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UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO
FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA
DIMENSIONAMIENTO DE UN SECADOR PARA LA FABRICACIÓN DEL CEMENTO
DE COBRE EN LA EMPRESA TECNOQUÍMICA TELAMAYU
POSTULANTE: ANATOLY COSSÍO ALANES
FECHA DE DEFENSA DE TESIS: 5/12/07
Dimensionamiento, secado, cobre, humedad, calor
ASESOR: ING. MARIA ELENA TOVAR MOYA
Nº DE PAGINAS: 73
RESUMEN
INTRODUCCIÓN
La industria cuprífera en el mundo generalmente utiliza precipitación electrolítica, las soluciones
cupríferas preñadas provenientes de la lixiviación contienen en mayor o en menor grado según la
naturaleza de la MENA, iones cloro, iones férricos, etc.. Estos deben ser eliminados ya que afectan
la calidad de cobre electro depositado.
Por tal motivo se somete a un tratamiento previo con cemento de cobre para precipitar la mayor
parte de cloro cuproso y reducir los iones férricos a ferrosos.
JUSTIFICACIÓN
El dimensionamiento del secador pretende mejorar el proceso productivo, dado que el proceso de
secado natural es demasiado lento y para efectuar el mismo se precisa una gran superficie, además
de requerir mano de obra para el manipuleo; otra posibilidad es la contaminación por la acción de
los vientos y las imprevisiones debido a cambios climatológicos bruscos, ejemplo lluvias.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
En la actualidad la Empresa Tecnoquímica produce cemento de Cobre en la Localidad de
Telamayu, en las instalaciones de la Ex – Fundición de Bismuto, haciendo uso de las matas que
dejo la misma como materia prima para la obtención del cemento de cobre.
El cemento de cobre como producto final del proceso, no cuenta con una tecnología adecuada para
realizar su secado, debiendo ser la misma en forma natural, bajo los rayos solares y dificultándose
más la misma en épocas de otoño e invierno debido a las bajas temperaturas, causando demoras y
paradas en la producción y entrega del producto.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
El presente trabajo pretende:
Realizar un dimensionamiento de un secador para mejorar el proceso de fabricación del cemento
de cobre
OBJETIVO ESPECÍFICO
o Realizar experimentalmente pruebas de secado
o Determinar la cinética de secado
o Seleccionar y especificar el tipo de secador a dimensionar
o Efectuar el dimensionamiento y cálculo del secador seleccionado
En principio se obtendrán datos de laboratorio para determinar la cinética del cemento de cobre,
luego se selecciona el secador a dimensionar; con esta base se emplea la metodología de
transferencia de calor para determinar las dimensiones del mismo.
RESULTADOS
En el capítulo I se describe la Localidad de Telamayu, lugar donde se pretende instalar el secador
dimensionado y se describe la parte teórica del tema central del proyecto: el secado del cemento de
cobre.
En el capítulo II se efectuaron pruebas de laboratorio para determinar la cinética del secado
obteniéndose los siguientes resultados:
Xc = 0.18 kg de agua / kg sol. seco
X* = 0.008 kg de agua / kg sol seco
Se calculó el tiempo de secado en base a las gráficas obtenidas resultando que:
Periodo antecrítico = 3 min.
Periodo poscrítico = 15.7 min.
Tiempo de secado = 18.7 min.
En el capítulo III se desarrollo la ingeniería del proyecto, comenzando por determinar la carga a
tratar para el secador, cuyo dato de producción es de: 20 ton / día.
Se efectuaron balances de materia y energía a partir de los cuales se determinó la longitud (se
aplicó el método basado en la transferencia de calor), el número de revoluciones, el diámetro y la
pendiente del secador, además se evaluó el tiempo de residencia de la materia prima en el secador;
los valores obtenidos son:
Z = 10 m
n = 10 rpm.
s = 0.01 m/m
Ǿ = 1.2 m.
TRESIDENCIA = 16 min.
CONCLUSIONES
Se efectuaron pruebas de laboratorio para el secado del cemento de cobre, se obtuvieron gráficos
de la cinética de secado a partir de los mismos, se determinó la humedad crítica, la humedad de
equilibrio, el tiempo de secado considerando el tiempo crítico y poscrítica.
El tiempo de secado del cemento de cobre a escala laboratorio es aproximadamente de 20 minutos.
La selección del tipo del secador a dimensionar se efectuó en base a las características del material
y la calidad del producto a obtener, combinado con la solicitud de la empresa, en ambos casos se
optó por el secador rotatorio directo.
Aplicando el método basado en la transmisión de calor y efectuando los balances de materia y
energía se dimensionó la longitud, el diámetro, la pendiente, el número de revoluciones por minuto
del secador, complementándose con el cálculo del empolvamiento y el tiempo de residencia de la
materia prima en el secador.
RECOMENDACIONES
A partir del dimensionamiento se sugiere completar el diseño a detalle del secador, para
posteriormente calcular el costo efectivo del mismo, y obtener una evaluación completa para
adquirir o construir el secador seleccionado.
Se puede aplicar el método basado en la transferencia de materia para verificar el
dimensionamiento de la longitud del secador.
También se podría incluir un plan de mantenimiento del secador que se adecue al funcionamiento
del mismo.