6. Formulacion de Las MEC

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Chapter VI

Formulacin de las MEC

Carlos Agreda, Ph. D

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Balance de Oxigeno.

La mayora de las MEC son formuladas para teneraproximadamente un balance de oxigeno OB 0,esto es que los elementos constituyentes principalestales como:

H, N, O y C en la MEC deben estar en la proporcinde tal manera que en los gases resultantes de ladetonacin todo el O2 reacciona para formar H2O, elN combinado reacciona para formar nitrgenomolecular N2 y el carbn reacciona para formar CO2.


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Carlos Agreda, Ph. D 3


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Si hubiera suficiente oxigeno O2 presente en la MECpara formar H2O y CO2, entonces se dice que la MECesta balanceada en oxigeno.Si hubiera una deficiencia se dice que el OB esnegativo y si hubiera un exceso se dice que el OB espositivo


PROCESO DE LA VOLADURA DE ROCAS

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7Carlos Agreda, Ph. D

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Resultados de unavoladura de rocas


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Resultados de una voladura de rocas


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)1(02 220 OHCOOOB

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Cuando una MEC balanceada no contiene otroselementos con afinidad por oxigeno el balance deoxigeno = 0 puede ser expresado matemticamentecomo sigue:

En la ecuacin anterior O0 es el numero de tomosgramos de estos elementos (normalmente 100g) deMEC, y el H2O y CO2 son moles producidos porunidad de peso de la MEC.


)2(212 000 HCOOB

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Se debe expresar que en una forma mas general paracualquier MEC conteniendo C, H, N y O, la ecuacin (1)puede ser expresada de la siguiente manera:

Donde:O0, C0 y H0 representan el numero de tomos gramosde estos elementos por peso unitario de la MEC.O0 es corregido con la cantidad combinada conelementos para formar productos slidos, tales como:CaO y Na2O, cuando tales elementos estnpresentes.


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)3(23

212 0000 AlHCOOB

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Donde:O0, C0 y H0 representan el numero de tomos gramosde estos elementos por peso unitario de la MEC.O0 es corregido con la cantidad combinada conelementos para formar productos slidos, tales como:CaO y Na2O, cuando tales elementos estn presentes.



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FORMULACION DE UNA MEC.GABINETE


LABORATORIO

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GABINETE: REFORMULANDO IN SITU


GABINETE: REFORMULANDO IN SITU

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3NH4NO3 + CH2 3N2 + 7H2O +CO2 + Q3 KCal/Mole.

Por ejemplo: Considerar AN/FO con un balance = 0

1. Ecuacin balanceada del AN/FO:

N2: 28H4: 4O3: 4880

C: 12H2: 2

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3 x 80 = 240


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Entonces la MEC es como sigue:

Entonces el AN/FO para ser usado en el campo debeestar en la proporcin de: AN/FO = 94/6 por peso.


%94%4.94%254100240:

ANANAN

%6%6.5%25410014:

FOFOFO

)3(3 RP HHQ

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La energa producida por la detonacin del AN/FOpuede ser calculada usando la siguiente expresinmatemtica:

Donde:Q3 = Calor de explosin en Kcal/Kg.HP = Calor de formacin de los productosHR = Calor de formacin de los reactantes.


CALOR DE EXPLOSION (Q3)

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AN = 98% / FO = 2%OB = OO 2CO 1/2HO

NH4NO3 1 mol AN 4 atgr HHO = 98 gr. AN x x = 4.900000

80 gr. AN 1 mol AN1 mol AN 2 atgr N

NO = 98 gr. AN x x = 2.45000080 gr. AN 1 mol AN1 mol AN 3 atgr O

OO = 98 gr. AN x x = 3.67500080 gr. AN 1 mol AN

BALANCE DE OXIGENO EN EL AN/FO


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CH2 1 mol FO 1 atgr CCO = 2 gr. FO x x = 0.14285714 gr. FO 1 mol FO

1 mol FO 2 atgr HHO = 2 gr. FO x x = 0.28571414 gr. FO 1 mol FO


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Ingredientes PM % CO HO NO OO

AN NH4NO3FO CH280.114.0

98.02.0

-0.142857

4.9000000.285714

2.450000-

3.675000-

At . gr / 100 gr. 0.142857 5.185714 2.450000 3.675000

x 10 Kg 1.428570 51.85714 24.50000 36.75000

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OB = OO 2CO 1/2HOOB = 36.75000 2(1.428570) (51.85714)

OB = 7.96429 at-gr/Kg.


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Calculo del calor de Explosin Q3

9NH4NO3 + CH2 19 H2O + CO2 + 6N2 +6NO+ Q3Q3 = HP Hr

Datos:HP => H2O = 57.8 Kcal/molN2 = 0.00 Kcal/molCO2 = 94.05 Kcal/mol

NO = 26.4 Kcal/molHr => AN = 87.2 Kcal/mol

FO = 7.0 Kcal/mol


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Q3 = [19(57.8)+ 94.05+6(26.4)+6(57.8)] [ 9(87.2) + 1(7.0)]Q3 = (1098.2+94.05+158.4+346.8)-(784.8+7)Q3 =1697.45-791.8

Q3 = 791.8 Kcal/Kg.


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Se determina que a travs del clculo del balancede oxigeno, el agente de voladura AN/FO no cumplecon los porcentajes adecuados, ya que lo calculadoexcede de los limites permisibles, y por lo tantodicho agente de voladura no es el adecuado, ya queen el momento de detonacin liberara gasesnocivos, tales como el CO2 y NO2, etc.

En cuanto al Q3 (calor de explosin) se debemencionar que tampoco es el adecuado, ya que elptimo es 900 Kcal/Kg.

Discusin


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AlCHNHNO 243

En una operacin minera que trabaja por el mtodo deopen pit, el departamento de perforacin y voladura hadecidido (tomando en cuenta las caracterizacingeomecnica de la roca) usar el siguiente agente devoladura

Se pide:i. Identificar la MECii. Balancear la ecuaciniii. Calcular el porcentaje de los ingredientes en la

MECiv. Calcular el balance de oxigenov. Calcular el calor de explosinvi. Discutir los resultados

Problema de aplicacin N 2


Name Formulae Heat of formation(KCal/mole)

AN NO3NH4 87.93FO CH2 3.46Al Al 0.00

H2O 57.8CO2 94.10N2 0.0NO 0.0Al2O3 392Na NO3 112.45C6H10O5 163.01NaCl 97.10

Calores de formacin

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El deseo de merecer una opinin favorable de los dems haceque mucha gente nunca diga NO ante nada ni nadie. Sinembargo, todos deberamos desarrollar la habilidad de

negarnos a realizar actividades para las cuales no tengamostiempo, ni disposicin natural, ni inters, y que no nosincumba. Si aprendemos a decir NO ante muchas cosas,entonces podremos decir SI ante las mas importantes.

Carlos Agreda, Ph. DProfesor


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