PRÁCTICA N°3

EXTRACCIÓN Y REFINACIÓN DE METALES NO FERROSOS

PROBLEMA 1

El plomo metálico producido en el Alto Horno contiene varias impurezas metálicas. Cuando este

plomo se solidifica es quebradizo debido a los efectos producidos por las impurezas por lo que este

plomo debe ser refinado antes de su venta. El proceso de eliminación de impurezas por oxidación se

conoce como ablandamiento de plomo. Suponga que el plomo “crudo” contiene Sn, Bi y Cu y se

funde a 1073 K y se oxidan las impurezas añadiendo PbO. Calcular si es posible la eliminación de

Sn, Bi y Cu en el plomo. Considere los siguientes coeficientes de actividad γSn= 6.8, γBi=2.9, γCu=

10 y que el Pb es un líquido puro.

Pb (l) +0.5 O2 (g) =PbO (s) ∆G°=-53.300+25,7T (cal/mol)

Sn (l) + O2 (g) = SnO (s) ∆G°=-140.180+ 51,5T (cal/mol)

2Bi (l) + 1.5 O2 (g) = Bi2O3 (s) ∆G°=-141.050 + 69,9T (cal/mol)

2Cu (l) + 0.5 O2 (g) = Cu2O (s) ∆G°= -4050+ 25,58T (cal/mol)

PROBLEMA 2

Un acero con 0.002% peso de oxígeno, se le agrega vanadio a 1557ºC (1830K), con el objeto de

alcanzar un 1%Vanadio. ¿Qué concentración de O disuelto máximo podrá haber para que no se

oxide el vanadio?

2[V] Fe,%p + 3[O] Fe,%p = <V2O3>

ΔGº = -186520+64.0T (cal)

PROBLEMA 3

Para la aleación líquida cinc - cadmio a 527°C mediante determinaciones de una celda electromotriz

se encontró que el coeficiente de actividad del cadmio varía en función de su fracción molar según:

XCd 0.2 0.3 0.4 0.5

Cd 2.153 1.817 1.544 1.352

a) Determine si la aleación Zn - Cd es regular

b) Para una solución Zn - Cd, considerando lo encontrado en a) calcule los valores de:

- Entalpia molar parcial de mezcla de Zn en Cd.

- Entalpia molar integral de mezcla

- Entropía molar integral de mezcla

- Energía libre molar parcial del Cd.

- Energía libre molar integral de mezcla.

PROBLEMA 4

En la fabricación del acero diversas impurezas en el hierro se oxidan en una fase de escoria por la

adición de un chorro de oxígeno puro a 1 atm. Estimar los niveles más bajos residuales de carbono,

silicio, manganeso y oxígeno que pueden ser alcanzados a 1600°C. Asumir que la escoria contiene

10% FeO, 56% CaO, 20% MnO y 14 % SiO2 (% molares). Además se sabe que γSiO2=0.05 y que los

otros óxidos se comportan idealmente. Considerar las siguientes reacciones:

FeO(l) = Fe(l) + (O)Fe ΔGº = -28957-12.509T (cal/mol)

CO(g) = (C)Fe + (O)Fe log(K) = -1168/T -2.07

0.5O2(g) = (O)Fe ΔGº = -28000-0.69T (cal/mol)

Mn(l) = (Mn)Fe ΔGº = 976-9.11T (cal/mol)

Mn(l) +0.5O2(g) = MnO(l) ΔGº(1600°C) = -56.8 Kcal/mol

Si(l) = (Si)Fe ΔGº = -31430-4.12T (cal/mol)

Si(l) +O2(g) = SiO2(l) ΔGº(1600°C) = -137.6 Kcal/mol

FAG/10_09_2015