Pirouja
Páginas: 8 (1900 palabras)
Publicado: 25 de marzo de 2015
Obtención del Níquel
Dependiendo de la naturaleza de la mena y de los futuros usos que se le dará a esta, el proceso de obtención es diferente. En algunos casos, las aleaciones níquel-hierro que se obtienen como producto intermedio, se incorporan directamente a la fabricación de aceros.
PROCESO MOND.
Este proceso consiste en partir de minerales sulfurosos, estos minerales se transformanprimero y luego se machacan y trituran; a partir de allí, mediante el proceso carbonílico, se obtiene primero el níquel tetra carbonilo y luego el níquel en polvo de alta pureza. Cuando se parte de óxidos, el metal se obtiene a través de procesos electrolíticos.
Este proceso tiene tres pasos:
El óxido de níquel reacciona con gas de síntesis a 200 °C para eliminar el oxígeno, produciendo níquel impuro.Las impurezas incluyen hierro y cobalto.
NiO (s) + H2 (g) → Ni (s) + H2O (g)
El níquel impuro se hace reaccionar con exceso de monóxido de carbono a 50-60 °C para formar carbonilo de níquel.
Ni (s) + 4 CO (g) → Ni(CO)4 (g)
La mezcla de monóxido de carbono y el exceso de carbonilo de níquel se calienta a 220-250 °C. En la calefacción, el tetra carbonilo de níquel se descompone para dar níquel puro:Ni (CO)4 (g) → Ni (s) + 4 CO (g)
AFINO EN REACTOR.
El metal fundido se introduce en un reactor al que se añaden chatarra de base fría y lingotes de níquel, seguidos de cal y sílice. También se añaden materiales aleantes como manganeso, niobio o titanio, para producir una aleación de la composición deseada. Pueden producirse exposiciones a humos, polvo, y calor.
FUNDICIÓN EN HORNO DE ARCOELÉCTRICO
La chatarra se carga en un horno de arco y se le añade un reductor, normalmente cal. La carga se funde y se cuela en lingotes o se lleva directamente a un reactor para su afino adicional. Pueden producirse exposiciones a humos, polvo y calor.
COLADO EN LINGOTES.
Este proceso consiste en colar en lingotes el metal fundido del horno o el reactor de afino. El metal se vierte en moldes y sedeja enfriar. Después, se extraen los lingotes de los moldes. Pueden producirse exposiciones al calor y a humos metálicos.
Métodos para Determinación de Actividades en Metales y Escorias
MODELO TERMODINÁMICO
En los últimos años se han desarrollado técnicas para el análisis de datos termodinámicos de sistemas binarios o multicomponentes mediante computación. Esto permite que sea analizadasimultáneamente la información de los diagramas de equilibrio y los datos termodinámicos para obtener un solo grupo de ecuaciones que describan las propiedades termodinámicas de las fases en términos de la temperatura y la composición.
El coeficiente de actividad para el componente i en una escoria representado mediante el modelo de solución regular multicomponente es expresada por las siguientesecuaciones:
(1)
(2)
Donde:
Xi fracción mol del catión.
Ij energía de interacción entre cationes, (catión i) –O-(catión j), los cuales se muestran en la Tabla 1.
i coeficiente de actividad.
En la tabla 1, se muestran los parámetros de interacción.
Tabla 1. Energía de interacción entre (ij) cationes que constituyen los componentes en la escoria [4]
Aplicando laecuación (2), para el FeO se obtiene:
(3)
Para el MnO:
(4)
El coeficiente de actividad para un componente en el baño se determina a partir del modelo de parámetros de interacción.
El desarrollo de los modelos de parámetros de interacción comenzó con los trabajos de Wagner. Posteriormente la representación termodinámica de las propiedades de las soluciones diluidas o no diluidas fue considerada en elmodelo del Formalismo Unificado de Parámetros de interacción propuesto por Bale y Pelton con los cuales se pueden determinar los coeficientes de actividad de los solutos, aplicado en este caso para el acero líquido.
Para ello se considera una solución multicomponente i, j, k, etc., donde i es el solvente. Con este modelo se pretende establecer el efecto de los elementos sobre la actividad (o...
Dependiendo de la naturaleza de la mena y de los futuros usos que se le dará a esta, el proceso de obtención es diferente. En algunos casos, las aleaciones níquel-hierro que se obtienen como producto intermedio, se incorporan directamente a la fabricación de aceros.
PROCESO MOND.
Este proceso consiste en partir de minerales sulfurosos, estos minerales se transformanprimero y luego se machacan y trituran; a partir de allí, mediante el proceso carbonílico, se obtiene primero el níquel tetra carbonilo y luego el níquel en polvo de alta pureza. Cuando se parte de óxidos, el metal se obtiene a través de procesos electrolíticos.
Este proceso tiene tres pasos:
El óxido de níquel reacciona con gas de síntesis a 200 °C para eliminar el oxígeno, produciendo níquel impuro.Las impurezas incluyen hierro y cobalto.
NiO (s) + H2 (g) → Ni (s) + H2O (g)
El níquel impuro se hace reaccionar con exceso de monóxido de carbono a 50-60 °C para formar carbonilo de níquel.
Ni (s) + 4 CO (g) → Ni(CO)4 (g)
La mezcla de monóxido de carbono y el exceso de carbonilo de níquel se calienta a 220-250 °C. En la calefacción, el tetra carbonilo de níquel se descompone para dar níquel puro:Ni (CO)4 (g) → Ni (s) + 4 CO (g)
AFINO EN REACTOR.
El metal fundido se introduce en un reactor al que se añaden chatarra de base fría y lingotes de níquel, seguidos de cal y sílice. También se añaden materiales aleantes como manganeso, niobio o titanio, para producir una aleación de la composición deseada. Pueden producirse exposiciones a humos, polvo, y calor.
FUNDICIÓN EN HORNO DE ARCOELÉCTRICO
La chatarra se carga en un horno de arco y se le añade un reductor, normalmente cal. La carga se funde y se cuela en lingotes o se lleva directamente a un reactor para su afino adicional. Pueden producirse exposiciones a humos, polvo y calor.
COLADO EN LINGOTES.
Este proceso consiste en colar en lingotes el metal fundido del horno o el reactor de afino. El metal se vierte en moldes y sedeja enfriar. Después, se extraen los lingotes de los moldes. Pueden producirse exposiciones al calor y a humos metálicos.
Métodos para Determinación de Actividades en Metales y Escorias
MODELO TERMODINÁMICO
En los últimos años se han desarrollado técnicas para el análisis de datos termodinámicos de sistemas binarios o multicomponentes mediante computación. Esto permite que sea analizadasimultáneamente la información de los diagramas de equilibrio y los datos termodinámicos para obtener un solo grupo de ecuaciones que describan las propiedades termodinámicas de las fases en términos de la temperatura y la composición.
El coeficiente de actividad para el componente i en una escoria representado mediante el modelo de solución regular multicomponente es expresada por las siguientesecuaciones:
(1)
(2)
Donde:
Xi fracción mol del catión.
Ij energía de interacción entre cationes, (catión i) –O-(catión j), los cuales se muestran en la Tabla 1.
i coeficiente de actividad.
En la tabla 1, se muestran los parámetros de interacción.
Tabla 1. Energía de interacción entre (ij) cationes que constituyen los componentes en la escoria [4]
Aplicando laecuación (2), para el FeO se obtiene:
(3)
Para el MnO:
(4)
El coeficiente de actividad para un componente en el baño se determina a partir del modelo de parámetros de interacción.
El desarrollo de los modelos de parámetros de interacción comenzó con los trabajos de Wagner. Posteriormente la representación termodinámica de las propiedades de las soluciones diluidas o no diluidas fue considerada en elmodelo del Formalismo Unificado de Parámetros de interacción propuesto por Bale y Pelton con los cuales se pueden determinar los coeficientes de actividad de los solutos, aplicado en este caso para el acero líquido.
Para ello se considera una solución multicomponente i, j, k, etc., donde i es el solvente. Con este modelo se pretende establecer el efecto de los elementos sobre la actividad (o...
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