LABORATORIO Nº4

PIROMETALURGIA GENERAL

MIN – 220

LABORATORIO Nº 4

FUSION ESCORIFICANTE 4.1

OBJETIVOS  Analizar varios tipos de escoria en pruebas de laboratorio.

4.2

FUNDAMENTO TEORICO

La fusión es una operación muy empleada en la metalurgia cuya finalidad es obtener metales a partir de sus minerales, la ganga que acompaña al mineral es eliminada en la escoria que es una fase independiente de la fase metálica, el peso específico de la escoria es menor con respecto al metálico lo que obliga a formar capas superpuestas, la escoria debe formarse después que el metal se hay reducido, debe ser fusible a la temperatura del horno y debe ser fluida. Es de importancia determinar la composición adecuada de las escorias y determinarlas cantidades de los materiales que se requieren para obtener una escoria fluida. El cálculo de la composición de la escoria se hace basándose en la relación que debe tenerlos principales componentes de la misma. Escorias para reducir minerales de hierro:

Escorias para reducir minerales no ferrosas:

En

la

bibliografía

existen

varios

diagramas

de

sistemas

indicados

anteriormente, aquí se muestra el diagrama ternario del sistema ΣCaO:SiO2 : FeO para realizar el laboratorio correspondiente

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4.3 PARTE EXPERIMENTAL 4.3.1 Procedimiento

INICIO

Pesar 12 g de mineral de cobre de ley de 80% Cu y 10% Fe

Pesar los siguientes fundentes: Con 0% y 30% de exceso partiendo de:

0% exceso de fundentes Verter en crisol y homogenizar la mezcla.

ar a fusión en el horno, a T=1200°C. Una vez que la solución sea fluida verter en lingotera

30% exceso de fundentes

Enfriar y pesar los productos obtenidos

4.3.2 Equipos, Materiales y Reactivos

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Nro

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MATERIAL

OBSERVACIO NES

1. 2. 3.

Crisol Pinza metálica Lingotera EQUIPOS Horno de fusión Balanza de precisión REACTIVOS Mineral de hierro

4. 5. 7. 8.

Fundentes:

9.

4.4

Arena , Caliza y carb ó n

Gas natural

DATOS ADQUIRIDOS Productos

4.5

Masa 1 Peso

Masa 2 Peso

[g] 0%

[g]

Escoria total

exceso 7,18

30% exceso 6,90

Metálico - Fe

9,21

8,87

Masa(crisol ,escoria)

430.1

432.1

Masa de crisol

476,95

476,57

CALCULOS Y RESULTADOS

Calculamos la cantidad de fundentes que se necesitara: Ley:

Fe: 10%

Pureza:

CaCO3: 95% SiO2: 95%

Relación Escoria:

FeO:CaO:SiO2 - 47:16:37

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Cu: 80%

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Calculamos la cantidad de escoria para posteriormente calcular los fundentes.

mineral∗10 g Fe ∗72 g FeO 100 g mineral ∗100 g Escoria 56 g Fe 12 g =3,28 g Escoria 47 g FeO Escoria∗16 g CaO ∗100 g CaO 3 100 g Escoria ∗100 g Caliza 56 g CaO 3,28 g =0,99 gCaliza 95 g CaO 3 0,99 g Caliza

Escoria∗37 g SiO 2 ∗100 g Arena 100 g Escoria 3,28 g =1,28 g Arena 95 g SiO 2 1,28 g Arena 1 1 Cu2 O+ C=2Cu+ CO 2 2 2 mineral∗80 g Cu ∗0,5∗12 gCf 100 g mineral ∗100 g Cv 2∗64 g Cu 12 g =0,9 g CarbonVegetal 50 g Cf

Arena Caliza Carbón

0% Exceso 1,28 0,99 0,9

30% Exceso 1,66 1,29 0,9

Resumiendo en tablas se tiene: Calcular el balance:

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PRODUCTOS

PESO 1

PESO 2

Escoria Metálico Cu Masa de crisol

[g] 7,18 9,21 476,95

[g] 6,90 8,87 476,57

Calculamos el porcentaje de estaño contenido en el mineral en la fusión:

Cu=

mCu ∗100 mmineral 1

Cu=

9 , 21 g ∗100 12 g

Cu=76,75

Cu=

mCu ∗100 mmineral 1

Cu=

8,87 g ∗100 12 g

Cu=73,91

Calculamos el rendimiento de la fusión escorificante de cobre

12 g Min=

80 g Cu =9,96 g Cu en el mineral 100 g Min

N 1=

m Cu Pr á ctica ∗100 mCuCalculado

N 1=

9,21 g Cu ∗100 9,96 g Cu

N 2=92,46

N 2=

mCu Pr á ctica ∗100 mCuCalculado

N 2=

8,87 g Cu ∗100 9 , 96 g Cu

N 2=89,06

Calculamos el porcentaje de escoria:

Escoria 1=

mescoria 7,18 g ∗100 Escoria1= ∗100 mtotal 12 g

Escoria 1=59,83

Escoria 2=

mescoria 6,90 g ∗100 Escoria 2= ∗100 mtotal 12 g

Escoria 2=57,5

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1 Cu=

m Cu ∗100 mmineral

1 Cu=

9,21 g ∗100 12 g

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1 Cu=76,75

2 Cu=

mCu ∗100 mmineral

2 Cu=

8,87 g ∗100 12 g

2 Cu=73,92

4.6

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 

Se logró obtener cobre metálico a partir de un concentrado de alta



ley por fusión escorificante. Se comprobó que el cobre se funde a altas temperatura, pero para bajar la temperatura de fusión colocamos algunos fundentes como



bórax. Nuestros cálculos realizados para obtener una buena escoria fueron



correctas por que se obtuvo una buena escoria. Se observó como el cobre se convertía líquido a medida que pasaba el tiempo y al colar se demostró que el metal va por debajo de la escoria esto a sus peso específicos por que el peso específico del metal es mayor al de la escoria.

4.7

CUESTIONARIO

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1. Defina índice de basicidad de una escoria y especifique algunos ejemplos.

La basicidad esta medido por un índice denominado ”índice de basicidad” ó ”índice de acidez” y está dado por la siguiente relación conocida. i = CaO/SiO2 Ejemplo: CaO, NaO, MgO, MnO etc. 2. Qué efectos tendrá los compuestos MgO, MnO, Al2O3, etc. en la escoria. Estos compuestos no harán un efecto considerable ya que estos tienen casi el mismo comportamiento que el CaO ya que tienen las mismas propiedades y pertenecen a la misma familia, con excepción del Al2O3, para esto debería considerarse las gráficas de escorias de Al2O3.

4.8 

BIBLIOGRAFÍA: Ballester, Antonio; Fundamentos de Metalurgia Extractiva; Editorial



Sintesis; Madrid-España. Rosenqvist, Terkel; fundamento de metalurgia extractiva; Editorial



Limusa, México Chambi Luis; Apuntes de Pirometalurgia, La Paz-Bolivia

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