Proyecto 2

!

Proyecto2:*efecto*de*la*temperatura*
en*la*tostación*de*blenda*de*Zinc.*
Modelización*teórica.**
Diseño*de*reactores*II.*Grado*en*Ing.*Químca.**
Autores:*Daniel*Domene*López*y*Ana*María*Fuentes*Caparrós.**

Escuela(Politécnica(Superior(de(Alicante.(Universidad(de(Alicante.((

Proyecto 2: Efecto de la temperatura en la tostación de blenda de Zinc. Modelización teórica.
Diseño de reactores II.Grado en Ingeniería Química. Tutor: Dr. Andrés Fullana
Daniel Domene López -- Ana María Fuentes Caparrós

PARTE COMÚN
1) Introducción a la parte común.
1.1)

Reacciones sólido-fluido no catalíticas.
Las reacciones sólido-fluido son reacciones heterogéneas a través de las cuales un gas o

un líquido entran en contacto con un sólido y reaccionan con él, transformándolo en un
producto.
Estasreacciones pueden dar lugar a tres tipos diferentes de productos:
a) Productos fluidos.
b) Productos sólidos.
c) Productos fluidos y sólidos.
Las partículas pueden o no cambiar su tamaño durante la reacción. En el caso de
reacciones donde hay una gran cantidad de impurezas que quedan adheridas como ceniza no
hay cambio de tamaño en la partícula. Por el contrario si se forman cenizas no adherentes sí
quelas partículas cambian su tamaño.
Ahora bien, vamos a distinguir entre reacciones más importantes que varían el tamaño
del sólido y las que no lo hacen.
- Sin variación del tamaño del sólido.
a. Tostación de minerales sulfurados para dar lugar a óxidos metálicos.
La tostación es la oxidación de sulfuros metálicos para producir óxidos metálicos y
dióxido de azufre. Típicamente se tuestan las menasde cobre, zinc y plomo con el principal
objetivo de convertir estas menas en óxidos para su posterior tratamiento de reducción.
b. Preparación de metales a partir de sus ácidos por reacción en atmósfera reductora.
- Con variación del tamaño del sólido.
a. Reacciones de sustancias carbonosas.
b. Obtención de sulfuro de carbono a partir de sus elementos.
c. Cianuro sódico a partir de amida sódica.1.2)

Modelos cinéticos.
Para las reacciones sólido-fluido no catalizadas ya mencionadas se pueden considerar

principalmente dos modelos idealizados, aunque existen otros, que se nombran al final del
apartado.
! GRADO(EN(INGENIERÍA(QUÍMICA(
(

2*

UNIVERSIDAD(DE(ALICANTE(
(

Proyecto 2: Efecto de la temperatura en la tostación de blenda de Zinc. Modelización teórica.
Diseño de reactores II. Gradoen Ingeniería Química. Tutor: Dr. Andrés Fullana
Daniel Domene López -- Ana María Fuentes Caparrós

a) Modelo de núcleo sin reaccionar.
Para este caso se considera una partícula compacta donde la reacción tiene lugar
primeramente en la superficie exterior. Después la zona de reacción se desplaza hacia el
interior del sólido. De esta manera, a medida que va teniendo lugar la reacción va a existirun
núcleo sin reaccionar. El tamaño de éste núcleo irá disminuyendo a medida que transcurre la
reacción según el siguiente esquema:

!

!
Figura 1. Evolución del núcleo de reacción de partícula para una reacción dada.

!
b) Modelo de la conversión progresiva.
En este caso un sólido poroso es atacado químicamente por un componente activo que
proviene de una fase fluida (suele ser un gas). Éste gaspenetra y reacciona a la misma vez en
toda la partícula sólida, de manera que el sólido se estará convirtiendo de manera continua y
progresiva en toda la partícula tal y como se refleja en el siguiente esquema:
!

!
Figura 2. Modelo de la conversión progresiva.

!
c) Modelo de la partícula que se resquebraja.
d) Modelo de hueco variable.
e) Modelo de poro único.
!
!
! GRADO(EN(INGENIERÍA(QUÍMICA((

3*

UNIVERSIDAD(DE(ALICANTE(
(

Proyecto 2: Efecto de la temperatura en la tostación de blenda de Zinc. Modelización teórica.
Diseño de reactores II. Grado en Ingeniería Química. Tutor: Dr. Andrés Fullana
Daniel Domene López -- Ana María Fuentes Caparrós

2) Reacción!de!estudio.!
!
La reacción a estudiar en este proyecto es una reacción sólido-fluido no catalítica en la
cual el tamaño del...