SECADO POR RADIACIÓN

8/10/2019 SECADO POR RADIACIÓN

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FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA

I NFORME DE LABORATORIO N°2

SECADO POR RADIACIÓN

“PIROMETALURGIA”

CARRERA: Ingeniería Civil Metalúrgica

PROFESOR: Aldo Quiero Gelmi

AYUDANTE: Jorge TabalíALUMNO: Fabian Montecinos Rojas

27/10/2014



LABORATORIO DE PIROMETALURGIA

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UNIVERSIDAD ARTURO PRAT

SUMARIO

En el presente informe se muestra la segunda experiencia realizada en el laboratorio de“Pirometalúrgia”, denominada “Secado por radiación”, donde, El objetivo principal es comparar

cual secador es más efectivo en el proceso de secado, cumpliendo con eliminar el agua o

humedad contenida en un mineral que se encuentra a una temperatura ambiente, además, como

objetivo general, lograr comprender las distintas etapas en el proceso de secado de materiales

Para la realización de la experiencia laboratorio, los alumnos debieron adicionar a un mineral,

una cantidad de agua para lograr un porcentaje de humedad específico, los. cuales variaban entre

3% 6% y 9%, para luego secar este mineral en una secadora, a una temperatura que también varióde 90 a 110°C aproximadamente. Obteniendo finalmente un mineral totalmente seco.

Finalizando la experiencia, se muestran los gráficos correspondientes al laboratorio, siendo

presentados en el informe.

El secado por radiación fue más efectivo y veloz que el tradicional (por convección).




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ABSTRACT

In this report the second experiment conducted in the laboratory of "Pyrometallurgy" called

"Drying radiation", where the main objective is to compare which is more effective dryer in the

drying process, fulfilling remove water or moisture is shown contained in a mineral found at

room temperature further general aim of achieving understand the various stages in the drying of

materials

For carrying out the laboratory experience, students should be added to a mineral, an amount of

water to achieve a specific percentage of moisture,. which ranged from 3% to 6% and 9%, and

then drying this mineral in a dryer at a temperature that also ranged from approximately 90 to 110

° C. Finally getting a completely dry mineral.

Completing the experience, the graphics for the laboratory is being presented in the report.

Radiation drying was more effective and faster than traditional (convection).




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INTRODUCCIÓN

1.1 OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Eliminar el agua contenida en los materiales de proceso como humedad,

Comprender las distintas etapas en el proceso de secado de materiales

Representar e interpretar los resultados y datos obtenidos en las pruebas de laboratorio.

1.2 OBJETIVOS GENERALES

Acercar al alumno mediante la experiencia de laboratorio a los pirometalúrgicos, donde,

este aprenderá a reconocer los procesos de secado, así como también, adquirirá

conocimientos como representar e interpretar los resultados obtenidos.

El llegar eliminar por completo la humedad natural que presentan los minerales, es uno de los

principales objetivos del proceso de Piro metalurgia, siendo un tema que se trata hace años atrás.

La humedad que presenta un mineral, puede llegar a ser eliminada por métodos mecánicos, como,

sedimentación, filtración, centrifugación, pero para ser más completa se obtiene por evaporación

y eliminación vapores formados, mediante el secado térmico. En palabras simples, secando

utilizando aire caliente.

A nivel laboratorio uno de los métodos utilizados es el secado mediante, Horno sacador por

Radiación (ULTRAMAT), el cual seca el mineral mediante una luz UV.

Las razones para aplicar el secado son:

Aumentar el valor comercial de los concentrados por unidad de volumen.

Reducir los costos de transporte

Mejorar el carguío y operación de los hornos de fusión

Eliminar el agua que afecta negativamente los procesos de fusión flash




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2.4 CURVAS DE VELOCIDAD DE SECADO

1.- Se recalculan los datos; donde W es el peso del solido húmedo en kg, totales de agua más

sólido seco y Ws, es el peso del solido seco en kg

=( − )

2.- Luego de haber establecido las condiciones de secado constantes, se determina el contenido

de humedad de equilibrio X*. Con él se procede a calcular el valor del contenido de humedad

libre X.

∗=

ℎ

ó

=

ó

= − ∗

3.- Al sustituir los datos calculados en la ecuación anterior, se traza una gráfica del contenido de

humedad libre X en función de tiempo t en horas.

=−

∗




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PROCEDIMIENTO

3.1 MATERIALES UTILIZADOS

Mineral de Oxido.

Agua.

Horno sacador por radiación. (ULTRAMAT)

Espátula.

Pesa Analítica.

Pipeta.

Probeta.

Para comenzar el laboratorio, cada uno de los grupos fue informado de los datos con los cuales

trabajarían, estos variaban en el % de humedad entre 3%, 6% y 9%. Además, todos los grupos

debían registrar el peso del mineral cada 30 segundos.

Primero los alumnos pesaron 28,5 gr. de mineral en la pesa analítica. Luego a este mineral se le

añadió la cantidad de agua necesario para alcanzar el porcentaje de humedad requerido. Una vez

añadida el agua, se tenía que lograr una completa homogenización del mineral, esto, en el

recipiente que tenía la secadora.

La muestra mineral se llevó a la secadora (termocupla), donde, se pretendía eliminar la humedad,

y secar por completo, registrando la masa cada 30 segundos. El alumno de debe dar cuenta que la

humedad se eliminó, cuando el valor del peso se repita mínimo por dos vez.

Finalmente se registró el valor de la masa seca, tras dejarla enfriar por unos minutos.

Los pasos nombrados anteriormente, se debieron realizar para cada uno de los casos propuestos.




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DATOS EXPERIMENTALES

A continuación de muestran datos con los cuales, cada uno de los grupos trabajó en la experiencia

de laboratorio:

PRUEBAS A 110°C




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PRUEBAS A 100°C




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PRUEBAS A 90°C




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R ESULTADOS Y DISCUSIONES

5.1 GRÁFICOS

A continuación se presentaran los gráficos principales obtenidos de los datos experimentales:

MASA MINERAL V/S LECTURA EN BALANZA




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TEMPERATURA V/S TIEMPO

HUMEDAD LIBRE V/S TIEMPO




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5.2 DISCUSIONES

GENERAL

De las 9 pruebas realizadas, la gran mayoría se hicieron adecuadamente, salvo la prueba de

humedad al 3% - temperatura 100°C ya en este ensayo faltaron 2 lecturas, una de estas lecturas

era inicial, la cual indicaba la primera masa que pesaba la balanza, dato no menor a tener en

cuenta.

MASA DE MINERAL V/S LECTURA EN BALANZA

Las pruebas a 90 y 110 grados Celsius tuvieron una calibración aceptable, pero pudo ser mejor ya

que obtuvieron un 92 de certeza en la pendiente obtenida para de esta forma calcular las masas delas distintas lecturas, las pruebas a 100°C fue la más aceptable alcanzando un 96% de certeza.


Comparando el secador utilizado en laboratorio anterior, la balanza de secado por radiación fue

constante al momento de alcanzar la temperatura requerida, en cambio la estufa “MEMMERT” al

no tener balanza incluida, cada vez que se abría se perdía calor por convección, en donde el aire

caliente en su interior fluía rápidamente hacia afuera (aire frio).

PRUEBAS A 90°C

Estas pruebas fueron las menos variables dentro de las tres temperaturas operacionales, el

motivo de ínfima variación se debe a la buena regulación del voltaje seleccionado en la

balanza de secado por radiación, lo que permitía obtener pruebas prolijas para estos

parámetros.

La prueba de 6% de humedad a esta temperatura fue la más larga del laboratorio.

PRUEBAS A 100°C

Estas pruebas fueron las más variables, esto puede de verse a una mala regulación en el

voltaje lo cual obligaba a seleccionar otro para alcanzar la temperatura requerida.

La prueba de 3% de humedad a esta temperatura fue la más corta del laboratorio.




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PRUEBAS A 110°C

Estas pruebas variaron poco y los tiempos se adecuaron a la lógica.


Las pruebas con mayor humedad libre fueron las que se realizaron con 9% de humedad,

esta humedad fue disminuyendo en función del tiempo como todas las demás, Las

pruebas realizadas con 6% de humedad, tuvieron una pérdida de humedad libre

intermedia, mientras que las con 3% de humedad tuvieron baja perdida en comparación a

las demás.

Analizando todas las pruebas a la temperatura en que más se perdió humedad libre fue la

de 9% de humedad a 90 °C.

Todas las pruebas realizadas alcanzaron valores finales negativos, esto se debe a que el

mineral tenía una humedad natural, antes de adicionarle el agua por esta razón se siguió

perdiendo humedad incluso más de la esperada teóricamente.

En comparación al secado en la estufa, la balanza de secado por radiación alcanzo una

mayor cinética de secado y valores de perdida de humedad mayores a los del laboratorio

anterior.

VELOCIDAD DE SECADO V/S HUMEDAD LIBRE Todas las pruebas siguieron el patrón de que a mayor velocidad de secado, mayor

humedad libre, lógicamente debido a la liberación de esta.

En comparación al laboratorio anterior las velocidades alcanzadas por el secado por

radiación fueron mucho mayores a las de la estufa utilizada anteriormente y por ende se

obtuvo un mineral más seco.

De estará forma podemos señalar que el secado por radiación es mucho más efectivo y

rápido que el usado tradicionalmente, pero el costo de este es un impedimento para

utilizarlo industrialmente.




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CONCLUSIONES

GENERAL

El secado por radiación obtuvo la cinética y efectividad más alta comparándolo con el

secado tradicional (por convección)

MASA DEL MINERAL V/S LECTURA

La calibración de la balanza es fundamental para obtener resultados legítimos.

Al tener la balanza incluida al momento de secar, se sufren menos alteraciones por el aire

frio.

Todas las pruebas perdieron parte de la humedad natural contenida en el mineral.


La prueba que más demoro fue la que contenía 6% de humedad a 90°C

La prueba de menos demoro fue la que contenía 3% de humedad a 100°C


La prueba donde menos disminuyo la humedad libre fue la que contenía 3% de humedad

a 110°C

La prueba en donde más disminuyo la humedad libre fue la que contenía 9% de humedad

a 90°C

VELOCIDAD DE SECADO V/S HUMEDAD LIBRE

La velocidad de secado por radiación fue mucho mayor a las del laboratorio anterior.

La mayor velocidad la obtuvo la que contenía 6% de humedad a 100°C

La menor velocidad la obtuvo la de 3% de humedad a 110°C




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BIBLIOGRAFÍA

Apunte Laboratorio Pirometalurgia. 2014 – Aldo Quiero G.

Apunte Pirometalurgia. 2014 – Aldo Quiero G.

Aldo Quiero Gelmi, Guía de Laboratorio de Pirometalurgia, Facultad de Ingeniería y

Arquitectura.

Mario Sanchez, Ivan Imris, Pirometalurgia del cobre y comportamiento de sistemas

fundidos.




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ANEXOS

IMÁGENES CAPTURADAS EN LABORATORIO:

Figura N°1: Masa mineral totalmente homogenizado.




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Figura N°2: Secador por radiación (marca: ULTRAMAT)




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Figura N°3: Termómetro digital (marca: Thermolyne)




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Figura N°4: Estufa (marca: Memmert)

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