Analysis of the options of copper removal from liquid iron by evaporation

Análisis de las opciones de eliminación del cobre del hierro líquido por evaporación

En este artículo se describe un análisis del sistema Fe-Cu desde la perspectiva de la determinación de la influencia de la temperatura (1 873 - 2 043 K) y la concentración másica de cobre (0,1 - 1,5%wt.) en el metal liquido sobre las opciones de separacion por refinado al vacio. Para establecer las opciones de evaporación de un componente del metal líquido en el sistema analizado, se producirá la relación de volatilidad de Olette.

INTRODUCCIÓN

El fenómeno de evaporación de los componentes volátiles del baño metálico desempeña un papel importante en numerosos procesos tecnológicos de la metalurgia extractiva. En este contexto, cabe mencionar operaciones como el tratamiento del acero al vacío, la fundición de acero y aleaciones especiales en hornos de inducción al vacío, la rectificación de metales no férreos o las tecnologías de tratamiento de chatarra metálica [1-4].

Por un lado, las tecnologías metalúrgicas basadas en el vacío permiten obtener metales caracterizados por una pureza elevada, que encuentran en consecuencia una amplia gama de aplicaciones en numerosas industrias, y por otro, permiten eliminar las impurezas que no pueden eliminarse por otros medios.

COMPOSICIÓN DE EQUILIBRIO DE LA FASE GASEOSA SOBRE LA SOLUCIÓN LÍQUIDA DE FE-CU

Para calcular las presiones de los vapores de los componentes de la fase gaseosa, se tuvieron en cuenta las siguientes reacciones químicas parciales:

Cu _(l) → Cu _(g) ​​(1)

Fe _(l) → Fe _(g) (2)

Las dependencias básicas utilizadas en los cálculos fueron las que describieron los cambios de entalpía de los procesos de evaporación libre [5].

Para calcular la presión de equilibrio de los monómeros en fase gaseosa, se utilizaron las dependencias (3) y (4), sin embargo, las presiones de equilibrio sobre $p_i^o$​ baño puro se calculan excesivamente en los datos utilizados a la entalpía de evaporación estándar libre de los componentes individuales.

​$p_i=p_i^o﹒a_i=p_i^o﹒{\Upsilon }_i﹒X_i=$

$=\left[\exp \right(-\frac{{△}_p{G}_i^o(T)}{RT}\left)\right]﹒{\Upsilon }_i﹒X_i$   (3)​

y

​$K_j=\exp (-\frac{{△}_p{G}_i^o(T)}{RT})$    (4)

donde:

p_i y $p_i^o$​ - presiones del i-ésimo componente sobre la solución y el baño puro correspondientemente / Pa,