Univ.: Tacachiri Chocamani Jaime Ingeniería Metalúrgica UNSA

1. HORNO DE CUBA

Un horno de cuba trabaja con aire enriquecido con oxígeno y produce 10.85 t de escoria y 0.85 t de mata por hora. La alimentación de carbón por hora es de 3.44 t. La composición de los gases de proceso es 7 % vol de CO; 12 % vol de CO2, 9.5 % vol O2; 71.5 % vol de N2. El oxígeno contenido en el gas se atribuye al aire falso. El contenido de carbono de la carga reacciona completamente a CO/CO2. El 82 % del contenido de cobre de carga es retenido en el plomo de obra. El azufre residual del sinter forma sulfato básico (PbSO4.4PbO) con todo el plomo de la carga, el mismo que luego se convierte en mata en su totalidad. Cobre, plomo, hierro y zinc se encuentran en la escoria como Cu2O, PbO, FeO y ZnO. (Los datos de concentración de las fases líquida y sólida están en % masa).

Calcular:

a) La cantidad de aire a insuflarse por hora. b) La cantidad de plomo de obra que se produce por hora. c) La cantidad de sinter y su composición a cargarse al horno.

DATOS:

Escoria: 28.8 % Fe; 5 % ZnO, 0.3 % Cu; FeO : SiO2 : CaO = 5 : 4 : 3

Mata: 33 % Cu; 22 % Pb; 21.2 % Fe y 23.8 % S

Carbón: 92 % C, 8 % SiO2

Aire: 23 % vol O2; 77 % vol N2.

Pesos atómicos: Cu 63.5; Fe 55.8; Zn 65.4; O 16; Pb 207.2; S 32; Ca 40; C 12.

Solución

Escoria: 28.8 % Fe; 5 % ZnO, 0.3 % Cu; FeO : SiO2 : CaO = 5 : 4 : 3

%FeO 71.8g FeO

55.8g Fe 28.8%Fe 37.06 %FeO

%SiO2 4 SiO2

5 FeO 37.06%FeO 29.65%SiO2

%CaO 3g CaO

5g FeO 37.06%FeO 22.24% CaO

%Cu2O 143gCu2O

2 63.5gCu 0.3%Cu 0.34% Cu2O

%ZnO5%

Univ.: Tacachiri Chocamani Jaime Ingeniería Metalúrgica UNSA

Calculamos la cantidad de Pb en la alimentación

%i 37.06 29.65 22.24 0.34 5 94. 29

%PbO 100 94.29 5. 71%

mS 0.85ton mata

hrs

23.8% S

100% mata 0.2023

ton S

hrs

mPbSO44PbO 1196g PbSO44PbO

32g S 0.2023

ton S

hrs 7.561

ton PbSO44PbO

hrs

mPb alimentacion 5 207.2g Pb

1196g PbSO44PbO 7.561

ton PbSO44PbO

hrs 6.55

ton Pb

hrs