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LIBRO_REDUCCION_DIRECTA

Siderurgia para metalizar y obtener un acero de alto tenor

Se observa que la

Se observa que la constante de velocidad aumenta con el aumento de la temperatura, para conocer mejor su efecto se graficó el valor de la constante de velocidad (k obs) en función de la temperatura en grados centígrado. En la Figura No 28 se muestra el gráfico correspondiente: Fig. No 28 Gráfico kobs vs Temperatura Por regresión lineal se obtuvo la relación entre la constante de velocidad y la temperatura en grados centígrados, la relación fue la siguiente: K obs = 0,00013 x T - 0,078, con r 2 = 0,9754 Según esta relación, a temperaturas inferiores a 330 oC (603 K), la reacción es tan lenta que su velocidad puede considerarse cero. A pesar de que r 2 para la regresión lineal tiene un valor de 0,9754, se puede observar que los primeros tres puntos siguen una pendiente y los tres otra. Sin embargo el efecto de la temperatura sobre la constante de velocidad es evidente y siempre aumenta con la temperatura a pesar de que la reducción de la hematita es una mezcla de reacciones endotérmicas y exotérmicas. Cálculo del tiempo total de reacción. El “tiempo de vida media” (t1/2) es el tiempo requerido para que la concentración inicial del reactivo (o sustrato) se reduzca a la mitad y viene dado por la siguiente relación: t1/2 = Ln2 = 0,6931 k obs k obs Para las reacciones de primer-orden, con un tiempo de siete “vidas medias”, la reacción ha ocurrido en un 99,21 %, y se puede considerar como el tiempo total. En la Tabla II aparecen los tiempos totales para cada constante de velocidad, considerando que el tiempo total = 7 x t1/2 62

TABLA II Temp. (en oC) K obs (en min -1 ) t1/2(en min) Tiempo total (en min) 650 0,0070 99,01 693,07 700 0,0126 55,01 385,07 750 0,0176 39,38 275,66 800 0,0297 23,34 163,38 850 0,0327 21,20 148,40 900 0,0381 18,19 127,33 El tiempo total disminuye exponencialmente con el aumento de la temperatura, como puede observarse en la Figura No 29 : Fig No 29. Gráfico tiempo total vs Temperatura Cálculos de las constantes para la reducción en dos pasos (k1 y k2) Para el cálculo de las constantes que intervienen en el mecanismo cinético propuesto en dos pasos, se hace necesario disponer de los análisis químicos de las muestras reducidas. Estos análisis fueron realizados en el Laboratorio de Materias Primas de la Gerencia de Logística y aparecen reportados en la Tabla III. 63

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Orosco, P., D. Lavarra, E. Perino, M. del C. Ruiz y J. González. 2008.