UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO

Transcripción

1 UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE ESTUDIO PIROMETALURGIA º 09 Asignatura Clave Semestre Créditos Ingeniería en Ciencias de la Tierra Explotación de Minas y Metalurgia Ingeniería de Minas y Metalurgia División Departamento Carrera(s) en que se imparte Modalidad: Curso Asignatura: Horas: Total (horas): Obligatoria X Teóricas 4.5 Semana 4.5 Optativa Prácticas Semanas 72.0 Seriación obligatoria antecedente: Ninguna Aprobado: Fecha: Consejo Técnico de la Facultad 25 de febrero, 17 de marzo y 16 de junio de 2005 Consejo Académico del Área de las Ciencias 12 de agosto de 2005 Físico Matemáticas y de las Ingenierías Seriación obligatoria consecuente: Ninguna Objetivo(s) del curso: Que el alumno comprenda con base en la fisicoquímica, los principales procesos pirometalúrgicos y sus aplicaciones en el tratamiento de concentrados minerales. Temario NÚM. NOMBRE HORAS 1. Introducción Combustibles y Combustión Pirometría Materiales refractarios Reactores Procesos pirometalúrgicos Metalurgia del plomo Metalurgia del silicio Metalurgia del cobre Siderurgia 8.0 Total 72.0

2 PIROMETALURGIA (2 / 6) 1 Introducción Objetivo: Que el alumno reconozca los tratamientos térmicos por los cuales pasan los concentrados a fin de obtener un metal con un grado de pureza que permita su utilización industrial. 1.1 Descripción general del curso. 1.2 Panorama de los procesos pirometalúrgicos. 2 Combustibles y combustión Objetivo: Que el alumno comprenda las características, propiedades y aplicación de los diferentes tipos de combustibles utilizados en los procesos pirometalúrgicos y la influencia del calentamiento en las transformaciones químicas, en la conducción y en la velocidad de las reacciones metalúrgicas. 2.1 Principios fisicoquímicos de la combustión. 2.2 Fuentes de energía. 2.3 Transferencia de calor, tipos de transferencia y sus ecuaciones. 2.4 Proceso de coquización, productos y subproductos. 2.5 Quemadores para diferentes tipos de combustibles. 2.6 Transferencia de calor. 3 Pirometría Objetivo: Que el alumno comprenda el fundamento y las aplicaciones de los diferentes instrumentos y dispositivos para la medición de temperaturas en los procesos pirometalúrgicos. 3.1 Termómetros. Principios físicos utilizados en la medición de temperaturas. 3.2 Termopares. Principios que explican su funcionamiento. Intervalos de temperaturas en que se utilizan. 3.3 Pirómetros. Principios básicos. Precisión e intervalos de temperaturas. 3.4 Conos pirométricos. Forma, clasificación y usos. 4 Materiales refractarios Objetivo: Que el alumno seleccione los diferentes tipos de materiales refractarios, para su aplicación en función de las condiciones de trabajo de los procesos pirometalúrgicos. 4.1 Fabricación de los materiales refractarios. Materiales primas utilizadas. Control de calidad. 4.2 Clasificación de los refractarios. Propiedades. Pruebas de resistencia. 4.3 Conductividad térmica. Cálculo de la pérdida de calor.

3 PIROMETALURGIA (3 / 6) 5 Reactores Objetivo: Que el alumno comprenda el uso, funcionamiento y aplicaciones de los diferentes tipos de reactores en los procesos pirometalúrgicos de tostación, fusión, reducción y refinación. 5.1 Hornos. Clasificación y descripción. 5.2 Características de los hornos más comunes. 5.3 Cálculo de hornos. 5.4 Convertidores. Clasificación y descripción. 5.5 Equipos de control e impacto ambiental. 5.6 Ejemplos de aplicación. 6 Procesos pirometalúrgicos Objetivo: Que el alumno comprenda los procesos pirometalúrgicos de preparación de minerales, para su posterior tratamiento en fundición. 6.1 Tostación. Fisicoquímica de la tostación. 6.2 Equipo para tostación. 6.3 Fundentes y escorias. 6.4 Preparación de fundentes. Características y aplicaciones. 6.5 Química de escorias. Equilibrio de reparto. 6.6 Propiedades reológicas de las escorias. Propiedades fisicoquímicas. 6.7 Recolección de polvos y humos. Concentraciones máximas permisibles. 6.8 Principios físicos de la separación de polvos. Equipos de separación. 6.9 Tratamiento de humos Impacto ambiental y su tratamiento. 7 Metalurgia del plomo Objetivo: Que el alumno distinga los diversos métodos de extracción del plomo, así como el tratamiento de sus subproductos. 7.1 Minerales más importantes en los concentrados de Pb. 7.2 Grados de pureza del Pb. Aplicaciones del Pb y sus aleaciones. Compuestos del Pb. 7.3 Fórmula general para la compra de concentrados. 7.4 Tostación. Tipos de tostación. Equipo. 7.5 Reducción. Productos de la reducción. 7.6 Procesos continuos: QSL, KIVCET, TBRC, etc. 7.7 Piro-refinación. 7.8 Refinación electrolítica. 7.9 Hidrometalurgia Impacto ambiental generado y su control.

4 PIROMETALURGIA (4 / 6) 8 Metalurgia del silicio Objetivo: Que el alumno comprenda los procesos de extracción del silicio, basado en la fisicoquímica de la sílice, a partir de sus materias primas. 8.1 Materias primas. Usos y aplicaciones del Silicio y del SIO Reducción. 8.3 Refinación. 8.4 Aleaciones del silicio. 9 Metalurgia del cobre Objetivo: Que el alumno distinga los diversos métodos de extracción del cobre, considerando la fisicoquímica de la oxidación del fierro y del azufre. 9.1 Minerales más importantes en los concentrados de Cu. 9.2 Aplicaciones y usos. Compuestos, formas comerciales y aleaciones. 9.3 Fórmula general para la compra de concentrados. 9.4 Tostación parcial oxidante; fusión y conversión de la mata. 9.5 Método continuo para tostación oxidante parcial; fusión y conversión de mata 9.6 Piro-refinación. 9.7 Refinación electrolítica. 9.8 Impacto ambiental y su tratamiento. 10 Siderurgia Objetivo: Que el alumno comprenda los procesos de aglomeración, reducción y refinación de los concentrados de fierro Minerales más importantes en los concentrados de Fe Reducción carbotérmica Reducción directa Piro-refinación Impacto ambiental y su control.

5 PIROMETALURGIA (5 / 6) Bibliografía básica: BISWAS, A.K., DAVENPORT W.G. Extractive Metallurgy of Copper Gran Bretaña Ed. Pergamon Press GASKELL, D.R. Introduction to Metallurgical Thermodynamics Hemisphere Pub. Co. McGraw Hill GILL,C.B Non Ferrous Extractive Metallurgy John Wiley & Sons Bibliografía complementaria: FONSECA V.J. et al. Aspectos Importantes de la Metalurgia No Ferrosa México Unidad de Metalurgia no Ferrosa del INVESTAV IPN BOGDANDY,L.V., ENGELL J. The Reduction of Iron ores Alemania Springer Verlag HABASHI, F. Extractive Metallurgy Gordon and Breach Science Vol. 1 Pyrometallurgy RICHARSON, F.D. Physical Chemistry of Melts in Metallurgy Inglaterra Academic Press Vol. 1 y 2 RUDDLE, R.W. The Physical Chemistry of Copper Smelting Inglaterra Institution of Mining and Metallurgy

6 PIROMETALURGIA (6 / 6) SHEWMON, P.G. Diffusion in Solids McGraw Hill BODSWORTH, C., APPLETON, A.S. Problems in Applied Thermodynamics Gran Bretaña Longmans Green and Co. Ltd. GASKELL, R.D. et al. Applications of Thermodynamics to Metallurgical Processes AIME HUNTER, J. R. Zeta Potential in Colloid Science Gran Bretaña Academic Press, 1981 KUBASCHEWSKY, O., ALCOCK, C.B. Metallurgical Thermochemistry 5a. edición República de Singapur Pergamon Press, 1989 Sugerencias didácticas: Exposición oral X Lecturas obligatorias X Exposición audiovisual X Trabajos de investigación X Ejercicios dentro de clase X Prácticas de taller o laboratorio X Ejercicios fuera del aula X Prácticas de campo X Seminarios X Otras: Uso de paquetes de cómputo X Forma de evaluar: Exámenes parciales X Participación en clase X Exámenes finales X Asistencias a prácticas X Trabajos y tareas fuera del aula X Otras: Ejercicios y prácticas en clase X Perfil profesiográfico de quienes pueden impartir la asignatura Ing. de Minas y Metalurgista o carrera afín. Deseable haber realizado estudios de posgrado o el equivalente de experiencia profesional en el área de su especialidad, contar con experiencia docente o haber participado en los programas de formación docente de la Facultad en la disciplina y en didáctica.