UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA Disciplina: Operações Unitárias II Professor: Humberto Neves Maia de Oliveira
1ª Lista de Exercícios - ESL
1) 500 Kg de um mineral de cobre cuja composição contém 12% de CuSO4, 3% de H2O e 85% de inertes é submetida a extração com 3000 Kg de água em um só contato. A quantidade de solução retida pelo sólido inerte é constante e igual à 0,8 Kg/Kg de inerte. Pede-se: 1) As composições do extrato e refinado 2) As vazões do estrato e refinado 3) A porcentagem de CuSO4 extraído. 2) O óleo contido numa farinha de peixe é extraído com benzeno num extrator à correntes cruzadas. Sabe-se que, através de experiências em laboratório a quantidade de solução retida por Kg de inerte seco é função da composição da solução conforme dados da tabela. O sistema de baterias constará de 3 etapas e alimentação inicial será de 1000Kg/h contendo ainda 40% de peso em óleo. A quantidade de benzeno utilizada em cada etapa será de 750 Kg. Pede-se: a) A composição global do extrato. b) A composição do refinado final. c) A porcentagem de óleo recuperada
Composição da solução % peso de B % peso de S 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3
Kg de solução retida Kg de inerte seco 0,500 0,505 0,515 0,530 0,550 0,571 0,595 0,620
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3) Numa bateria de extração em múltiplo estágios à contra corrente deseja-se tratar 1000 Kg de uma farinha de peixe que contém 40% em peso de óleo. A vazão horária do solvente (benzeno) será de 600 Kg e o mesmo possui ainda 5% de óleo. A extração deverá ser efetuada até que a composição do soluto no refinado final seja no máximo 6%. A solução retida por Kg de sólido inerte seco é função da composição da solução conforme dados da tabela abaixo. Pede-se: a) A composição do fluxo superior ou extrato b) As vazões do extrato e refinado c) A quantidade da solução retida. d) O número de estágios teóricos
Composição da solução % peso de B % peso de S 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3
Kg de solução retida Kg de inerte seco 0,500 0,505 0,515 0,530 0,550 0,571 0,595 0,620
4) Em uma sistema de extração a três etapas em contra corrente se tratam 5000 Kg/h de um mineral que contém 10% de soluto, 5% de umidade e 85% de sólido inerte. Como solvente se empregam 6000 Kg/h de água, e a solução retida pelos sólidos é de 0,5 Kg de solução / Kg de sólido inerte. Calcule a porcentagem de soluto recuperado e a composição do extrato separado.
5) O cobre contido em um minério previamente torrado, ao estado de sulfato, se extrai em múltiplos estágios em contracorrente. No sistema de extração entram, por hora, 10 toneladas de ganga inerte, 1,2 tonelada de sulfato de cobre e 0,5 tonelada de água (com o mineral). Pretende-se recuperar 98% de sulfato de cobre em extrato, com uma concentração de 0,07 kg de sulfato de cobre / kg de solução. A solução de produto retido é de 2 kg / kg inerte. Calcule o número de etapas teóricas necessárias.
6) Deseja-se extrair 85% do óleo de baleia da farinha de sua cartilagem utilizando éter etílico como solvente, em um processo que trabalha a contra corrente. A concentração inicial de óleo na farinha é de 25%. Aplicando uma taxa de solvente S/F = 0,25 e que sendo a taxa de retenção de líquido pela farinha é igual a 0,29 kg de solução /kg de farinha, determine: a. O número de etapas do processo. b. Se o processo fosse a correntes cruzadas qual seria o número de etapas?
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Respostas: 1) a) XBE = 0,98 e XBS = 0,02; XRE = 0,43 e XRS = 0,008 b) E1 = 2735 Kg e R1 = 765 Kg c) 88,8 % CuSO4 2) a) XBE1 = 0,653 e XRE1 = 0,228 E1 = 826 Kg e R1 = 924 Kg XBE2 = 0,895 e XRE2 = 0,300 E2 = 770,5 Kg e R2 = 903,5 Kg XBE3 = 0,97 e XRE3 = 0,323 E2 = 752,3 Kg e R2 = 901,2 Kg XGEB = 0,835 Kg de solvente / Kg de solução XGES = 0,165 Kg de óleo / Kg de solução Recuperação = 97,6%
a) A composição do fluxo superior ou extrato b) As vazões do extrato e refinado c) A quantidade da solução retida. d) O número de estágios teóricos
3)
a) b) c) d)
XBE1 = 0,59 e XRE1 = 0,41 En = 661,8 Kg e R1 = 938,2 Kg Solução retida = 338,2 Kg N° estágios = entre 4 e 5.
4)
a) Soluto Recuperado = 95,92% e XBE = 0,1037
5) N° etapas 7 estágios ≈
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