación se le denomina al proceso de calentar una cierta sustancia a una temperatura elevada, por debajo de su punto de fusión, para provocar la descomposición térmica o un cambio de estado en su composición física o química. Dicho proceso se lleva a cabo generalmente en hornos.
Para que dicho proceso de descomposición ocurra se deben cumplir ciertosparámetros, entre los cuales los importantes son tiempo y temperatura, ya que la eficiencia de este proceso dependerá principalmente de que se respeten los tiempos necesarios para que ocurra tal descomposición y a su vez mantener la temperatura adecuada para que proceda la reacción.
La calcinación de la caliza esta representada por la siguiente ecuación:
+ Calor < CaO> + [CO2]Procedimiento:
Se distribuirán 8 muestras de caliza (20 g) más sílice (5 g) en 8 crisoles que se encuentran previamente tarados y enumerados. Los crisoles se deben dividir en 2 grupos de a 4 puesto que no caben todos en un mismo horno. Antes de introducir las muestras estas se deben homogenizar, e ingresar a los hornos cuando estos alcancen 1050°C de temperatura.

Las muestras se irán retirando de lasiguiente forma, los primeros 4 tiempos serán obtenidos de un horno mufla (Horno 1) y los 4 tiempos restantes del otro horno mufla (Horno 2), dichos tiempos son 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 85 min. respectivamente, una vez retirada las muestras de cada horno se procederá a pesar cada una de ellas para luego calcular la diferencia en masa de ellas. Finalmente, luego de masadas las muestras, se lessaca un poco de material para realizar una prueba añadiéndole una solución de HCl, si efervece indica la presencia de carbonato.

Resultados:
El Keq nos indica que la calcinación está determinada completamente por la presión de CO2 y que esta tiende a favorecer la formación de productos cuando su presión es menor que la presión de equilibrio (8,28 atm.). El gráfico muestra una curva crecientelo que indica que a medida que aumenta el tiempo la calcinación va ocurriendo.
Conclusión:
La cinética de calcinación está determinada principalmente por el calor adicionado para la descomposición y al tiempo necesario para completar la calcinación. Para obtener una calcinación con mayor eficiencia se necesita operar con una temperatura adecuada (generalmente alta) y un proceso continuo sininterrupciones, para esta experiencia, a los 60 minutos la reacción ya ocurrió por ende la calcinación también, esto es demostrado al adicionar una solución de Acido Clorhídrico al 10% a la muestra si esta no efervece, indica que ya no hay presencia de carbonato.
Resultados

* Calculo de Keq y de la presión del CO2 a 1050°C
PCO2 = e (5538 / (1.987 x 1323)) = 8,22 (atm)
Keq = PCO2 =8,22 (atm)
N° Prueba | N° Crisol | N° Horno | Tiempo[min] | Masa Inicial [g] | Masa Final [g] | ∆ Masa [g] | % Masa |
1,00 | 1,00 | 1,00 | 10,00 | 25,00 | 17,10 | 7,90 | 31,60 |
2,00 | 2,00 | 1,00 | 20,00 | 25,00 | 15,20 | 9,80 | 39,20 |
3,00 | 3,00 | 1,00 | 30,00 | 25,00 | 14,60 | 10,40 | 41,60 |
4,00 | 4,00 | 1,00 | 40,00 | 25,00 | 13,80 | 11,20 | 44,80 |
5,00 | 5,00 | 2,00 | 50,00| 25,00 | 14,10 | 10,90 | 43,60 |
6,00 | 6,00 | 2,00 | 60,00 | 25,00 | 14,60 | 10,40 | 41,60 |
7,00 | 7,00 | 2,00 | 70,00 | 25,00 | 13,90 | 11,10 | 44,40 |
8,00 | 8,00 | 2,00 | 85,00 | 25,00 | 14,10 | 10,90 | 43,60 |
Tabla 1: Pruebas de calcinación

Gráfico 1: Variación de peso (%) v/s Tiempo

Discusiones

Analizando los datos expuestos en la tabla, se puede observar que el...