Una Solución de CuSO4 [PDF]

Zitiervorschau

Una solución de CuSO4·H2O que contiene 3,5% de una impureza soluble que se disuelve de forma continua en suficiente agua y líquidos madres recirculados para formar una solución saturada a 80 °C. Después se enfría la solución hasta 25 °C y se obtienen cristales de CuSO 4·5H2O. Estos cristales arrastran líquido madre en una proporción de 10% de su peso sobre base seca. Se secan los cristales hasta un contenido nulo de agua libre (CuSO 4·5H2O). La impurificación permitida en el producto es de 0,6%. Calcule a) el peso de agua y de líquido madre circulantes que se requieren por cada 100 kg de sulfato de cobre impuro; b) el porcentaje de recuperación de sulfato de cobre suponiendo que el líquido madre no recirculado se desprecia. La solubilidad del CuSO 4·5H2O a 80°C es 120 g por 100 g de H2O libre y a 25 °C es de 40 g por 100 g de H2O libre.

Tomando como base de cálculo 100 kg de cristales secos del separador corriente M tenemos: Si A=agua total en la salida del separador I =Impurezas permitidas

CUS O 4 5 H 2 O total=100 kg +0,4 A I =0,06 ( 100+0,4 A + I ) . ec 1 A+0,4 A + I =10 . ec 2

Resolviendo las ec1 y ec2 tenemos

A=6,7 kg/kg solución I=0,62 kg/kg solución Sulfato en la solución madre= 0,4A=2,68 kg/kg solución CUS O 4 5 H 2 O total=100 kg +0,4 A=102,68 kg Por lo tanto, la salida en C será

102,68 kg+ I =103,3 kg Realizando un balance general por componentes tenemos: Balance de impurezas: 0,035 Y =0,62+

0,62 Z ec 3 10

Balance de Sulfato: r∗0,965 Y =102,68+

2,68 Z 10

Donde r es la relación de masa molar del sulfato de cobre monohidratado y el sulfato de obre pentahidratado. Reescribiendo:

249,71 2,68 ∗0,965 Y =102,68+ Z 177,65 10

1,356 Y =102,68+

2,68 Z ec 4 10

Resolviendo las ec3 y ec4 tenemos Y=83,01kg Z=36,87 kg Balance de agua W + y YW Y = y ZW Z + E + y CW C

2,68∗36,87 ∗5∗18 18 6,7∗36,87 10 102,68∗5∗18 W+ ∗0,965∗83,01= + + 6,7+ 177,65 10 249,71 249,71

(

)

W =63,85 kg Balance en el tanque de disolución:

Agua y sulfato en la corriente S: P=S−0,035 Y −0,062 R P=S−2,905−0,062 R

Balance de Agua

y YW Y +W = y PW P− y RW R

120 ∗5∗18 18 100 220 2,68∗5∗18 ∗0,965∗83,01+ 63,85= + ( S−2,905−0,062 R ) −0,062 R− R 177,65 220 249,71 249,71

[

0,66 S−1,069 R=73,89 ec 5 Balance de sulfato pentahidratado 249,65 P 0,965 Y = y Cu P−0,268 R 177,71

112,1465=

120 ( S−2,905−0,062 R )−0,268 R 220

113,7312=0,5455 S−0,7515 R ec 6 Resolviendo ec5 y ec6 S= 284,17 R=54,94

]

Inciso a) 63.85∗100 =76,92 83,01 Inciso b) 102,68∗100∗177,71 =91,28 83,01∗0,965∗249,71