UNIVERSIDAD TÉCNICA DE ORURO FACULTAD NACIONAL DE INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA QUÍMICA DIMENSIONAMIENTO DE UN SECADOR PARA LA FABRICACIÓN DEL CEMENTO DE COBRE EN LA EMPRESA TECNOQUÍMICA TELAMAYU POSTULANTE: ANATOLY COSSÍO ALANES FECHA DE DEFENSA DE TESIS: 5/12/07 Dimensionamiento, secado, cobre, humedad, calor ASESOR: ING. MARIA ELENA TOVAR MOYA Nº DE PAGINAS: 73 RESUMEN INTRODUCCIÓN La industria cuprífera en el mundo generalmente utiliza precipitación electrolítica, las soluciones cupríferas preñadas provenientes de la lixiviación contienen en mayor o en menor grado según la naturaleza de la MENA, iones cloro, iones férricos, etc.. Estos deben ser eliminados ya que afectan la calidad de cobre electro depositado. Por tal motivo se somete a un tratamiento previo con cemento de cobre para precipitar la mayor parte de cloro cuproso y reducir los iones férricos a ferrosos. JUSTIFICACIÓN El dimensionamiento del secador pretende mejorar el proceso productivo, dado que el proceso de secado natural es demasiado lento y para efectuar el mismo se precisa una gran superficie, además de requerir mano de obra para el manipuleo; otra posibilidad es la contaminación por la acción de los vientos y las imprevisiones debido a cambios climatológicos bruscos, ejemplo lluvias. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En la actualidad la Empresa Tecnoquímica produce cemento de Cobre en la Localidad de Telamayu, en las instalaciones de la Ex – Fundición de Bismuto, haciendo uso de las matas que dejo la misma como materia prima para la obtención del cemento de cobre. El cemento de cobre como producto final del proceso, no cuenta con una tecnología adecuada para realizar su secado, debiendo ser la misma en forma natural, bajo los rayos solares y dificultándose más la misma en épocas de otoño e invierno debido a las bajas temperaturas, causando demoras y paradas en la producción y entrega del producto. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL El presente trabajo pretende: Realizar un dimensionamiento de un secador para mejorar el proceso de fabricación del cemento de cobre OBJETIVO ESPECÍFICO o Realizar experimentalmente pruebas de secado o Determinar la cinética de secado o Seleccionar y especificar el tipo de secador a dimensionar o Efectuar el dimensionamiento y cálculo del secador seleccionado En principio se obtendrán datos de laboratorio para determinar la cinética del cemento de cobre, luego se selecciona el secador a dimensionar; con esta base se emplea la metodología de transferencia de calor para determinar las dimensiones del mismo. RESULTADOS En el capítulo I se describe la Localidad de Telamayu, lugar donde se pretende instalar el secador dimensionado y se describe la parte teórica del tema central del proyecto: el secado del cemento de cobre. En el capítulo II se efectuaron pruebas de laboratorio para determinar la cinética del secado obteniéndose los siguientes resultados: Xc = 0.18 kg de agua / kg sol. seco X* = 0.008 kg de agua / kg sol seco Se calculó el tiempo de secado en base a las gráficas obtenidas resultando que: Periodo antecrítico = 3 min. Periodo poscrítico = 15.7 min. Tiempo de secado = 18.7 min. En el capítulo III se desarrollo la ingeniería del proyecto, comenzando por determinar la carga a tratar para el secador, cuyo dato de producción es de: 20 ton / día. Se efectuaron balances de materia y energía a partir de los cuales se determinó la longitud (se aplicó el método basado en la transferencia de calor), el número de revoluciones, el diámetro y la pendiente del secador, además se evaluó el tiempo de residencia de la materia prima en el secador; los valores obtenidos son: Z = 10 m n = 10 rpm. s = 0.01 m/m Ǿ = 1.2 m. TRESIDENCIA = 16 min. CONCLUSIONES Se efectuaron pruebas de laboratorio para el secado del cemento de cobre, se obtuvieron gráficos de la cinética de secado a partir de los mismos, se determinó la humedad crítica, la humedad de equilibrio, el tiempo de secado considerando el tiempo crítico y poscrítica. El tiempo de secado del cemento de cobre a escala laboratorio es aproximadamente de 20 minutos. La selección del tipo del secador a dimensionar se efectuó en base a las características del material y la calidad del producto a obtener, combinado con la solicitud de la empresa, en ambos casos se optó por el secador rotatorio directo. Aplicando el método basado en la transmisión de calor y efectuando los balances de materia y energía se dimensionó la longitud, el diámetro, la pendiente, el número de revoluciones por minuto del secador, complementándose con el cálculo del empolvamiento y el tiempo de residencia de la materia prima en el secador. RECOMENDACIONES A partir del dimensionamiento se sugiere completar el diseño a detalle del secador, para posteriormente calcular el costo efectivo del mismo, y obtener una evaluación completa para adquirir o construir el secador seleccionado. Se puede aplicar el método basado en la transferencia de materia para verificar el dimensionamiento de la longitud del secador. También se podría incluir un plan de mantenimiento del secador que se adecue al funcionamiento del mismo.