FACULTAD DE INGENIERÍA
DIVISIÓN DE INGENIERÍA DE CIENCIAS DE LA TIERRA
DEPARTAMENTO DE EXPLOTACIÓN DE MINAS Y METALURGÍA
Programa de la Asignatura: PIROMETALURGIA
Clave: 1813 Núm. de créditos: 09
Carrera: ING. DE MINAS Y METALURGISTA
Duración del curso:
Semanas: 16
Horas: 72
Semestre: 8º
Horas a la semana:
Teoría: 4.5 Obligatoria: SI
Prácticas: Optativa:
OBJETIVO DEL CURSO
El alumno comprenderá con base en la fisicoquímica, los principales
procesos pirometalúrgicos y sus aplicaciones en el tratamiento de concentrados
minerales.
TEMAS
Núm: Nombre: Horas
I. INTRODUCCION 1.0
II. COMBUSTIBLES Y COMBUSTION 6.0
III. PIROMETRIA 6.0
IV. MATERIALES REFRACTARIOS 8.0
V. REACTORES 6.0
VI. PROCESOS PIROMETALURGICOS 12.0
VII. METALURGIA DEL PLOMO 9.0
VIII. METALURGIA DEL SILICIO 8.0
IX. METALURGIA DEL COBRE 8.0
X. SIDERURGIA 8.0
72.0
ASIGNATURA ANTECEDENTE OBLIGATORIA :
CONCENTRACIÓN DE MINERALES
ASIGNATURAS ANTECEDENTES :
FISICOQUÍMICA
ANÁLISIS QUÍMICO
ASIGNATURA CONSECUENTE :
HIDROELECTROMETALURGIA
ANTECEDENTES, OBJETIVOS Y CONTENIDOS DE LOS TEMAS
I. INTRODUCCION.
ANTECEDENTES:
Ninguno.
OBJETIVO:
El alumno reconocerá 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.
CONTENIDO:
I.1 Descripción general del curso
I.2 Panorama de los procesos pirometalúrgicos
II. COMBUSTIBLES Y COMBUSTION.
ANTECEDENTES:
Fisicoquímica.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá las características, propiedades y
aplicación de los diferentes tipos de combustibles utili-
zados en los procesos pirometalúrgicos y la influencia
del calentamiento en las transformaciones químicas, en la
conducción y en la velocidad de las reacciones metalúrgicas.
CONTENIDO:
II.1 Principios fisicoquímicos de la combustión
II.2 Fuentes de energía
II.3 Transferencia de calor, tipos de transferencia y
sus ecuaciones
II.4 Proceso de coquización, productos y subproductos
II.5 Quemadores para diferentes tipos de combustibles
II.6 Transferencia de calor
III. PIROMETRIA.
ANTECEDENTES:
Fisicoquímica.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá el fundamento y las aplicaciones de
los diferentes instrumentos y dispositivos para la medición
de temperaturas en los procesos pirometalúrgicos.
CONTENIDO:
III.1 Termómetros. Principios físicos utilizados en la
medición de temperaturas
III.2 Termopares. Principios que explican su funcionamiento.
Intervalos de temperaturas en que se utilizan.
III.3 Pirómetros. Principios básicos. Precisión e
intervalos de temperaturas
III.4 Conos pirométricos. Forma, clasificación y usos
IV. MATERIALES REFRACTARIOS.
ANTECEDENTES:
Fisicoquímica.
OBJETIVO:
El alumno seleccionará los diferentes tipos de materiales
refractarios, para su aplicación en función de las condi-
ciones de trabajo de los procesos pirometalúrgicos.
CONTENIDO:
IV.1 Fabricación de los materiales refractarios.
Materiales primas utilizadas. Control de calidad
IV.2 Clasificación de los refractarios. Propiedades.
Pruebas de resistencia
IV.3 Conductividad térmica. Cálculo de la pérdida de calor
V. REACTORES.
ANTECEDENTES:
Fisicoquímica.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá el uso, funcionamiento y aplicaciones
de los diferentes tipos de reactores en los procesos pirome-
talúrgicos de tostación, fusión, reducción y refinación.
CONTENIDO:
V.1 Hornos. Clasificación y descripción
V.2 Características de los hornos más comunes
V.3 Cálculo de hornos
V.4 Convertidores. Clasificación y descripción
V.5 Equipos de control e impacto ambiental
V.6 Ejemplos de aplicación
VI. PROCESOS PIROMETALURGICOS.
ANTECEDENTES:
Fisicoquímica.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá los procesos pirometalúrgicos de
preparación de minerales, para su posterior tratamiento
en fundición.
CONTENIDO:
VI.1 Tostación. Fisicoquímica de la tostación
VI.2 Equipo para tostación
VI.3 Fundentes y escorias
VI.4 Preparación de fundentes. Características y
aplicaciones
VI.5 Química de escorias. Equilibrio de reparto
VI.6 Propiedades reológicas de las escorias. Propiedades
fisicoquímicas
VI.7 Recolección de polvos y humos. Concentraciones
máximas permisibles
VI.8 Principios físicos de la separación de polvos.
Equipos de separación
VI.9 Tratamiento de humos
VI.10 Impacto ambiental y su tratamiento
VII. METALURGIA DEL PLOMO.
ANTECEDENTES:
Fisicoquímica.
Concentración de Minerales.
OBJETIVO:
El alumno distinguirá los diversos métodos de extracción
del plomo, así como el tratamiento de sus subproductos.
CONTENIDO:
VII.1 Minerales más importantes en los concentrados de Pb
VII.2 Grados de pureza del Pb. Aplicaciones del Pb y sus
aleaciones.
Compuestos del Pb
VII.3 Fórmula general para la compra de concentrados
VII.4 Tostación. Tipos de tostación. Equipo
VII.5 Reducción. Productos de la reducción
VII.6 Procesos continuos: QSL, KIVCET, TBRC, etc.
VII.7 Piro-refinación
VII.8 Refinación electrolítica
VII.9 Hidrometalurgia
VII.10 Impacto ambiental generado y su control
VIII. METALURGIA DEL SILICIO.
ANTECEDENTES:
Concentración de Minerales.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá los procesos de extracción del silicio,
basado en la fisicoquímica de la sílice, a partir de sus
materias primas.
CONTENIDO:
VIII.1 Materias primas. Usos y aplicaciones del
Silicio y del SiO2
VIII.2 Reducción
VIII.3 Refinación
VIII.4 Aleaciones del silicio
IX. METALURGIA DEL COBRE.
ANTECEDENTES:
Concentración de Minerales.
OBJETIVO:
El alumno distinguirá los diversos métodos de extracción
del cobre, considerando la fisicoquímica de la oxidación
del fierro y del azufre.
CONTENIDO:
IX.1 Minerales más importantes en los concentrados de Cu
IX.2 Aplicaciones y usos. Compuestos, formas comerciales
y aleaciones
IX.3 Fórmula general para la compra de concentrados
IX.4 Tostación parcial oxidante; fusión y conversión
de la mata
IX.5 Método continuo para tostación oxidante parcial;
fusión y conversión de mata
IX.6 Piro-refinación
IX.7 Refinación electrolítica
IX.8 Impacto ambiental y su tratamiento
X. SIDERURGIA.
ANTECEDENTES:
Concentración de Minerales.
OBJETIVO:
El alumno comprenderá los procesos de aglomeración,
reducción y refinación de los concentrados de fierro.
CONTENIDO:
X.1 Minerales más importantes en los concentrados de Fe
X.2 Reducción carbotérmica
X.3 Reducción directa
X.4 Piro-refinación
X.5 Impacto ambiental y su control.
TECNICAS DE ENSEÑANZA: ELEMENTOS DE EVALUACION:
Exposición oral (X) Exámenes parciales (X)
Exposición audiovisual (X) Exámenes finales (X)
Ejercicios dentro de clase (X) Trabajos y tareas fuera del aula ( )
Ejercicios fuera del aula (X) Participación en clase ( )
Seminarios ( ) Asistencia a prácticas (X)
Lecturas obligatorias (X) Otros:
Trabajo de investigación (X)
Prácticas de taller o laboratorio ( )
Prácticas de campo (X)
Otras:
BIBLIOGRAFIA
TEXTO: Temas de la materia para los que se recomienda:
BISWAS, A.K. y DAVENPORT W.G. IX
"Extractive Metallurgy of Copper"
Ed. Pergamon Press 2a.ed.
Gran Bretaña (última edición)
GASKELL, D.R. Todos
"Introduction to Metallurgical Thermodynamics"
Ed. Hemisphere Pub. Co. McGraw©Hill 2a.ed.
E.E. U.U. (última edición)
GILL,C.B Todos
"Non Ferrous Extractive Metallurgy"
Ed. John Wiley & Sons. EE.U.U. (última edición)
CONSULTA:
AUTORES VARIOS VII,IX
"Aspectos Importantes de la Metalurgia No Ferrosa"
Ed.Unidad de Metalurgia no Ferrosa del CINVESTAV,IPN.
editores: FONSECA V.J. et al.
México (última edición)
BOGDANDY,L.V. y ENGELL J. X
"The Reduction of Iron ores"
Ed. Springer Verlag
Alemania, (última edición)
HABASHI,F. Todos
"Extractive Metallurgy"
Vol. 1 Pyrometallurgy
Ed. Gordon and Breach Science
E.E. U.U. (última edición)
RICHARSON, F.D. Todos
"Physical Chemistry of Melts in Metallurgy"
Vol. 1 y 2
Ed. Academic Press
Inglaterra, (última edición)
RUDDLE, R.W.
"The Physical Chemistry of Copper Smelting" IX
Ed. Institution of Mining and Metallurgy
Inglaterra,
(última edición)
SHEWMON, P.G. Todos
"Diffusion in Solids"
Ed. McGraw©Hill Co.
E.E. U.U.
(última edición)