PROBLEMAS EN LA PLANTA DE REFINACION DEL COBRE

1. Una refinera electroltica de cobre usa una densidad de corriente de 172.24 A/m2. Cada tanque contiene 30 nodos y 31 ctodos. El rea inmersa de cada ctodo (un lado es de 0.9398 por 0.9652 metros. El voltaje por tanque es de 0.25 voltios (sistema mltiple). El espesor de los nodos iniciales es de 3.3cm, la eficiencia del amperaje de deposicin es del 95%. La planta entera contiene 1600 tanques en operacin. La resistividad del electrolito a la temperatura usada es de 1.65ohms/cm3. Los nodos son retirados para fundirse con un espesor de 0.254cm. La distancia entre nodo y ctodo es de 5.08cm.

Se Pide:1. Los amperios por tanque y la potencia en Kw requerida para operar los tanques.2. La proporcin de esta potencia convertida en calor en el electrolito.3. La produccin total de la planta, por da, en kilogramos.4. El aumento en el espesor del ctodo por da.

SOLUCION1.1 Clculo de la intensidad

1.2 Clculo de la potencia:

E= 0.25 Voltios/tanqueW=0.25voltios/tanquex9374.3aamperios/tanqueW=2343.5watts= 2.34 Kw/tanqueW=2.34 Kw/tanquex1600tanquesPotencia= 3744 Kw/planta

2.1 clculo de la ResistenciaTenemos que: r= 1.65ohms/cm3. Y L =5.08cmLuego

2.2 Clculo del voltaje hmico:E=IxR

2.3 Clculo de la potencia convertida en calor a partir del voltaje hmico:W=IxEW=9374.3 amp/tanquex0.144 voltios/tanqueW=1350wattsW=1.35Kw/tanqueW=1.35Kw/tanquex1600tanques/plantaW= 2160Kw/planta.

2.4 clculo de la proporcinSi:3744Kw ---------------- 100%2160Kw------------------ XX = Porcentaje convertido en calor = 57.7%3 Clculo de la Produccin:

4 Clculo del aumento de espesor

Aumento de espesor por da = 0.10415 cm

2. Se quiere disear una planta de refinacin electroltica de cobre, teniendo como base variables determinadas como pruebas de laboratorio. Se dispone de tanques que miden 480cms de largo, por 120cms de ancho y 127cms de profundidad. Los tanques deben ser distribuidos en tres bloques, cada uno del cual est conectado a una moto generadora que proporciona 17200 amperios por circuito. La densidad de corriente reportada es de 200amp/m2. El voltaje por tanque es de 0.296 voltios, del cual el 80% es usado para vencer la resistencia del electrolito. Se usa el sistema mltiple. La chatarra de nodos es de 15%. Los que el peso de la placa inicial es de 6Kg. Los nodos miden 98cm por 96cm y con un espesor de 4.3cm.Considere una capacidad de planta de 12500 TM por mes, la eficiencia de la corriente es del 90%

Se pide lo Siguiente:1. El nmero de placas por tanque y el nmero de tanques necesarios para mantener la produccin.2. La intensidad y potencia elctrica netas requeridas, en la primera por celda y en el segundo caso por planta.3. El aumento de espesor de cobre por ctodo en 24hrs en pulgadas.SOLUCION

1.1 Clculo del nmero de placas por tanque3.281pies = 1 metroA=1mx1m = 1m2#ctodos =

Entonces #nodos = 42 por tanque1.2 clculo del nmero de tanques:Calculo de la produccin por tanque

Calculo del nmero de tanques:

= 416667Kg/da

Para el diseo se toman 2 tanques ms o sea 948 tanques.

2.1 Clculo de la intensidad neta por tanque.I = (43-1) x2x200amp.m2x1m2I = 16800 amperios/celdaEsta es la verdadera intensidad por celda ya que los dos ctodos de los extremos del tanque reciben depsito sobre un solo lado.2.2 Clculo de la potencia elctrica neta requerida para la planta:

3. Clculo del aumento de espesor de cobre por da:

Incremento de espesor:

3. En la planta de electrodeposicin de New Cornelia Cooper Company, Ajo, Ariz, se tiene 152 tanques, con 77 ctodos cada uno. Los ctodos miden 42 por 42 pulgadas. La distancia entre la superficie de los nodos a los ctodos es de 2 pulgadas. En Marzo de 1918, la planta produjo 3152800 libras de cobre, la corriente deposita 0.92libras/Kw-Hr. La resistividad promedio del electrolito es de 5ohm/cm3. El voltaje por tanque es de 2.08voltios. Asumir que 0.1 voltios son absorbidos por los contactos. La casa de tanques estaba dividida elctricamente en dos circuitos, cada uno con un generador.Se pide lo siguiente:1. La densidad de la corriente en amperios/pie22. La eficiencia de la corriente.3. Los amperios y voltaje requerido de cada generador.SOLUCION1.1 Calculo de la produccin por tanque:

1.2 Clculo de los Kilovatios por tanque:

Potencia por tanque

Kw/tanque=30.3044Kw/tanqueWatts/tanque= 30303.44 watt/tanque

1.3 Clculo de los amperios por tanque:

W=ExI I= ,

1.4 Clculo de la densidad de corriente:

Area=1764 pulg2 = 12.25 pie2/ctodoI= (n) 2xAxDC

2.1. Clculo del Gasto Prctico (Kw-hr/Kg)Como 0.92 lbs.1Kw-Hr 1 lbs. XX=1.0869 Kw-Hr/libra

2.2 Clculo de la eficiencia de la corriente:

3. Los amperios son 14570 amp/generadorCalculo del voltaje por generador#tanques 152circuitos= 2

4. La refinera de cobre da la Great Falls, Mont, tiene 1440 tanques, cada tanque contiene 25 nodos y 26 ctodos. Los ctodos miden 38x29 pulgadas. La densidad de la corriente es de 27.8amp/pie2 y la eficiencia de la corriente es de 90%. Los tanques estn arreglados en 6 circuitos separados, cada uno con un generador que da 1130Kw. Se usa el sistema mltiple. Del voltaje absorbido asumir que el 65% es usado para vencer la resistencia del electrolito y el 35% es perdido por contactos y otras causas. La distancia entre nodo y ctodo es de 5cm.Se pide trabajar en unidades del sistema internacional: a) La capacidad de la planta en kilogramos por da y toneladas por ao.b) El incremento de espesor por ctodo por da.

1) Clculo de la intensidad

* Clculo de la produccin

2) Clculo del incremento del espesor

5. La refinera de cobre da la Canadian Cooper RefinersLtda en Montreal East, est diseada para operar con una densidad de corriente de 17 amp/pie2. Las laminas de arranque son cuadradas, teniendo de lado 37.5 pulg y pesan 11 lbs. Hay 432 tanques usados para la fabricacin de ctodos, cada tanque contiene 42 nodos, separados a 4.5 pulg de centro a centro y 43 ctodos. Asumir que la eficiencia de la corriente es de 94%.Cada nodo es usado 33 das y dos ctodos son fabricados por cada nodo. Asumir que cada nodo se corroe en una razn equivalente al 100% de eficiencia de corriente y que los 9/10 de espesor es disuelto antes del cambio del tanque. El voltaje por tanque es de 212 mv del cual el 65% es requerido para vencer la resistencia del electrolito.Se pide: a) La capacidad anual de la planta (en libras) incluyendo las lminas de arranque, operando 360 das.b) El nmero de horas requeridas para fabricar una lmina de arranque en la misma densidad y eficiencia de corriente y su espesor en pulgadas.

1) Clculo de la intensidad

* Clculo de la produccin

* Clculo del peso de las lminas de arranque

* Clculo de la produccin total

2) Clculo del nmero de horas requeridas para fabricar una lmina de arranque* Clculo de la intensidad para una lmina

* Clculo de la produccin

* Clculo del espesor de la lmina de arranque

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