3 Lista UFTM 2016 (1)

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO TRIÂNGULO MINEIRO 
ICTE/Departamento de Engenharia Química 
Disciplina: Operações Unitárias III – 2º Semestre/2016 
Profa. Kássia G. Santos 
3ª Lista de Exercícios - LIXIVIAÇÃO 
Nome:______________________________________________ nº:____________ 
 
EX 1 – Um solvente orgânico puro, previamente escolhido considerando dentre outras 
características a seletividade, é utilizado para dissolver ou extrair um soluto solúvel (A) presente 
num determinado sólido, também previamente preparado (moído). A separação sólido-líquido 
desenvolve-se numa bateria de extratores, do tipo mixer-settler (misturadores e decantadores) 
que opera com fluxos contracorrentes. Ensaios experimentais conduzidos em laboratório 
mostraram que a quantidade de solução retida no sólido (etapa sedimentação) é 
DEPENDENTE da concentração de soluto na solução (ver tabela abaixo). Deve-se projetar a 
bateria de extratores para recuperar 95% do soluto presente no sólido. Pode-se adotar, como 
base para os cálculos que a unidade de extração deve processar 100 lb de sólido inerte puro 
por unidade de tempo e pode-se assumir também que não ocorre o arraste de sólidos finos na 
solução overflow ou extrato. O sólido preparado para a extração contém 0,043 galões de A por 
lb de inerte esgotado. O extrato final deve conter 0,65 galões de A por galão de solução. 
Determinar o número IDEAL de estágios (N) necessários para a separação? 
 
 
EX 2 – Um determinado cereal contendo 25,7% (peso) de óleo será utilizado para produzir 
biodiesel. Os grãos desse cereal após as etapas de preparação alimentam continuamente uma 
bateria de extratores com fluxos contracorrente. O éter etílico puro é utilizado como solvente 
para extrair 95% do óleo. A unidade de extração deve ser projetada para processar 1 tonelada 
por hora de cereal. A fração mássica da solução rica em óleo à saída da bateria de extratores 
tem 70 % (peso) de óleo. Calcular, utilizando o procedimento apresentado no livro de 
Geankoplis, as composições das correntes de saída da bateria de extratores e número ideal de 
estágios necessários para a separação. A de solução retida no sólido puro (ou livre de óleo) é 
dependente da concentração de óleo (A) na solução retida, como mostra a tabela abaixo: 
 
 
EX 3 – Concurso Petrobras Engenheiro de Processamento Junior/2009 Petroquímica SUAPE 
O processo de extração sólido-líquido é empregado para a recuperação de um dado composto 
de interesse presente em uma matriz sólida (carga). A matriz sólida é constituída pelo soluto e 
pelo inerte (material que não é transferido para a solução). Ao final do processo, a fase líquida 
(soluto + solvente) é separada da matriz sólida gerando duas correntes de saída: Extrato 
(solução) e lama (inerte + solução). 
 
 
A figura acima ilustra o processo em um estágio em que, 
 a quantidade de solvente usada e o tempo de contato são suficientes para dissolver 
todo o soluto (A) presente na matriz sólida; 
 a concentração do soluto (XA) é expressa em uma base "isenta" de inerte, ou seja, 
 
No contexto do que foi exposto, analise as afirmativas a seguir. 
I – Na base isenta de inerte, a concentração de soluto no extrato é maior que a concentração 
de soluto na lama. 
II – Na base isenta de inerte, a concentração de soluto no extrato é igual à concentração de 
soluto na lama. 
III – A quantidade de soluto recuperado aumenta quando a razão solvente/carga aumenta. 
IV – A quantidade de soluto recuperado independe da razão solvente/carga. 
São corretas APENAS as afirmativas: 
 
(A) I e III. (B) I e IV. (C) II e III. (D) II e IV. (E) III e IV. 
 
EX 4 – Concurso Petrobras Químico de Petróleo Junior/2011 TRANSPETRO 
O gráfico abaixo as concentrações de níquel em equilíbrio com duas fases imiscíveis - um 
solvente orgânico e uma solução ácida aquosa. Qual o número mínimo de estágios em 
contracorrente, necessários para extrair 75% do níquel contido em 12 m3/h de uma corrente 
aquosa contendo 1,2 g/L de Ni, empregando-se para tal 4 m3/h de corrente orgânica contendo 
0,5 g/L de Ni? 
(A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4 (E) 5 
 
 
EX 5 – Concurso Petrobras Engenheiro (a) de Processamento Junior/2007 
O gráfico abaixo descreve as concentrações de cobre em equilíbrio com duas fases imiscíveis 
- um solvente orgânico constituído por uma próxima diluída em querosene e uma solução ácida 
aquosa de sulfato de cobre. A vazão mínima de solvente orgânico capaz de extrair 90% do 
cobre contido em 8,0 m3/h de uma corrente aquosa contendo 1,0 g/L, em m3/h, é: 
 (A) 0,6 (B) 1,4 (C) 1,6 (D) 8,0 (E) 44,0 
 
 
 
EX 6 – Numa unidade simples de extração 100 kg de flocos de soja com 22 %(peso) de óleo 
são lixiviados com 80 kg de hexano contendo 3% em massa de óleo. Para N constante, 
independente da concentração de óleo na solução, igual 1,5 kg de sólido/kg de solução localizar 
o ponto M no diagrama do tipo N vs. yA e xA. 
 
EX 7 – Extração de sal cobre de mineral. Uma bateria de extratores é utilizada para extrair 
CuSO
4 
de mineral devidamente preparado. A cada hora, uma mistura contendo 10 toneladas e 
ganga (inerte sólido); 1,2 toneladas de sulfato de cobre e 0,5 toneladas de água alimenta a 
bateria de extratores com fluxos contracorrentes. A solução overflow/concentrada/extrato 
produzida deve conter 90% (peso) de água e 10% (peso) de CuSO
4
. A recuperação de CuSO
4 
do mineral deve ser de 98%. A água pura é utilizada como solvente extrator. Dados 
experimentais realizados mostram que a retenção e água pura no sólido inerte (ganga) é 
constante e igual 1 tonelada de ganga pura/2 tonelada de água pura. Admitindo-se que o 
equilíbrio é alcançado em cada estágio, calcular o número IDEAL de estágios. (R: 10 estágios) 
 
EX 8 – Extração de óleo de fígado com éter. Uma bateria de extratores é utilizada para extrair 
óleo de fígado utilizando éter como solvente extrator. Experimentos mostram que massa de 
solução retida pelo material sólido inerte é função da concentração da solução, como reporta a 
tabela a seguir. A unidade de extração deve ser projetada para produzir 100 lbm de sólido 
esgotado puro e o sólido para a extração contém 0,043 galão de óleo/1,0 lbm de sólido seco 
esgotado. Deseja-se uma recuperação de 95% (peso) de óleo. A solução overflow ou extrato 
contém 0,65 galões de óleo/galão de extrato. O solvente extrator (éter) entra puro na bateria de 
extratores. Quantos galões de éter são necessários para a separação? Quantos estágios ideais 
de extração são necessários?