Calcinacion de La Calcita

FACULTAD DE INGENIERIA METALÚRGICA Y DE MATERIALES

CALCINACION DE LA CALCITA

Catedrático: Ing. Jose Guerreros Lazo Estudiante: - Rivera Caso MOISES Semestre: - Séptimo

HUANCAYO - PERU

INTRODUCCIÓN Este trabajo con el fin de complementar nuestros conocimientos con respecto a la obtención de la cal a partir de la piedra caliza o calcita. La muestra de piedra caliza que se utiliza a la cual se le realizara una serie de procedimientos para la producción de cal, donde el proceso de calcinación de la piedra caliza será a temperaturas aproximadas a 850 °C para la producción de cal viva (teóricamente) que luego se llevara a un horno de calcinación para obtener oxido de calcio CaO, del cual se obtendrán los datos necesarios para para realizar la cinética de calcinación encontrar el porcentaje cal obtenida en la calcinación de la piedra caliza.

Contenido ....................................................................................................................................................... 1

FACULTAD DE INGENIERIA METALÚRGICA Y DE MATERIALES  .......................... 1 ....................................................................................................................................................... 1 OBJETIVOS ..................................................................................................................................... 4 FUNDAMENTO TEÓRICO ............................................................................................................... 5 PARTE EXPERIMENTAL .................................................................................................................. 6 PROCEDIMIENTO ....................................................................................................................... 6 EQUIPOS Y MATERIALES:............................................................................................................... 6 DATOS ADQUIRIDOS...................................................................................................................... 7 CALCULOS ...................................................................................................................................... 7 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES........................................................................................ 7 GRAFICOS ................................................................................................................................ 10 CUESTIONARIO ............................................................................................................................ 12 BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................. 13

OBJETIVOS





Obtener óxidos de calcio a partir de carbonato de calcio por efecto de la temperatura.

Conocer las distintas reacciones químicas que se produce en la piedra caliza.



Observar los efectos del tiempo y el tamaño de grano.



Comprobar la obtención de CaO por balance de masa.



Analizar la cinética de calcinación de la calcita.

FUNDAMENTO TEÓRICO La calcinación, es la descomposición de un compuesto mediante el calor suministrado por un agente externo; el compuesto puede ser: carbonato sulfato óxidos o sulfuros dobles. El producto de este proceso generalmente es un oxido solido debido a que durante la calcinación no existe fusión ni volatización. De la calcinación del carbono de calcio se obtiene oxido de calcio, este  producto tiene diversas aplicaciones industriales. En piro metalurgia se usa como formador de escorias por su estabilidad en ambiente reductor a elevada temperatura y es denominado fundente porque a baja temperatura de fusión de la escoria. En flotación se usa como regulador de pH por su alta solubilidad en agua. En siderurgia se usa como agente desulfurizante por la afinidad por el azufre, también el óxido de calcio de alta pureza se usa en  pigmentos par las pinturas. La descomposición de la caliza se basa en reacción a temperatura de 854°C aproximadamente procede de acuerdo a la energía libre de Gibbs presenta:

CaCO3 =======> CaO

+

CO2

ΔG°T =

42490  –  37.70T (cal/mol)

La reacción llega al equilibrio cuando la precion parcial del CO 2 es igual a la constante de equilibrio. K eq = PCO2

0 = 42490  –  37.70T ===>  =

ΔG°T = ΔG°=

 449 .

= 1127 = 854°C + 273(no R x)

42490  –  37.70*(1173) ===> ΔG°= - 1732.1

RTLnK

LnK=  =

 =

 −ΔG° RT

  −ΔG° .RT

  ===>  =

−(− .) .(.98)()

Log PCO2 = 0.3227 ===> PCO2 = 100.3227 ==> 2.102 La presión de equilibrio es conocida como la presión de descomposicion del carbonato de calcio. Si a cualquier temperatura la presión parcial del CO 2 es inferior a la de equilibrio, la caliza se descompondrá hasta que la presión de CO2 alcance el valor de equilibrio.

PARTE EXPERIMENTAL

PROCEDIMIENTO

  





Obtener 60 g de caliza clasificada al 100% a 65+100# Calentar el horno a 800|°C Tomar 4 copelas y pesar aproximadamente 15 g de caliza en cada una de ellas Introducir las copelas al horno y sacar cada una de ellas con un intervalo de 15 minutos. Pesar el contenido de las copelas y mandarlas a análisis químico.

EQUIPOS Y MATERIALES:

   

Horno Balanza Copelas Pinzas

1 1 4 2

DATOS ADQUIRIDOS

Peso inicial Peso final 0 142 139 150 143 151 117 156 138

CALCULOS Calculo de la temperatura teórica de descomposición de la caliza

CaCO3 =======> CaO

+

0 = 42490  –  37.70T ===>  =

CO2

 449 .

ΔG°T =

42490  –  37.70T (cal/mol)

= 1127 = 854°C + 273(no R x)

La caliza se descompondrá a partir de los 1127° K o 855°C

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES  No se logró la descomposición completa de la caliza, esto debido a la  pérdida de masa en la muestra debido a la emisión de C02 (conversión de CaCO3 en CaO).

Se logró estudiar la cinética de calcinación de la caliza en cuanto al tiempo óptimo de calcinación.

 No se lograron obtener datos correctos con la termo balanza debido a fallas en la balanza analítica.

Se pudo ver que una vez que le horno sube a más de 855 C es muy fácil realizarla descomposición, que se logra a partir de los 15 minutos, donde ya existía una descomposición muy elevada.

DETERMINACIÓN DEL RENDIMIENTO DE LA CALCIANCION

tiempo min

peso inicial 10 20 30 40

CaCO 3 100

Peso Final 142 150 151 156

CaO + 56

=======>

ley de CaCO3 139 143 117 138

CO2 44

peso CaCO3 transf

peso inalt 100% 100% 100% 100%

135.18 134.09 73.73 115.09

6.82 15.91 77.27 40.91

peso CaO peso Formd elimdo 3.82 8.91 43.27 22.91

% CaO formd 3 7 34 18

% CO2 elimdo 4.80 10.61 51.17 26.22

4.80 10.61 51.17 26.22

% CO2  Rend no elimdo % 95.20 89.39 48.83 73.78

2.7 5.9 28.7 14.7

GRAFICOS

RENDIMIENTO VS TIEMPO 35.0 28.7

30.0 25.0    o    t    n 20.0    e    i    m    i     d    n 15.0    e    r

14.7

10.0

5.9 2.7

5.0 0.0 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

tiempo

% C aO VS TIEMPO 60.00

51.17

50.00 40.00    O    a 30.00    C    %

26.22

20.00 10.61 10.00

4.80

0.00 0

5

10

15

20

25

TIEMPO

30

35

40

45

CO2 ELIMINADO VS TIEMPO 60.00 51.17 50.00    o 40.00     d    a    n    i    m    i 30.00     l    e    2    O    C 20.00

26.22

10.61 10.00

4.80

0.00 0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

TIEMPO

%CO2 NO ELIMINADO VS TIEMPO 95.20

100.00

89.39

90.00 73.78

80.00    o     d    a    n    i    m    i     l    e    o    n    2    O    C

70.00 60.00

48.83

50.00 40.00 30.00 20.00 10.00 0.00 0

5

10

15

20

25

TIEMPO

30

35

40

45

CUESTIONARIO 1. ¿si la caliza además MgCO3 como es la influencia de este compuesto en la calcinación? Influye en que la dolomita disminuye la temperatura de calcinación del a calcita. 2. En base de datos termodinámicos para la calcinación de la calcita

3. ¿Cómo se podría favorecer la formación de CaO?

4. ¿El proceso de calcinación de CaCO3 es un proceso exceso térmico o endotérmico?

5. ¿ cree usted que es necesario agregar carbón para realizar la calcinación ¿ si es necesario calcule cuantas moles son necesarios, suponiendo que el aire de combustión a sido rcalentado a 500°C y si no es necesario diga por que?

150

44  

∗

 

 =18 g C

44 

7.- si la reacción empírica que gobierna el proceso es LogR =0.003145T  – 3,3085 Donde R= radio de avance de la interface de calcinación determinar el tiempo de calcinación total de las partículas de c/u de las granulométricas empleadas en la realización de la práctica. R= 2.4021cm/hr

ℎ

tiempo=0.3125 .4

6 ℎ

 =7.81

BIBLIOGRAFIA 







Guía de Laboratorio de Pirometalurgia; Ing.Luis Servando Chambi; 2012; La Paz Bolivia. http://www.wikipedia.org/wiki/ Calcinación

http://www.todoexpertos.com/categorias/cienciasingenieria/quimica/respuestas/ 1131708/calcinacion

http://www.academia.edu/19547445/CALCINACION_DE_LA_CALIZA_2014