Análisis hidrodinámico de la inyección de partículas durante la refinación

Universidad de Guanajuato

Análisis hidrodinámico de la inyección de
partículas durante la refinación de plomo
Víctor Hugo Gutiérrez Pérez*, Marissa Vargas Ramírez**, Alejandro Cruz Ramírez* y
Antonio Romero Serrano*
RESUMEN
Una técnica en el reciclaje de plomo es la piro-refinación, en donde las etapas de interés
son: el decobrizado y el deplatado; que consisten en adicionar azufre yzinc en polvo, respectivamente en la superficie del baño de plomo y posteriormente se agita con una hélice.
Este procedimiento ineficiente, se optimizo al inyectar los reactivos a través de una lanza
en el seno del baño, lo cual incremento la eficiencia del proceso. El aspecto hidrodinámico
del proceso de inyección no ha sido aún estudiado, por lo que en este trabajo, se estudio
el comportamientohidrodinámico de la inyección de partículas a través de una lanza sumergida en baños de plomo mediante simulación matemática con la aplicación del software
COMSOL 3.4. Se obtuvieron los tiempos de residencia y mezclado a diferentes velocidades
de inyección. Los resultados del tiempo de residencia de la simulación se validaron con
datos obtenidos experimentalmente en pruebas realizadas a nivellaboratorio obteniendo
una buena similitud entre ambos.

abstract

Recibido: 22 de septiembre de 2010
Aceptado: 25 de noviembre de 2010

Pyro-refining is one of the techniques used in recycling lead. Two significant stages in the
process are decopperization and desilverization, which are traditionally done by adding
powdered Sulfer and Zinc at the surface of the lead bath and then mixingit with a propeller. The efficiency of this process has been improved by using a submerged lance to inject
the reactants into the interior of the lead bath, but the hydrodynamics of this new method
has not yet been studied until now. The aim of this study was to refine the techniques
for injecting particles into lead baths by performing mathematical simulations using the
COMSOL 3.4 software.Residence and mixing times were produced for different injection
velocities, and the simulation results for residence times were validated by experimental
data obtained in the laboratory.

introducción
El plomo es un material ingenieril que se ocupa principalmente en la fabricación de baterías de automóvil, es
un metal susceptible al reciclado debido a su alta resistencia a la corrosión. Elplomo que puede ser reciclado
se clasifica en dos grandes grupos (Ramachandra, 2006): a) chatarra de plomo y b) subproductos de plomo y
desechos. La forma de la chatarra y desechos de plomo a reciclar determinan la tecnología que se debe utilizar.
Existen dos principales procesos de refinación para el plomo: el hidro-metalúrgico y el piro-metalúrgico. La
refinación piro-metalúrgica comprendetres etapas principales (Ramachandra, 2006): a) el decobrizado, b) el suavizado y c) la refinación de metales
Palabras clave:
plomo; refinación; hidrodinámica.
preciosos. En el reciclado de baterías de plomo, se encuentra algunas impurezas metálicas (Cu, Ag, As, Sb, etc.), en donde se busca recuperar metales
de interés como el cobre y la plata. En este trabajo se analizó la remoción
Keywords:lead; refining; hydrodynamic.
del cobre (decobrizado) y la plata (deplatado) de baños de plomo, procesos
que se describen brevemente a continuación.
*Departamento de Ingeniería Metalúrgica, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, Instituto Politécnico Nacional. Apartado Postal 118-431, México D.F. C.P. 07051,
Tel. 00 (52) 55-5729-6000 ext. 54202, fax: 00 (52)55-5273-2996. Correos electrónicos: metalurgico2@hotmail.com, alcruzr@ipn.mx, romeroipn@hotmail.com.
** Centro de Investigación en Metalurgia y Materiales, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Carretera Pachuca-Tulancingo Km 4.5, Pachuca-Hidalgo. México C.P. 42084. Correo
electrónico: marissav@uaeh.reduaeh.mx

Vol. 21 No. 1 Enero-Abril 2011

29

Universidad de Guanajuato

DECOBRIZADO...