MINERALES INDUSTRIALES CAPITULO 6 - Universidad Arturo Prat
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<strong>MINERALES</strong> <strong>INDUSTRIALES</strong><br />
PROFESOR: XIMENA VELOSO V.<br />
UNIVERSIDAD ARTURO PRAT<br />
IQUIQUE-CHILE<br />
<strong>CAPITULO</strong> 6<br />
NITRATOS<br />
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6.1 CARACTERISTICAS DEL SALITRE<br />
Salitre natural : Nitrato de sodio NaNO 3<br />
Nitrato de potasio KNO 3<br />
Salitre sintético: Urea (NH 2 ) 2CO CO<br />
Se obtiene por síntesis a partir<br />
del amoníaco<br />
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6.2 PROPIEDADES FISICAS DE LOS NITRATOS<br />
Nombre Nitrato de sodio Nitrato de potasio<br />
Fórmula NaNO 3<br />
KNO 3<br />
Punto fusión (°C ( °C) ) 308 334<br />
Pto ebullición (°C ( °C) ) 380 400<br />
Densidad (g/cc (g/ cc) ) 2,26 2,11<br />
Peso Molecular 85 101<br />
Solubilidad en agua (g/100 g H 2O) O)<br />
0 °C 73 13<br />
100 °C 180 246<br />
Elementos presentes (%)<br />
N 16,5 13,9<br />
O 56,5 47,5<br />
Na 27,0 -<br />
K - 38,6<br />
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6.3 RESERVAS DEL SALITRE<br />
De las reservas a nivel mundial no se tiene datos.<br />
Los yacimientos económicamente explotables sólo<br />
se conocen en Chile y están asociados a los<br />
yacimientos de caliche.<br />
En Chile los yacimientos se extienden desde<br />
el límite norte: Quebrada de Camarones hasta<br />
el límite sur: Taltal (Salar de Maricunga)<br />
Maricunga<br />
Extensión: 750 km de largo por 25 a 30<br />
km de ancho.<br />
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6.4 PRODUCTOS DEL SALITRE<br />
El nitrato comercial se vende en dos formas:<br />
cristalizado y prilado. prilado<br />
Ambos productos poseen similares características<br />
químicas de pureza, su diferencia es solamente<br />
física. Ambos productos se comercializan a similar<br />
precio.<br />
Nitrato Nitrato de sodio NaNO 3 cristalizado y prilado<br />
Nitrato Nitrato de potasio KNO 3 cristalizado y prilado<br />
Salitre Salitre potásico (Na ( Na – K) NO 3 prilado<br />
este último es mezcla de nitrato de sodio<br />
y potasio<br />
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6.5 USOS DEL NITRATO<br />
Explosivos<br />
Explosivos<br />
Vidrio Vidrio<br />
Metalurgia<br />
Metalurgia<br />
Tratamiento térmico de aleaciones de aluminio<br />
En el reciclaje de plomo se utiliza para remover<br />
impurezas<br />
Uso Uso agrícola<br />
Efecto rápido como fertilizante, tiene alta<br />
solubilidad, contiene micronutrientes (boro que es<br />
nutriente, magnesio que mejora rendimiento de las<br />
cosechas, yodo que aumenta la asimilación de<br />
nitrógeno y otros como S, Mo y Mn). Mn).<br />
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6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS<br />
Extracción del caliche<br />
Se realiza perforación y tronadura cuando corresponda. En forma<br />
previa se hace una remoción de material estéril.<br />
Mineral: caliche<br />
Ley de corte: 5 % NaNO 3<br />
Ley media: 7-8 7 8 % NaNO<br />
NaNO 3<br />
Sistema explotación: rajo abierto, con eliminación<br />
de sobrecarga<br />
Chancado<br />
Sólo se realiza en caso de que la lixiviación se realice en bateas.<br />
En ese caso el material debe ser reducido de tamaño en un<br />
proceso de chancado en tres etapas, con un producto final de<br />
100% -½”. ½”.<br />
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6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS<br />
Lixiviación<br />
Se retira la fracción soluble. Se realiza por LIX<br />
en bateas, proceso que cada día se usa menos, y<br />
por LIX en pilas.<br />
En ambos casos solución lixiviante es agua,<br />
para pilas el riego es a temperatura ambiente,<br />
para bateas agua a 40 ºC.<br />
ºC<br />
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6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS<br />
Fundamento del proceso de concentración de<br />
soluciones<br />
La concentración de soluciones se realiza por<br />
medio de la evaporación solar.<br />
El proceso de evaporación solar se lleva a cabo<br />
en grandes piscinas o pozas de evaporación, con una<br />
altura que bordea el metro de profundidad. La tasa de<br />
evaporación depende de varios factores, entre los<br />
más importantes: estación del año, humedad relativa,<br />
vientos, concentración de soluciones. La tasa de<br />
evaporación típica es del orden de 4,5 L/m 2-dia dia. .<br />
EL tiempo total del proceso de evaporación solar<br />
es de 18 meses, con una recuperación del 90%.<br />
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6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS<br />
Etapas del proceso de evaporación solar:<br />
Neutralización Neutralización y pre concentración: se debe estabilizar el pH en<br />
torno a 7. Las soluciones que ingresan, que son las soluciones de de<br />
descarte de la planta química productora de yodo lo hacen a<br />
concentraciones de 70 a 100 gpl de nitrato y pH cercano a 2. Se<br />
neutralizan con lechada de cal.<br />
Concentración: Concentración: se mantienen las soluciones en “piscinas de<br />
concentración” hasta que se alcanza el punto de saturación de<br />
principalmente cloruros, sulfatos y astrakanita (sal doble de<br />
sulfato de magnesio y sodio hidratada Na 2SO SO4*MgSO *MgSO4*4H *4H2O). O).<br />
Por lo tanto estas sales menos solubles precipitan.<br />
Se le llama punto de corte a aquel valor de concentración en el<br />
cual es necesario cambiar de piscinas las soluciones, el que<br />
ocurre en torno a los 240 gpl de nitrato.<br />
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6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS<br />
Cosecha: Cosecha: En las “piscinas de cosechas” se<br />
continúa el proceso de evaporación, llegando<br />
al punto de saturación, momento en el cual<br />
precipitan las sales enriquecidas en nitratos.<br />
Se generan sales ricas en nitrato de sodio (50<br />
a 55% NaNO 3). ).<br />
Canchas Canchas de acopio: se realiza acopio de sales<br />
de descarte y de sales ricas.<br />
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6.7 DIAGRAMA DE FLUJO EVAPORACION<br />
SOLAR<br />
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6.8 PLANTA DE SALES O PLANTA DE<br />
NITRATOS<br />
Se generan tres tipos de productos comerciales:<br />
Nitrato de sodio NaNO 3<br />
Nitrato de potasio KNO 3<br />
Mezcla (KNO 3 y NaNO 3 )<br />
El proceso tiene las siguientes etapas:<br />
1. Alimentación de sales: se recepcionan las sales que<br />
constituyen las materias primas. Las sales ricas se<br />
someten a un proceso de reducción de tamaño, para<br />
lo cual se usa un harnero vibratorio y un chancador<br />
de rodillo. El producto que se alimenta a la planta no<br />
debe contener partículas mayores a 10 mm. Se<br />
alimenta también cloruro de potasio (muriato o KCl). KCl).<br />
Cosayach lo compra, en cambio SQM lo obtiene del<br />
salar.<br />
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6.8 PLANTA DE SALES O PLANTA DE<br />
NITRATOS<br />
2. Cristalización<br />
Para KNO 3<br />
Se disuelven en caliente el nitrato y el muriato, reaccionando<br />
reaccionando<br />
para producir KNO 3 , el cual se mantiene en solución, cristalizando<br />
NaCl. NaCl<br />
NaNO 3 + KCl -- -- KNO 3 + NaCl<br />
La pulpa va a estanque evaporador para eliminar parte del agua, agua,<br />
produciendo solución saturada de nitrato de potasio y precipitando<br />
precipitando<br />
el remanente de cloruros y sulfatos.<br />
Se separa la fase sólida y líquida.<br />
La solución se envía a cristalización al vacío (cristalización (cristalización<br />
por<br />
enfriamiento de 90 a 40 ºC). ºC).<br />
Cristalización en tres etapas para generación de núcleos de<br />
cristalización y para crecimiento de los cristales.<br />
Separación sólido – líquido.<br />
Para NaNO 3<br />
Igual al proceso anterior, pero sin la alimentación de muriato.<br />
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6.8 PLANTA DE SALES O PLANTA DE<br />
NITRATOS<br />
3. Secado del producto<br />
El producto cristalizado que contiene 5% de<br />
humedad, se seca hasta obtener una humedad de<br />
0,15%.<br />
4. Preparación del producto comercial<br />
Los productos se comercializan en dos<br />
formas: cristalizado y prilado. prilado<br />
El producto cristalizado es el mismo que se<br />
genera en las plantas de cristalización y sólo<br />
requiere adición de anticaking (antiaglomerante<br />
antiaglomerante). ).<br />
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6.8 PLANTA DE SALES O PLANTA DE<br />
NITRATOS<br />
Prilado<br />
El prilado tiene por objetivo generar un producto<br />
de forma esférica de entre 2 a 3 mm. Este proceso consta<br />
de:<br />
Fusión: el material se funde a una<br />
temperatura de 300 ºC. ºC<br />
Goteo: el material fundido es llevado al<br />
tope de una torre (70 m) , donde se deja<br />
caer en caída libre y se le hacen por los<br />
lados golpes térmicos con spray de agua<br />
fría.<br />
5. Envasado del producto: Los productos se<br />
comercializan como: sacos de 25 o 50 kg, kg<br />
maxibags de 1.000 kg o a granel en container con<br />
capacidad de 24 o 28 ton.<br />
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6.9 DIAGRAMA DE FLUJO PLANTA DE<br />
NITRATOS<br />
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