pirometalurgia

Universidad Nacional Autónoma de México


Facultad de Química


Laboratorio de pirometalurgia


“Tostación de un mineral”








OBJETIVOS:
Tostar un mineral de hierro (Pirita).
Evaluar el efecto de las variables críticas del proceso (potencial de oxígeno, temperatura y tiempo).
Determinar la cinética de la reacción mediante la fracciónreaccionada en función del tiempo.

INTRODUCCION

TOSTACIÓN DE SULFUROS
El proceso de tostación consiste esencialmente en someter un material a la acción oxidante del aire a alta temperatura. La tostación ordinaria de piritas produce cenizas de óxido de hierro, SO2 y una importante cantidad de calor. Al tratarse de una reacción de combustión, es exotérmica. La reacción global es:

Elhierro se oxida a Fe2O3 (hematita, de color rojo) o a Fe3O4 (magnetita, negra), según la presencia de oxígeno.
La hematita se produce a temperaturas y concentraciones de oxígeno elevadas y la magnetita se produce a temperaturas bajas y concentraciones de oxígeno elevadas, sin olvidar que el tiempo juega un papel importante en cada una de estas transformaciones. Las reacciones principales son lassiguientes y se llevan a cabo en un rango de temperaturas entre 450°C y 600°C


En todos los casos la ceniza contiene una mezcla de magnetita y hematita, dependiendo no sólo del exceso de oxígeno presente en el reactor (horno de tostación), sino del tiempo de permanencia de cada partícula y de la temperatura a la que se somete. La magnetita se concentra en el exterior de las partículas y lahematita en el interior, mientras que en las partículas de mayor tamaño queda azufre sin quemar en el centro, pues la reacción de combustión tiene lugar progresivamente de la parte exterior al centro.

En esta práctica se buscará determinar las condiciones óptimas de temperatura y tiempo para obtener la mayor eficiencia en la obtención de hematita (Fe2O3) y magnetita (Fe3O4) a partir de latostación de Pirita (FeS2), en un reactor de lecho fijo con masa y flujo de aire constante. Además, se podrá determinar la cinética de la reacción mediante la fracción reaccionada en función del tiempo. El análisis para verificar la formación de los diferentes óxidos se realizará mediante microscopía electrónica de barrido


Material y reactivos:
Mineral de pirita molido
Mineral de pirita
Tubos devidrio
Espátula
Balanza
Horno horizontal
Mechero
Tubo en forma de v
Soporte universal
Pinzas de tres dedos con nuez
Probeta de 1 litro
Pipeta

Procedimiento:

Se formarán cubos de Pirita aproximadamente de 5 - 7mm por cada lado.
Se trabajará con un reactor de lecho fijo, integrado por un horno horizontal, un termopar y un controlador. Se utilizará una celda de combustión paraintroducir la muestra.
El horno se calentará a tres temperaturas: 350, 450 y 600 °C para realizar la tostación del mineral.
Mantener las condiciones de temperatura por tiempos de 30, 60 y 120 minutos para cada caso.
Después de realizar la tostación de la Pirita, el material que queda en la celda de combustión se retira y se separa magnéticamente para determinar la cantidad transformada. Algunaspartículas se montan en resina o baquelita para observarlas, medirlas y tomar fotografías en el microscopio.

En él tuvo en forma de v se depositan 5g de mineral molido.
Se monta un dispositivo con el tubo, el mechero utilizando soportes universales y pinzas
En un extremo del tubo en v se hace pasar un flujo de aire; en el otro extremo se coloca un tuvo para hacer pasar el flujo de aire ygas SO2, a la probeta de un litro que contendrá la solución de hidróxido de sodio
El dispositivo montado se calentara por tiempos de 30,60 y 120 minutos para cada muestra.
Se realizara la tostación del mineral molido el material de retira del tubo y se realiza una separación magnética para determinar la fracción transformada.



Resultados, análisis y conclusiones
De los procedimientos...