Balance de materia

[pic 1]Facultad de ciencias químicas y petroleras[pic 2]

P.E: Ingeniería Química

Semestre: 4°

Horario: Lunes–miércoles 13:00-15:00 hrs.

               Viernes 13:00-14:00 hrs.

Alumno: Juan Vicente Morales Carrillo.

Docente: Dr. Alejandro Ruiz Marín.

Cd del Carmen, Campeche, México.

Ejercicio asignado

En la producción de aluminio a partir de mineral de bauxita, un paso crucial es la separación de la alúmina de las impurezas minerales. En el proceso Bayer, esto se logra mediante el tratamiento de bauxita con NaOH en solución, para producir NaAlO2. debido a que el NaAlO2 es soluble en agua, pero no los componentes residuales del mineral de bauxita, puede obtenerse una separación dejando asentar dichos minerales y decantando la solución acuosa de NaAlO2 y NaOH que no reaccionó. Para recuperar algo más del NaAlO2 que quedo en la solución atrapada entre los sólidos asentados, se lava este lodo repetidas veces con agua, se deja asentar y se decanta el agua de lavado. La figura muestra una etapa de este proceso de lavado y asentamiento.

[pic 3][pic 4]En esta etapa, se lava una lechada de alimentación que contiene 10% de sólidos, 11% de NaOH, 16% de NaAlO2 y el resto es agua, con una corriente de agua de lavado que contiene 2% de NaOH, para producir una solución decantada libre de sólidos, formada por 95% de agua y un lodo asentado con 20% de sólidos. Calcule la cantidad de NaAlO2 que se recupera en la solución decantada, si se alimenta lechada a razón de 1000 lb/h.

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Balance de masa total

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Balance de masa por componente

Solidos [pic 10]

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NaOH [pic 13]

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Suponiendo que ambas especies no tienen tendencia a absorberse en los sólidos.

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Sustituyendo las relaciones

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Entonces

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Balance de materia parcial del agua

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Sustituyendo se obtiene

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Comprobando

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Balance de NaOH

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