Taller 1 Lixiviacion

7/25/2019 Taller 1 Lixiviacion

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TALLER

EXTRACCIN SLIDO - LQUIDOAgosto 13 de 2010

Crisstomo Barajas Ferreira Operaciones Unitarias I

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"La verdadera educacin consiste en obtener lo mejor de uno mismo. Qu otro libro

se puede estudiar mejor que el de la Humanidad?".

Mohandas Karamchand Gandho Mahatma Gandhi(1869-1948)

1. Calcule las composiciones de los sistemas indicados a continuacin:

a) De 500 kg de una mezcla de composicin en peso: 20% de agua, 30% de sal y 50%, seevaporan 80 kg de agua.

b) 100 kg de una mezcla de composicin en peso: 50% de sal, 10% de agua y 40% dearena, se aaden a 100 kg de otra que contiene 20% de sal, 70% de agua y 10% de sal.

c) De 500 kg de una mezcla de 50% de sal, 20% de arena y 30% de agua, se separan 300de mezcla de 60% de sal, 25% de arena y 15% de agua.

2. De una harina de pescado que contiene el 25% en peso de aceite y el 75% de Inertes, se hade separar el aceite por extraccin con un solvente en un sistema de extraccin de tresetapas en corriente directa. Al sistema entran como alimentacin (R0) 1000 kg de harina y encada etapa se suministran 400 kg de disolvente. Calcule el porcentaje de aceite recuperadosi la cantidad de solucin que acompaa a los inertes del refinado es 0,40 kg/kg de inerte.

3. Unas arenas petrolferas que contienen el 20% en peso de petrleo se tratan en un sistemade extraccin de mltiples etapas, en contracorriente con nafta, para separarles el petrleo.El extracto formado por petrleo y nafta tienen una composicin del 36% en peso depetrleo. El refinado est constituido por la arena acompaada por la solucin retenida en lamisma. La cantidad de arena en el refinado constituye el 70% en peso del refinado. Calcule

el nmero de etapas tericas necesarias si al sistema entra como alimentacin 25000 kg/dade arenas petrolferas y se emplean 15000 kg/da de nafta como agente extractor (EN+1)

4. Un slido seco contiene el 10% en peso de una sustancia soluble en agua que se extrae conagua pura en un sistema de extraccin en contracorriente. El refinado procedente de laltima etapa se seca totalmente, obtenindose un producto slido que contiene el 0,15% enpeso de sustancia soluble. El proceso se realiza empleando una relacindisolvente/alimentacin igual a 1,8. Se ha encontrado experimentalmente que el disolvente(D) retenido por el slido es independiente de la concentracin de la solucin e igual a 1,80kg de agua/kg de Inerte.

Calcule:a) La concentracin de la solucin retenida por el slido inerte que sale como refinado en la

ltima etapa. (XRN)b) La concentracin de la solucin que sale como extracto en la primera etapa (YE1).c) El nmero de etapas tericas necesarias.

5. En un proceso de extraccin en contracorriente se tratan 1000 kg/h de arena de playa deuna composicin 12% de sal, 85% de Inerte y 3% de agua; empleando 2000 kg/h de agua.La cantidad de agua retenida por el slido inerte es 0,5 kg de agua/kg de arena. Calcule elnmero necesario de etapas para que la arena separada, una vez seca, contenga solamenteel 0,2% de sal.

6. En un sistema de extraccin en contacto mltiple en contracorriente se tratan 1000 kg/h dehgado de bacalao. En la materia prima hay un 32% en peso de aceite, que ha de extraerseempleando 2000 kg/h de ter de Etlico (contaminado con un 2% en peso de aceite). Lacantidad de extracto separado ser de 1800 kg/h, y su composicin, 18% en peso de aceite.


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El refinado tendr una composicin de 3% de aceite, 40,33% de ter y el resto slidoinerte.

Calcule las coordenadas del polo.

7. Un mineral de 4CuSO se somete a lixiviacin con agua en un proceso continuo de

extraccin en contracorriente. La composicin del mineral es: 10% de 4CuSO , 5% deagua y 85% de ganga inerte. El refinado separado en la ltima etapa no ha de contener msdel 1,5% del 4CuSO inicial, en forma de solucin retenida en la ganga inerte. En lascondiciones de operacin se ha encontrado que la solucin retenida es de 1 kg/kg de inertes.

Para una alimentacin de 200 kg/h (0

R ), Calcule el nmero de etapas y la concentracin de

la solucin separada (Y ):1E

a) Empleando 400 kg/h de agua.b) Empleando 800 kg/h de agua.

8. Un slido seco que contiene 0,30 kg de soluto/ kg de inerte se somete a extraccin enmltiples etapas en contracorriente empleando como agente extractor una solucin acuosaque contiene 0,2% en peso de soluto. El disolvente retenido por el slido inerte esconstante en todas las etapas e igual a 1,5 kg de agua/kg de inerte. El refinado que abandonael sistema contiene 0,05 kg de soluto/ 5 kg de inerte.

Calcule:a) El nmero de etapas tericas necesarias, si el extracto tiene una composicin del 5% en

peso de soluto.

+1

0

NE

Rb) La relacin si el nmero de etapas tericas es de cinco (5).

c) La relacin mnima necesaria +0R

4SO

4SO 4SO

1NE

9. Un papel parafinado que contiene 20% en peso de parafina y 80% de inertes se trata conqueroseno (con un 0,10% de parafina) en un proceso de extraccin en mltiples etapas encontracorriente. La parafina pasa al extracto a razn de 4 kg de parafina por 100 kg dekeroseno. El refinado est constituido por la materia inerte con 2 kg de parafina por 100 kgde inerte y la solucin retenida que equivale a 2 kg de queroseno por kilogramo de inerte.

Calcule el nmero de etapas tericas para efectuar la extraccin si se tratan 1000 kg/da depapel parafinado y la solucin retenida es independiente de la concentracin de parafinaen el papel.

10.En un sistema de extraccin en mltiples etapas en contracorriente se han de tratar 60toneladas/da de un mineral de cobre cuya composicin, despus de someterlo a tostacin,es la siguiente:

Cu 8%Agua 4%Ganga inerte 88%

Como agente extractor se emplea una cantidad de agua tal que la concentracin de la solucinseparada sea del 12% en Cu y en ella ha de encontrarse el 98% del Cu que entra en lacorriente de alimentacin. La cantidad de solvente (Agua) retenida por el slido inerte en lascondiciones de operacin es de 1,6 kg de agua/kg de inerte.


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Calcule:a) Cantidad de agua necesaria

b) Coordenadas del poloc) Nmero de etapas tericas.

11.Se ha de extraer aceite de hgado de pescado en un aparato de extraccin continuo encontracorriente, empleando como solvente ter etlico con 3% de aceite. Al sistema deextraccin entran 500 kg/h de hgados que contienen 25% en peso de aceite (sobre baselibre de solvente). Si la cantidad de solvente empleado es de 400 kg/h, y la composicin delrefinado separado como flujo inferior es del 1% en peso de aceite (sobre base libre ensolvente), calcule.

a) Porcentaje de aceite recuperado en el extractob) Nmero de etapas tericas.

La cantidad de solucin retenida por los hgados, determinada experimentalmente, esta reportadaen la tabla siguiente:

X kg solucinkg de hgado exento de aceite

0,00 0,1900,10 0,230,20 0,260,30 0,310,40 0,370,50 0,450,60 0,550,70 0,670,72 0,74

12.Mediante la reaccin + + +2 3

CaO H O CaCO

3CO

2 3Na CO NaOH se obtiene una

suspensin de 3CaCO en solucin de NaOH . Se pretende separar el 95% del NaOH

empleando una batera de cuatro (4) extractores en contracorriente con agua como agenteextractor. Al primer extractor entran los productos de la reaccin acompaados de 0,5 kgde agua/kg de 3CaCO . En las condiciones de extraccin la cantidad de lquido retenida por

el 3CaCO es funcin de la concentracin de la solucin, de acuerdo con los siguientes

datos:

Concentracin

% en peso de NaOH

Solucin retenida

kg solucin/kg de Ca

0 1,50

5 1,7510 2,0515 2,7020 3,60


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Calcule:

a) La relacin N 1E + 3CaCO

b) La concentracin del extractoc) El nmero de etapas tericas si se debe recuperar el 99% del NaOH y se utiliza la misma

cantidad de agente extractor calculada en el apartado (a)

13. Se ha de proyectar una instalacin de extraccin en mltiples etapas con funcionamiento encontracorriente para tratar 500 kg/h de un producto pulverulento de composicin 20% enpeso de aceite, 3% en peso de benceno y 77% de materia inerte. Como solvente se empleabenceno con un 2% en peso de aceite, y en el extracto ha de separarse el 90% del aceitecontenido en la alimentacin (R0). De las experiencias realizadas en el laboratorio en

condiciones anlogas se ha encontrado que la cantidad de lquido retenida por los slidosdepende de la concentracin del siguiente modo:

Concentracin

Kg de aceite/kg desolucin

Solucin retenida

kg solucin/kg de slido

0,0 0,400,1 0,410,2 0,420,3 0,430,4 0,450,5 0,470,6 0,490,7 0,52

Si se utilizan 400 kg de solvente, calcule:a) La concentracin del extractob) La concentracin de la solucin retenidac) La cantidad de solucin que se separa con los slidosd) La cantidad de extracto

e) El nmero de etapas tericas

14. Una harina de pescado contiene aceite que ha de extraerse con benceno operando enmltiples etapas en corriente directa. Experimentalmente se ha encontrado que la disolucinretenida por el slido inerte es funcin de la composicin de la disolucin, de acuerdo conlos siguientes datos:

Concentracin

Kg de aceite/kg desolucin

Solucin retenida

kg solucin/kg de inerte

0,0 0,5000,1 0,5050,2 0,5150,3 0,5300,4 0,550


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0,5 0,5710,6 0,595

0,7 0,620

Al sistema de extraccin, que consta de tres etapas, entran 1000 kg/h de alimentacin que contiene40% de aceite; la cantidad de benceno empleada en cada etapa es de 750 kg/h.

Calcule:a) La composicin global del Extracto.b) La concentracin del refinado procedente de la ltima etapa.c) El porcentaje de aceite recuperado.

15. En una batera de extractores en contracorriente entra como alimentacin un material quecontiene 15% en peso de soluto, 3% en peso de agua, y el resto es inerte. Se ha derecuperar el 94% del soluto, empleando agua como agente extractor, y la concentracin delextracto separado ha de ser del 20% en peso del soluto. Calcule el nmero de etapastericas necesarias si la cantidad de solucin retenida por los slidos es independiente de laconcentracin e igual a 0,6 kg de solucin por kilogramo de inerte.

16. Un mineral que contiene 12% en peso de una sal soluble, 6% en peso de agua y materiainerte se somete a un proceso de extraccin en contracorriente, empleando agua comosolvente. Al sistema entran como alimentacin 500 kg/h de mineral y 400 kg/h de agente

extractor. Calcule el porcentaje de soluto recuperado si la cantidad de solucin retenida enel refinado es constante e igual a 0,4 kg/kg de inerte.

Firmado digitalmente por Crisstomo Barajas Ferreira

Nombre de reconocimiento (DN): cn=Crisstomo Barajas Ferreira, o=Universidad

Industrial de Santander, ou=Escuela de Ingeniera Qumica, [email protected].

co, c=CO

Motivo: Soy el autor de este documento

Fecha: 2010.08.13 14:03:07 -05'00'

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