perforacion y voladura en minería a cielo abierto

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULTAD DE INGENIERIA GEOLÓGICA, MINERA, METALURGICA
Y GEOGRAFICA
E.A.P. DE..INGENIERIA DE MINAS

Perforación y volura en minera a cielo abierto
Capítulo4. Termoquímica del anfo

INFORME PROFESIONAL
Para optar el Título de Ingeniero de Minas

AUTOR
Italo Farje Vergaray

LIMA – PERÚ
2006

CAPITULO 4

4 TERMOQUIMICA DEL ANFO

4.1)OBJETIVO
Describir de manera practica el comportamiento de los explosivos desde el
punto de vista fisicoquímico, ya que en la detonación del explosivo libera
energía.

Oxidante + Hidrocarburo = CO2 + H2O + N2
Pero en el ámbito real al crear el ANFO Pesado, el balance de oxigeno
será negativo.

4.2)

CALOR DE EXPLOSION
Nos valemos del concepto de entalpía para calcular este valor,veamos el calor generado por el ANFO.

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Δ Hp (Explosivo)

=

Hp(Producto) - Hp(Explosivo)

3NH4NO3+ 1CH2 → CO2 + 7H2O + 3N2
Datos de calor de Formación en Kcal/mol

(NH4NO3)

Nitrato de Amonio

=

-87.3 kcal/mol

Diesel

(CH2)

=

-7

Dióxido de carbono

(CO2)

=

-94.1 kcal/mol

Agua

(H2O)

=

-57.8 kcal/mol

Nitrógeno

( N2 )

=

0 kcal/molkcal/mol

Ahora remplazamos los valores en la ecuación 1

Hp(Explosivo)

= 3(-87.3) + (-7)

= - 268.9 kcal

Hp(Producto) = (-94.1) +7(-57.8) + 3(0) = - 489.7 kcal

Qe

=

- Δ Hp

-Δ Hp (Explosivo)

=

-Hp(Producto) + Hp(Explosivo)

Qe (Explosivo)

=

-(- 489.7) + ( 268.9)

Qe (Explosivo)

=

229.8 kcal

Ahora calculamos el peso molecular del explosivo

Pm(Explosivo)

=

3NH4NO3+ 1CH2

Pm (Explosivo)

=

3(80.0432)+ 1(14.0268)

Pm (Explosivo)

=

254.2 mol

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El calor de explosión por kilogramo;

Qkp (Explosivo)

=

(229.8kcal) / (254.2g) x 1000g/kg

Qkp (Explosivo)

=

904.00 kcal / kg

Este calor es a presión constante, no expresa gran interés, en el ámbito de
los explosivos, ahora veamos cunado influye el volumende los gases
producto de la detonación:

Qmv

=

Qmp + 0.58 x npg

Donde:

npg =

11, (numero de moles del producto)

Pero nosotros deseamos conocer el calor desprendido por cada mol
correspondiente a un kilogramo de explosivo

4.3)

Qkv

=

(Qmv x 1000) / Pm

Qmv

=

229.8 + 11x 0.58 = 236.18 kcal/mol

Pm

=

254.2 mol

Qkv

=

(236.18 x 1000) / 254.2Qkv

=

929.11 kcal / kg

Balance de oxigeno
En nuestro caso es fundamental controlar el balance de oxigeno por
tener una roca muy dura se utilizara ANFO pesado los cuales tienen un
balance de oxigeno Negativo

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Todo explosivo debe tener como resultante lo siguiente:
Oxidantes + combustibles

→ CO2 + H2O + N2

Si solamente se trabaja con nitroglicerina o un ANFO que tiene94.39% de
NA y 5.61% de Diesel 2 se obtiene una reacción con balance de oxigeno
de cero.
3 (NH4NO3 ) + 1( CH2 ) →

CO2 + 7H2O + 3N2

Esta es una ecuación ideal
Identificación de -Problemas Debido a las Mezclas
ELEMENTOS
CARBONO
HODROGENO
OXIGENO
NITROGENO

Oxigeno Balanceado
Gases Producto

Bioxido de Carbono
(Incoloro)
Vapor de Agua
(Gris claro)
Gas de Nitrógeno
(Incoloro)(CO2)
(H2O)
(N2)

(C)
(H)
(O)
(N)

Oxigeno Negativo
Gases Producto

Monoxido de Carbono
(Incoloro)
Carbono
(Negro)
Vapor de Agua
(Gris claro)
Gas de Nitrógeno

Oxigeno Positivo
Gases Producto

(CO2)
(C)
(H2O)
(N2)

Color Resultante

Color Resultante

Humo gris claro

Humo gris oscuro

Bioxido de Carbono
(Incoloro)
Vapor de Agua
(Gris claro)
Oxidos NitrógenoOxidos Nitrógeno
(Humos amarillos - ocre)

(CO2)
(H2O)
(N2O)
NO

Color Resultante

Humos Amarillos o Ocres

4.4) ANFO PESADO
Sin embargo para hablar del balance de oxigeno que se obtiene en una
reacción llevado a cabo con ANFO mas Emulsión, es necesario hacer una
descripción de que es una emulsión

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4.4.1) Emulsiones a Granel.
Desde el punto de vista químico, una...