Pirorrefinación - Facultad de Química UNAM

P I R O R R E F I N A C I Ó N 1826
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA QUÍMICA METALÚRGICA
UBICACIÓN SEMESTRE
8o.
TIPO DE ASIGNATURA TEÓRICO-PRÁCTICA
NÚMERO DE HORAS/SEMANAS Teoría 3 Práctica 2
CRÉDITOS 10
INTRODUCCIÓN.
Este curso pretende que el alumno comprenda los principios que rigen a los procesos de
pirorrefinación de metales no ferrosos, principalmente de aquellas que actualmente son
aplicados a nuestro país. Además, en éste se pone especial énfasis en la fundamentación
cinética y termodinámica de los diversos procesos de pirorrefinación apoyada con
información relativa a los principios de operación de cada uno de ellos, a fin de
proporcionar los criterios que permitirán al egresado entender y controlar dichos procesos.
Objetivos Generales de Aprendizaje.
Al finalizar el curso, los alumnos:
Diferenciarán los diversos procesos de pirorrefinación de acuerdo con los
fundamentos que los rigen.
Aplicarán las bases fisicoquímicas para discernir las condiciones óptimas de
operación de cada proceso.
Reconocerán las principales variables que controlan cada proceso.
Contrastarán los diferentes procesos de pirorrefinación de acuerdo con su
aplicabilidad a casos particulares.
UNIDAD 1.- REVISIÓN DE LOS PRINCIPALES ASPECTOS FISICOQUÍMICOS QUE
RIGEN A LOS PROCESOS DE PIRORREFINACIÓN DE METALES.
12 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Aplicarán los fundamentos fisicoquímicos a la resolución de problemas simples en
los procesos de pirorrefinación.
CONTENIDO.
Interpretación y aplicación de los fundamentos fisicoquímicos de las reacciones metalescoria; Teoría iónica de equilibrio metal-escoria. Discusión de las relaciones
fundamentales. Cálculo de fracciones iónicas a partir de análisis convencionales de
escorias. Fisicoquímica de disolución de gases en metales líquidos. Ley de Slewart.
Aplicación de la ecuación de Claysius-Clayperon para la obtención de volatilidades
relativas de vapores metálicos, restricción de Lagmuir. Aplicación de la relación de
langmuir Kiudsen. Estequiometría de las reacciones de precipitación. Cinética de
nucleación de una nueva fase. Crecimiento y flotación de una nueva fase.
UNIDAD 2.- REFINACIÓN DE METALES POR PROCESOS OXIDANTES Y POR
ESTRACCIÓN DE GASES AL VACÍO.
12 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Analizarán los principios fisicoquímicos que rigen a los procesos de refinación por
oxidación selectiva.
Aplicarán los fundamentos termodinámicos y cinéticos a la solución de problemas
típicos en estos procesos.
Estimarán la factibilidad de eliminar gases disueltos por extracción al vacío.
CONTENIDO.
Fisicoquímica de la conversión de la mata de cobre; análisis del proceso, variables
principales de proceso. Aspectos termodinámicos y cinéticos de la pirorrefinación del
plomo, eliminación de antimonio, estaño y arsénico. Tratamientos fisicoquímicos de los
procesos Parkes y Harris. Extracción de gases al vacío, métodos alternativos de
desgacificación, modelo de capa límite para desgacificación, análisis fisicoquímico del
proceso de desgacificación por extracción al vacío.
UNIDAD 3.- REFINACIÓN POR SEGREGACIÓN, DESTINACIÓN Y SEPARACIÓN
EN FASE LÍQUIDA.
12 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Aplicarán los fundamentos fisicoquímicos a la solución de problemas simples en los
procesos de refinación por zonas, refinación por destilación y separación en fase líquida.
CONTENIDO.
Refinación por zonas, producción de monocristales de silicio, refinación por destilación,
destilación al equilibrio, aplicación del concepto de volatilidad relativa, destilación
molecular, uso de la ecuación de Langmuir-Knudmen, análisis del proceso de
zincificación del plomo, obtención de zinc por el método retortas horizontales, análisis de
la destilación fraccionada de aleaciones Zinc-Cambio Cu y Ag del plomo Bullión,
recuperación de Zinc por separación en fase líquida.
UNIDAD 4.- REFINACIÓN POR FRACCIONES QUÍMICAS CONTROLADAS POR
TRANSPORTE EN FASE VAPOR.
12 h.
Objetivos:
Al finalizar esta unidad, los alumnos:
Reconocerán la importancia del transporte de materia y los principios
fisicoquímicos en las reacciones en fase vapor.
CONTENIDO.
Refinación por reacciones químicas controladas por transporte en fase vapor; Obtención de
Nickel por el proceso Larger-Kond, variables de proceso. Consideraciones fisicoquímicas
de la formación y reducción de carbonilo de Nickel. Descomposición térmica de haluros
obtención de zirconio y titanio por el proceso Van Arkel; consideraciones fisicoquímicas de
la formación y reducción de haluros en el proceso Van Arkel, análisis de transporte de
especies hacia el filamento en el proceso Van Arkel.
BIBLIOGRAFÍA
ALCOCK. "Principles of Pyrometallurgy". Academic Press. New York 1976.
GILL. "Non Ferrous Extractive Metallurgy". John Wiley & Sons. New York 1980.
PEHLKE, R.D. "Unit Processess of Extractive Metallurgy". Elsevier, New York, 1977.
COUDUNER. "Fundamentals of Metallurgical Processess".Pergamon Press, Oxford,
1978.
METODOLOGÍA DE LA ENSEÑANZA.
Será utilizada la técnica de exposición con preguntas e investigación bibliográfica por parte
de los alumnos.
EVALUACIÓN
El curso se aprobará al acreditar los exámenes parciales y se tomará en cuenta la
participación en clase y los trabajos extraclase.
REQUISITOS PARA LLEVAR EL CURSO. Pirometalúrgia.