Problemas de Siderurgia I - Mario (Opcional)

8/17/2019 Problemas de Siderurgia I - Mario (Opcional)

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UNIVERSIDAD JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓNFACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALÚRGICA

ESCUELA DE INGENIERÍA METALÚRGICA

PROBLEMAS DE SIDERURGIA I

Alumna: Osorio Galarza, Mario

Ciclo: VIII



1. Se desea analizar una caliza se !esan " #ramos de la misma $ se a%acancon &cido clor'(drico o)%eni*ndose +,- li%ros de CO. Calcular la ri/ueza dela caliza.

La reacción que tiene lugar es :

Y a partir de ahí,Si 1 gra!os de car"onato c#lcico dan $$,% litros de &O$ , entonces

' gra!os de car"onato c#lcico dar#n ( litros de &O$)Operando resulta ( * ,+$ litros de &O$, pero co!o real!ente he!os o"tenido

,- litros, el rendi!iento de la operación ser# :

. Calcinando CaCO" o)%enemos 0 li%ros de CO medidos a 2C $ a%m3s4eras. 5Cu&n%os #ramos de car)ona%o se 'an calcinado sa)iendo /uese %ra%a de un mineral im!uro del + 6 de ri/ueza.

.ara sa"er que /olu!en ocupan en condiciones nor!ales los 0 litros recogidos a$ & 2 $ at!ós3eras, aplica!os la 3ór!ula de la ecuación general de los gases

per3ectos:&ondiciones iniciales : .1 * $ at!ós3eras 4 51 * ' 6 4 V1 * 0 litros

&ondiciones 3inales : .$ * 1 at!ós3era 4 5$ * $' 6 4 V1 * 7 litros&on lo cual :

Litros de &O$) 8 partir de ahí,

Si $$,% litros de &O$ proceden de 1 gra!os de car"onato c#lcico, entonces1%,-+ litros de &O$ proceder#n de ( gra!os de car"onato c#lcico)

Operando: ( * +- gra!os de car"onato c#lcico puro) .ero co!o la caliza es deuna riqueza del 9, tendre!os:



de car"onato c#lcico del 9 de riqueza)". Se mezclan 7- #ramos de azu4re 8S9 con 1++ #ramos de 'ierro 8e9 en!ol;o. Se in%roduce la mezcla en un crisol $ se calien%a 4uer%emen%e. Se4orma sul4uro 4erroso 8eS9 $ el azu4re so)ran%e se ;ola%iliza. Es%e azu4re arde

dando an'(drido sul4uroso 8SO9. Calcular el ;olumen de SO /ue se 4orma,medido a %em!era%ura normal, $ el !eso de eS o)%enido.

La reacción para o"tener eS es:

Y a partir de ahí,Si --,0 gra!os de e dan 0,0 gra!os de Se, entonces

1 gra!os de e dar#n ( gra!os de Se)Operando: ( * 1-,'% gra!os de Se)

8l !is!o tie!po,Si 0,0 gra!os de Se proceden de '$ gra!os de S, entonces

1-,'% gra!os de Se proceder#n de ( gra!os de S)Operando: ( * -,- gra!os de S) .or consiguiente, nos quedan : ;- < -,- *

',%' gra!os de azu3re)

La reacción para dar anhídrido sul3uroso es :

Y a partir de ahí,

Si '$ gra!os de azu3re dan $$,% litros de SO$, entonces',%' gra!os de azu3re dar#n ( litros de SO$)

Operando: ( * $+,$ litros de SO$)

<. 5Cu&n%os m" de aire se necesi%an !ara la com)us%i3n com!le%a de una%onelada de car)3n. Se su!ondr& /ue el aire con%iene un /uin%o de su;olumen en o=(#eno.

Respuesta

&onsiderando que el car"ón est#, "#sica!ente, co!puesto de car"ono, pode!os

plantear la siguiente ecuación estequio!=trica:

que representa la co!"ustión co!pleta de un !ol de car"ono) .uesto que nos

solicitan el consu!o de o7ígeno e7presado en !etros c>"icos, tendre!os en

cuenta la equi/alencia en /olu!en de un !ol de cualquier sustancia gaseosa,



si!pli3icando a condiciones nor!ales de presión 2 te!peratura) ?e ese !odo

pode!os plantear:

Y aplicando una regla de tres si!ple:

Si 1$ g de &ar"ón@oA reaccionan con $$,% litros de O7ígeno1+ de &ar"ón@oA reaccionar#n con ( litros de O7ígeno)

?e donde resulta que los !etros c>"icos de o7ígeno necesarios ser#n: 10++,++)Si supone!os que el aire contiene @1B-A de su /olu!en de o7ígeno, tendre!os3inal!ente que: 10++,++ 7 - * ;''','' son los ! ' de aire para la co!"ustiónco!pleta de una tonelada @1+ gA de car"ón)

>. Des!reciando el #as car)3nico /ue resul%a de la descom!osici3n de loscar)ona%os de la car#a, se !uede re!resen%ar #lo)almen%e la reducci3n de3=ido 4*rrico en el al%o 'orno median%e la ecuaci3n:

Fe2

O3+ xCO→2 Fe+3C O

2+ ( x−3) CO

Sa)iendo /ue la relaci3n de los ;ol?menes de #as car)3nico $ del 3=ido decar)ono es i#ual a @ se !ide:

1. El vl!" #$ % $& l $'(')*& &+$")!",. El -$! #$ '!/($ 0#$ 23 #$ '"4!&!5 &$'$")! -"

"$#(')" (& +!&$l# #$ !%)#! 67"")'!.8. El v!l(9$& #$ )"$ )&:$'+#! 02 ;C < 1+95 '!""$-!&#)$&+$.

Soluci3n:

1. Fe2

O3+ xCO→2 Fe+3C O

2+ ( x−3) CO

V C O2

V CO

=1V

2V

x mol de CO →3molesdeCO2

2V de CO→1V deCO2



x=2V ×3

1V =6molesdeCO

Q($#&#! l $'(')*& #$ l )=()$&+$ 9&$">

Fe2

O3+6CO→2 Fe+3C O

2+3CO

Fe2

O3+3CO→2 Fe+3C O

2

,. W coque (90 C )=?

1TM de Fe2

O3

Fe2

O3+3CO→2 Fe+3C O

2

1(160 ) grdeFe2

O3

→3 (28 ) gr deCO

1×106

gr de Fe2O3→ X gr deCO

x=1×10

6×3 (28 )

1

(160

)

=525000 gr CO

12g r C →28gr CO

xgr C →525000 grCO

x=12×525000

28=225000 gr deC

L '&+)##$ #$ '!/($ : #$ 9)&$"l /($ $ &$'$)+ !&

((l9$&+$ 9:!"$ /($ l 'l'(l#< (& -")9$" "?*& $ /($&) $l '!/($ $ -("! '"4*&< &) $l 9)&$"l $ -("! !%)#! 67"")'! III<-!" l! /($ l '&+)## #$ '!/($ (+)l)?" $ 9@ #$ ,,222 =".B" ="&+)?" l '&+)##$ #$ #$ C &$'$")! -" "$#(')"

1+!&$l# #$ Fe2

O3 &! -"$=(&+"$9! l! )=()$&+$>



S4$9! /($ $l '!/($ +)$&$ 23 #$ -("$?< $+! $ #$ '# 122="#$ '!/($ !l! 2=" !& #$ '"4!&! $&+!&'$ -" ="&+)?" l!,, 222=" #$ C $ "$/()$"$ #$>

W coque

(90 C )=225000gr deC

90 gr deC ×100gr de coque

W coque (90 C )=250000gr=250kg decoque

N$'$)+"$9! ,2= #$ '!/($ -" "$#(')" (& +!&$l##$ *%)#! 67"")'!

3. -")9$"9$&+$ 'l'(l9! l! 9!l$ #$ )"$ $'! )&:$'+#!$ "$l)? -!" (& 4l&'$ #$ &)+"*=$&!

a) $&+"# #$l '"4*&

250×0 .005128

=0 .0455mol−kg

Sl)# l = #$ l+! !"&! $'!> 1,.,29!l =.

45 #$l )"$ 0-!" #)6$"$&')51,.,2 2.2 1,.889!l =

Aire seco=12.4008

0.79=15.66498molesde aire seco

El )"$ $'! + (9$## 4K &+$ #$ $" #9)+)#! l!-"$'l$&+#!"$ /($ -"!-!"')!&& $l )"$ l l+! !"&!. El'!&+$&)#! #$ (9$## #$ )"$ -!" +&+! $ #$-"$')4l$.

U+)l)?&#! l )=()$&+$ 6!"9(l 'l'(l"$9! $l v!l(9$& #$)"$ )&:$'+#!>

PV =nRT

V aire=nRT

P =

0.082×273×15.6649

1=350 .67<¿

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