Escuela de Ingeniería Metalúrgica Examen SustiturioFundamentos Metalúrgicos II

Ciclo 2013-II

20-XII-13 OSC ME413-R

S/L 0.05 0.1 0.15 0.2 0.3 T˚C 25 45 75 t min t (min)

0 0 0 0 0 0 0 0 0 02.5 0.415 0.385 0.265 0.22 0.23 2.5 0.425 0.435 0.47

5 0.62 0.59 0.48 0.44 0.345 5 0.565 0.64 0.77.5 0.7 0.68 0.565 0.495 0.4 7.5 0.695 0.75 0.81510 0.82 0.775 0.675 0.6 0.54 10 0.785 0.845 0.88515 0.94 0.85 0.75 0.68 0.6 15 0.885 0.94 0.9820 0.98 0.95 0.82 0.725 0.65 20 0.95 0.985 0.99230 0.985 0.97 0.86 0.785 0.705 30 0.98 0.99 0.99540 0.995 0.99 0.87 0.815 0.725 40 0.99 0.995 0.999

Temperatura ˚C 1000 C* ref 1000Tiempo, h [Au t] [Au t]

0 67 671 54 582 45.6 52.33 41.4 48.6 k T ° C4 37.4 44.2 Demostrar Demostrar 0.07935 5005 32.8 40.8 0.08290 6006 30 37.5 0.09853 7007 26.6 33.6 0.11666 8008 24.7 31.2 0.17205 900

qe 1000= 5 mg/g 0.23293 1000qe C*1000= 5 mg/g

α

Datos cinéticos

1er Orden 2do Orden

α

1.- Lixivición de un residuo de mineral de zinc para recuperar cadmio metálicoEs posible lixiviar con ácido sulfúrico el contenido de cadmio de un residuo de zinc, se postula un modelo cinético que depende principlmente de la relación sólido/líquido y de la temperatura de lixiviación. Se adjuntan los datos cinéticos necesarios. Para el caso de la variación de la temperatura las condiciones son: (8% (v/v) ácido, 500 rpm, S/L = 1/10, tamaño de partícula -250 µm); para el caso de la variación de la relación sólido/líquido (S/L) lss condiciones son: (8% (v/v) concentración de ácido, 25° C, 500 rpm, tamaño de partícula = -250 µm.)Se pide:a.- Determinar los parámetros del modelo general adjunto, con ayuda del modelo de Avrami (n=0.58) y el modelo MDC escoger el mejor modelo cinético para los datos de la variación de temperatura.

2.- Cinética de la sorción de iones aureocianíhidrico en una nueva calidad de carbón activado, el nuevo es de cáscara de macadamia. Se adjuntan los datos de adsorción de oro a 1000 ° C tanto para el nuevo carbón como el convencional C* de cáscara de coco:Use como masa de cada prueba del sorbente C activado= 1 gr y el volumen de la solución de cada prueba 100 mL.Se pide:a) Determinar la ley cinética y la constante de velocidad asumiendo dos posibilidades: que sea de pseudo primer o de pseudo segundo orden.b) Demostar analíticamente la validez de estas ecuaciones.c) Con la ayuda de los datos a otras temperaturas calcular la energía de activación del proceso. Postule en consecuencia un modelo de mecanismo de reacciónd) Calcule el incremento de sorción o el decremento de la sorción del oro por el uso del nuevo carbón activadoe) ¿Cómo se activa el carbón nuevo o de rehuso?

3.- Cinètica Electroquímica Explicar brevementea) Explique mediante las reaccion de celda completa las electrólisis de zinc y cobre. b) Mediante un diagrama de Evans simplificado explique el efecto de la concentración de cobre en el proceso de cementación de cobre con chatarra de hierro.c) Explique cómo el azufre elemental puede ser capa pasivante de los sulfuros metálicos en la lixiviación en pilas tipo Cerro Verde d) ¿Cómo utilizaría la electroquímica para eliminar un metal pesado de una agua contaminada? Por ejm. el caso del plomoe) ¿ Cómo las bacterias sulforeductoras pueden ayudar en la eliminación de metales pesados de efluentes metalúrgicos. Para este proceso se prefiere un medio aeróbico o anaeróbico?

( )teIt qqk

dtdq

−= ( )2teIIt qqk

dtdq

−=

( ) tkqqq Iete −=− lnln tqqkq

teeIIt

112 +=

tRT

Ea

LS

k **1*1

1ln58.0

1

∆−

=

−

δ

α