Kinetics of lead removal from the Cu-Pb-Fe alloy by barbotage with inert gases

Cinética de la eliminación del plomo de la aleación Cu-Pb-Fe por barbotage con gases inertes

Discusión de la cinética de eliminación del plomo de la aleación Cu-Pb-Fe por barbotage con argón y helio. Se calcularon los valores del coeficiente de penetración de masa para las fases líquida y sólida, así como el coeficiente de transferencia de masa, para las temperaturas de 1 473 K y 1 548 K, y para el caudal de gas de 5,55 - 10^-6, 6,94 - 10^-6, 8,33 - 10^-6 y 9,72 - 10^-6 m - s^-1.

​INTRODUCCIÓN

Uno de los productos de la fundición de cobre de un solo paso a partir de concentrado en el horno de lecho fluidizado de la Fábrica de Cobre de Glogow es la escoria que contiene hasta un 20% de cobre en peso. A continuación, este producto se somete a un proceso de descobreado en horno eléctrico. Como producto de esta tecnología se obtiene una aleación Cu-Pb-Fe que contiene más de un 20 % en peso de plomo y polvos que contienen hasta un 40 % en peso de este elemento [1, 2].

La aleación Cu-Pb-Fe se procesa en el convertidor para obtener cobre apto para el proceso de refino al fuego, es decir, que contenga menos del 0,3 % en peso de plomo. Al mismo tiempo, esta tecnología tiene por objeto eliminar la posible mayor cantidad de plomo en polvo y obtener una baja concentración de arsénico en el cobre. Como resultado de este proceso, aproximadamente el 70% en peso del plomo contenido en esta aleación pasa a los polvos y la parte restante se recoge en la escoria del convertidor. Dado que el contenido de cobre en la escoria (incluso por encima del 35% en peso) es superior al del plomo, este material se devuelve al horno eléctrico. Puede suponerse, por tanto, que el plomo de la escoria del convertidor circula en el ciclo del proceso [1, 2].

VELOCIDAD DE EVAPORACIÓN DEL PLOMO DE LA ALEACIÓN CU-PB-FE

En los procesos analizados, se supuso que el plomo se eliminaría de la aleación Cu-Pb-Fe mediante evaporación en burbujas de gas que fluyen a través de la aleación líquida. Por lo tanto, para los procesos, la ecuación general de balance de masa puede asumir la siguiente forma [3]:

dn_Pb(c) = dn_Pb(c)   (1)

dn_Pb(c) -  quantity of lead removed from the alloy,

dn_Pb(c) - The speed of the process can be determined based on the following dependence [3]:

​$\frac{dn}{dt}=F﹒\frac{{\beta }_8}{R﹒T}﹒(P_{Pb}^{\ast }-P_{Pb}^P)=$

$=F﹒{\beta }_c﹒(C_{Pb}-C_{Pb}^{\ast })$

donde:

F - área de transferencia de masa / m²,

P^*_Pb - presión de equilibrio para los vapores de plomo en el límite de fase / Pa,

P^P_Pb - presión del plomo dentro de una burbuja de gas / Pa,

C_Pb - concentración de plomo en el núcleo de la fase líquida,

C^*_Pb - concentración de plomo en la aleación cerca del límite de fase,