Aluminotermia

Universidad Nacional Autónoma de México

Facultad de Química

Departamento de Ingeniería Metalúrgica

Pirometalurgia

Enseñanza experimental

Informe de

Aluminotermia

Nombre de los Integrantes:

• Adame Garduño Erandi Yasmín

• Aguilar Chávez Erika Elvia

• Gómez Reguera Javier Augusto

• Sánchez Antonio Ergir

• Villicaña Palafox Marilyn Annelle

Nombre del Profesor: Leopoldo Rodríguez Reyes

Grupo: 2

Semestre lectivo: 2013-1

Fecha de Entrega: 23 de noviembre del 2012.

Calificación:

Objetivos

 Obtener hierro metálico a partir de uno se sus óxidos con ayuda de aluminio en

polvo (catalizador) mediante un calentamiento adiabático de flama.

Introducción

La aluminotermia es una técnica para obtener un metal con elevada pureza mediante reducción de un compuesto, generalmente un óxido, con empleo de aluminio finamente molido y suministrando energía.

La acción reductora del Aluminio sobre los óxidos de otros metales se debe a que el calor

de formación del Óxido de Aluminio es mucho mayor que el de la mayoría de los demás

óxidos metálicos; y basta con vencer la barrera energética de la energía de activación para que se desarrolle la reacción por sí sola; además, es aplicable para la obtención de

numerosos metales a partir de sus óxidos.

El agente reductor (Aluminio), al formar su óxido debe tener una energía de formación

mas baja que la de los óxidos a reducir.

Las reacciones Típicas son:

También pueden utilizarse las siguientes reacciones:

Pero se han encontrado limitaciones en cuanto al Magnesio y el Calcio en la práctica.

La temperatura teórica de esta reacción es de 3100 °C. La adición de constituyentes No

Reactivos, así como la pérdida de calor por conducción y radiación, reduciendo así la

temperatura a unos 2480 °C. Esta temperatura es cercana a la máxima tolerable, ya que el aluminio se vaporiza a los 2500 °C. Por otro lado, la temperatura máxima no debe ser mucho más baja, ya que la escoria de Aluminio (A1203) solidifica a los 2040°C.

La reacción funciona mucho más eficazmente cuanto mayor es el volumen de mezcla.

Se desprenden 393.6 kilocalorías. Esta gran cantidad de calor desprendida produce una

elevación de la temperatura a cerca de 3000° C, ya que ninguno de los productos de la

reacción es gaseoso. A temperatura tan elevada no solo se funde el metal que se forma y que por su mayor densidad se reúne en el fondo, sino que también es capaz de fundir el óxido de aluminio formado y que se reúne en la superficie del metal, por su menor densidad, constituyendo una capa protectora.

A la mezcla del óxido metálico con el aluminio se le da el nombre de termita. Estas termitas solo reaccionan cuando un punto de la mezcla se calienta a una temperatura elevada mediante un cebo o fulminante. Una vez iniciada la reacción en un punto, el calor desprendido es suficiente para propagar la reacción a toda la masa de la termita. La propagación tiene lugar con una velocidad intermedia entre las reacciones explosivas y las reacciones ordinarias.

Como cebo ser puede utilizar la llama de la cinta de magnesio, que reacciona vivamente

con el peróxido de bario. La ventaja de este procedimiento, a pesar de ser caro por el empleo del Aluminio, estriba en que los metales resultantes quedan totalmente exentos de carbón, y es sabido que pequeñas cantidades de carbón en los metales o sus aleaciones les hacen perder sus mejores cualidades.

Material

 Equipo de seguridad (careta, guantes y pinzas)

 Una placa de acero

 Una carga para soldadura

 Óxido de Hierro(Magnetita)

 Aluminio en polvo

 Crisol de carbón

Cinta de magnesio

 Un tanque de propileno

 Encendedor

Procedimiento

1. El crisol fue precalentado con la flama del tanque de propileno.

2. Colocamos dentro del crisol de carbón la carga, tomando en cuenta que antes había

que colocar una pequeña placa de papel aluminio, que provocó que el material fundido fluyera hacia abajo sin que el crisol se desgastara.

3. Apuntamos la flama del tanque hacia dentro del crisol; el cual previamente

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