COMBUSTIBLES

Tratamiento de aguaUtilizacin del AguaAgua potable Agua para procesos industriales Generacin de vaporCalentamientosGeneracin de energaEnfriamiento

Impurezas del agua Slidos en suspensin: Partculas en suspensin que son visibles e identificables

Slidos disueltosEstn compuesto por sales de Ca, Mg y menor proporcin Fe, Mn, Sr, y Ba, esta composicin caracteriza la dureza total.

Gases disueltos O2 y CO2, generan corrosinH2S y NH3, caracterstico por su mal olor

Parmetros Fisicoqumicos del AguaTemperatura: Este parmetro determina otras propiedades y procesos que tienen lugar en el agua como la viscosidad, la solubilidad de los gases y de las sales, procesos fisiolgicos de los organismos que provocan variaciones de su metabolismo, la proliferacin de ciertos microorganismos, etcConductividad: Es una medida de las cargas inicas que circulan dentro del agua. Esta medida nos ofrece una informacin general de la concentracin de sales e iones (sales disociadas) presentes en el agua. Turbidez y materia en suspensin. La turbidez mide los slidos en suspensin de forma indirecta a partir de la extincin de un rayo de luz incidente, conocido a travs de una muestra de agua. La medida de los slidos en suspensin (mg/L) nos indica los slidos retenidos despus de pasar por un filtro de 45 m.

Parmetros Fisicoqumicos del AguaDureza: Es la medida de la cantidad de cationes multivalentes (con ms de una valencia) presentes en el agua. Se puede considerar que la dureza equivale a la concentracin de Ca y Mg por litro de agua, generalmente expresado en mg/L de CaCO3. Se denominan aguas blandas las que poseen una concentracin menor a 50 mg/L de CaCO3 y aguas duras aquellas que tienen concentraciones superiores a 200 mg/L de CaCO3. Como aguas duras se consideran aquellas que requieren cantidades considerables de jabn para producir espuma y producen incrustaciones. En trminos de dureza las aguas pueden clasificarse as:0 - 75 mg/L(ppm) Blanda75 - 150 mg/L (ppm) Moderadamente dura150 - 300 mg/L (ppm) Dura> 300 mg/L (ppm) Muy dura

PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUATratamientos fsicos del aguaEste tratamiento se basa en separar los slidos orgnicos o inorgnicos y los gases de los lquidos.Sedimentacin Coagulacin - Floculacin FiltracinGranuladoRotatorioPapelDesgasificacinAireacinDe aireacin Proceso de sedimentacin El proceso de sedimentacin es la eliminacin de slidos suspendidos por accin de la fuerza de gravedad. Se puede utilizar sustancias coagulantes para favorecer la sedimentacin de las partculas menores.

Tiempo de sedimentacin de algunas partculasSEDIMENTABLESNO SEDIMENTABLES (mm) Partcula Tiempo (d= 0,3m)10 Grava 0,3 s 1 Arena Gruesa 3,0 s 0,1 Arena fina 38 s0,01 Limo 33 min 1x10-3 Bacterias 55 das 1x10-4 Coloides 230 das 1x10-5 Coloides 6,3 aosCoagulacin - FloculacinLa arcilla finamente dividida, slice, materia orgnica, bacterias y esporas de algas. Este tipo de impurezas coloidales se eliminan adicionando un COAGULANTE.(Sulfato de aluminio Al2(SO4)3, Cloruro frrico Cl3Fe o Aluminato sdico NaAlO2) COAGULANTEPOLIMERO Desgasificacin La presencia de gases disueltos ( O2, CO2, SH2, NH3 en otros) en el agua tienen una accin nociva, por lo cual tienen que ser eliminados. Agua gasesAireAgua (O2N2,CO2)NH3, H2SAgua (O2N2,CO2)Agua Vapor de agua O2 , N2,CO2Aireacin De aireacin Dureza

Como aguas duras se consideran aquellas que requieren cantidades considerables de jabn para producir espuma y producen incrustaciones. En trminos de dureza las aguas pueden clasificarse as:

0 - 75 mg/l(ppm) Blanda75 - 150 mg/l (ppm) Moderadamente dura150 - 300 mg/l (ppm) Dura> 300 mg/l (ppm) Muy duraLa dureza se expresa en mg/l de CaCO3.Tratamientos qumicos del aguaEs utilizado para eliminar las sustancias disueltas que generan la dureza temporal o permanente, donde se convierten en sustancias insolubles o poco solubles adicionando reactivos qumicos, donde estos son eliminados por filtracin o sedimentacin.

Proceso con cal en frio (Ca(OH)2), se reduce el carbonato (dureza temporal) hasta 50-60 ppm.

Ca(HCO3) + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O

Mg(HCO3) + 2Ca(OH)2 2Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O

VentajasAgua potableAclara las aguas turbiasDisminuye la salinidadBajo costoDesventajasReacciones incompletasGran volumen de lodoDeficiente con alto contenido de Mg.Proceso Cal Carbonato Sdico, se reduce la dureza permanente (cloruros, nitratos, silicatos y sulfatos de calcio y magnesio) hasta 15-50 ppm.

Dureza temporal Ca(HCO3) + Ca(OH)2 2CaCO3 + 2H2O

Mg(HCO3) + 2Ca(OH)2 2Mg(OH)2 + 2CaCO3 + 2H2O

Dureza PermanenteCaSO4 + Na2CO3 CaCO3 + Na2SO4

CaCL2 + Na2CO3 CaCO3 + NaCl

Componentes metlicos y no-metlicos del agua En la prctica, se considera que la dureza es causada por iones metlicos divalentes capaces de reaccionar con el jabn para formar precipitados y con ciertos aniones presentes en el agua para formar incrustaciones. Cationes Aniones Ca+1 HCO-1 Mg+2 SO4-2 Sr+2 Cl-1 Fe+2 NO3-2 Mn+2 SiO3-2 En menor grado Al+3 y Fe+3 son considerados como iones causantes de dureza. QU ES EL INTERCAMBIO INICO? El intercambio inico es una reaccin qumica reversible, que tiene lugar cuando un ion de una disolucin se intercambia por otro ion de igual signo que se encuentra unido a una partcula slida inmvil. Una representacin simplificada de lo que est sucediendo en los sitios activos de la resina se puede ver en esta figura.

Tratamiento por intercambio Inico El intercambio inico remueve del agua cruda los iones indeseables transfirindolos a un material slido, almacenndolos en el esqueleto del material, cuando este se satura se regenera con una solucin fuertemente regeneradora que contiene la especie de iones deseables.

Los intercambiadores CATIONES(+) retienen iones cargados positivamente.

R-- H+R-- H+R-- H+R-- H+R-- H+Los intercambiadores ANIONICOS (-) retienen iones cargados negativamente.

R+-OH-R+-OH-R+-OH-R+-OH-R+-OH-Se utiliza un intercambiador catinico (zeolita) enriquecido con iones Na+, reduce la dureza del agua inclusive el Fe y Mn. Su regeneracin se realiza con una solucin de salmuera Ciclo de trabajo

Proceso de ablandamiento del AguaH2O,Ca+2Mg+2H2O,Ca+2Mg+2H2O,NaCO3H2O,Ca+2Mg+2H2O,Ca+2Mg+2Ca(HCO3)2 + 2ZNa CaZ2 + 2Na(HCO3)

Ciclo regenerativo H2O, NaClH2O, NaClH2O, NaCl, CaCl2, MgCl2 H2O, NaClH2O, NaClCaZ2 + 2NaCl 2NaZ + CaCl2

Reacciones del Proceso de ablandamiento Ciclo de trabajo Ca(HCO3)2 + 2ZNa CaZ2 + 2Na(HCO3)Mg(HCO3)2 + 2ZNa MgZ2 + 2Na(HCO3)

SO4Ca + 2ZNa CaZ2 + SO4NaSO4M g + 2ZNa MgZ2 + SO4Na

MgCl2 + 2ZNa MgZ2 + 2NaClCaCl2 + 2ZNa CaZ2 + 2NaCl

RegeneracinCaZ2 + 2NaCl 2NaZ + CaCl2

MgZ2 + 2NaCl NaZ2 + MgCl2 DESMINERALIZADO DEL AGUAEn la industria ciertos procesos requieren agua libre de sales y metales y gases para ello se utilizan dos lechos:

Lecho catinico (H+) para eliminar los metales

Lecho aninico (OH-) para eliminar las sales RESINA CATINICACICLO DE TRABAJO2H-R + MgSO4 Mg-R + H2SO4

2H-R + Ca(HCO3)2 Ca-R + 2H2CO3Ciclo regenerativo: Cuando los iones H se agotan se regeneran con HCl o H2SO4 diluido

Mg-R+ 2HCl 2H-R + MgCl2Ca-R + H2SO4 2H-R + CaSO4

RESINA ANINICACICLO DE TRABAJO2OH-R + H2SO4 SO4-R + 2H2O

2OH-R + H2 CO3 CO3-R + 2H2OOH-R + HCl Cl-R + H2OCiclo regenerativo: Cuando los iones OH se agotan se regeneran con NaOH diluido

SO4-R+ 2 NaOH 2OH-R + Na2SO4CO3-R + 2NaOH 2OH-R + Na2SO4

Proceso de osmosis inversa Si se coloca agua pura en un recipiente y en otro compartimiento del mismo se coloca una solucin de sales, separndolas una membrana semipermeable, se produce una presin que hace que el agua pura se difunda a travs de la membrana y diluya la solucin.

Si a la celda que contiene la solucin concentrada se aplica una presin mayor a la presin natural osmtica opuesta, entonces ocurre un flujo de agua pura a travs de la membrana hacia el compartimiento de agua pura y como consecuencia de ello, se produce un aumento de la salinidad de la solucin ms concentrada.

Proceso de smosis inversa DesinfeccinDesinfeccin es el termino aplicado a aquellos procesos en las cuales microorganismos patgenos son destruidos. Cloracin: El cloro es utilizado principalmente como desinfectante para el control de microorganismos en aguas de consumo, aguas residuales, piscinas. Tambin para la oxidacin del hierro y manganeso.Ventajas: Es relativamente barato.Solubilidad altaA altas concentraciones es inocuo para el consumo humanoAgente oxidanteDesventajaEs un gas venenosoEs altamente corrosivoForma fenoles por ello su olor.Bromo: Tiene caractersticas similares a las del cloro.

Radiacin ultravioleta: El agua, el aire y los alimentos pueden ser desinfectados mediante radiacin ultravioleta, luz de 30-3650 A, emitida por una lmpara de vapor de mercurio y cuarzo.

Ozono: El ozono, O3, es un gas azul, muy toxico e inestable es un potente germicida. METALURGIA EXTRACTIVA DEL ZINCMETALURGIA Se define a la metalurgia como la ciencia que tiene por objetivo extraer los metales a partir de sus respectivos minerales. Los minerales valiosos que se utilizan para extraccin de uno o ms metales se denominan menas. Los minerales menos valiosos se denominan gangas. Por regla general, la ganga est constituida por agregados minerales como; talco, yeso, caliza, cuarzo (minerales no metlicos) etc.

LOS MINERALES METALICOS SE CLASIFICANMetales nativos: Au, Ag, Cu, Pt.

xidos y carbonatos: Al, Fe, Sn, Zn, etc.

Silicatos: Ni, Be, Mg, etc.

Sulfuros: Ag, Cu, Hg, Pb, Fe, Bi, Ni, etc. Debido a que las menas, en su estado natural, no se puede tratar econmicamente se somete a tratamientos previos a la extraccin de sus metales. Para fines didcticos las operaciones se agrupan en : Operaciones auxiliaresDisminucin de tamao:Trituracin Molienda Clasificacin: Mecnica Metalurgia ExtractivaConcentracin: GravimetraElectromagnticaFlotacin Operaciones trmicas :Secado CalcinacinTostacinReduccinCaptacin de polvos :MecnicaElectrostticaProcesos piro metalrgicosEste proceso se basa en separar los xidos de los metales y esto se realiza a altas temperaturas en hornos metalrgicos.Procesos Hidro metalrgicos Se basa en el empleo de soluciones acuosas para la extraccin del metal de la mena y la recuperacin de esta por electrolisis.

Proceso electrometalrgico Este proceso se basa en la electrolisis de la solucin acuosa.Proceso de produccin del ZincA partir de la Esfalerita (blenda) ZnS (2-6 %ZnS)

Primera Etapa (Concentracin)

25-30 cm2-3 cm molido2-3 cmTrituracinMoliendaConcentracin (30-35% ZnS)GangaAireFlotacin:Agua Aceites de flotacin.Agentes surfactante.EspumantesSEGUNDA ETAPA (Eliminacin del azufre)Tratamiento trmico: FundicinAireGases de tostacinProducto tostadoAlimentacinCiclonesEn este proceso se elimina el SZnS +O2 ZnO +SO2ZnS +O2 ZnSO4

Calcina mas impurezasTemperatura: 700 800CLixiviacin ZnSO4 + H2O AireAgua cidoCalcinaConsiste en convertir el oxido de zinc en sulfato de zinc Se aade cido sulfrico diluido

ZnO + H2SO4ZnSO4+H2OTercera etapa (fundicin)Purificacin Despus de la lixiviacin, algunos elementos externos estn todava presentes en la solucin. Su eliminacin se realizar con la ayuda de polvo de zinc. La cantidad necesaria de polvo de zinc depende del porcentaje de impurezas que contiene la solucin. Esta purificacin dura entre una y ocho horas. Al final del proceso, se recuperan las partculas de zinc por filtracin. ElectrolisisUna vez purificada la solucin, se vierte en depsitos de electrolisis (tanques de cemento revestidos de PVC), constituidos por nodos de plomo y de ctodos de aluminio. Esta operacin necesita entre 30 y 40C y va a permitir al zinc depositarse en el ctodoImpurezas andicasAnodo PoCtodo Al

Proceso de fusin y moldeoLa placa catdica procedente de electrolisis no es una forma comercial usual de venta de zinc, por ello es preciso fundirla para en una etapa posterior moldearla en lingotes de 25 Kg. de peso o en lingotones de 1000 2000 Kg.

Aplicaciones del ZincLa aplicacin del zinc, al igual que la mayora de los metales, est ntimamente ligada al aprovechamiento de sus propiedades. La produccin de zinc y sus aleaciones se pueden apreciar en el grfico: