19.06.2013 Views

MINERALES INDUSTRIALES CAPITULO 6 - Universidad Arturo Prat

MINERALES INDUSTRIALES CAPITULO 6 - Universidad Arturo Prat

MINERALES INDUSTRIALES CAPITULO 6 - Universidad Arturo Prat

SHOW MORE
SHOW LESS

Create successful ePaper yourself

Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.

MINERALES INDUSTRIALES

PROFESOR: XIMENA VELOSO V.

UNIVERSIDAD ARTURO PRAT

IQUIQUE-CHILE

CAPITULO 6

NITRATOS

1


6.1 CARACTERISTICAS DEL SALITRE

Salitre natural : Nitrato de sodio NaNO 3

Nitrato de potasio KNO 3

Salitre sintético: Urea (NH 2 ) 2CO CO

Se obtiene por síntesis a partir

del amoníaco

2


6.2 PROPIEDADES FISICAS DE LOS NITRATOS

Nombre Nitrato de sodio Nitrato de potasio

Fórmula NaNO 3

KNO 3

Punto fusión (°C ( °C) ) 308 334

Pto ebullición (°C ( °C) ) 380 400

Densidad (g/cc (g/ cc) ) 2,26 2,11

Peso Molecular 85 101

Solubilidad en agua (g/100 g H 2O) O)

0 °C 73 13

100 °C 180 246

Elementos presentes (%)

N 16,5 13,9

O 56,5 47,5

Na 27,0 -

K - 38,6

3


6.3 RESERVAS DEL SALITRE

De las reservas a nivel mundial no se tiene datos.

Los yacimientos económicamente explotables sólo

se conocen en Chile y están asociados a los

yacimientos de caliche.

En Chile los yacimientos se extienden desde

el límite norte: Quebrada de Camarones hasta

el límite sur: Taltal (Salar de Maricunga)

Maricunga

Extensión: 750 km de largo por 25 a 30

km de ancho.

4


6.4 PRODUCTOS DEL SALITRE

El nitrato comercial se vende en dos formas:

cristalizado y prilado. prilado

Ambos productos poseen similares características

químicas de pureza, su diferencia es solamente

física. Ambos productos se comercializan a similar

precio.

Nitrato Nitrato de sodio NaNO 3 cristalizado y prilado

Nitrato Nitrato de potasio KNO 3 cristalizado y prilado

Salitre Salitre potásico (Na ( Na – K) NO 3 prilado

este último es mezcla de nitrato de sodio

y potasio

5


6.5 USOS DEL NITRATO

Explosivos

Explosivos

Vidrio Vidrio

Metalurgia

Metalurgia

Tratamiento térmico de aleaciones de aluminio

En el reciclaje de plomo se utiliza para remover

impurezas

Uso Uso agrícola

Efecto rápido como fertilizante, tiene alta

solubilidad, contiene micronutrientes (boro que es

nutriente, magnesio que mejora rendimiento de las

cosechas, yodo que aumenta la asimilación de

nitrógeno y otros como S, Mo y Mn). Mn).

6


6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS

Extracción del caliche

Se realiza perforación y tronadura cuando corresponda. En forma

previa se hace una remoción de material estéril.

Mineral: caliche

Ley de corte: 5 % NaNO 3

Ley media: 7-8 7 8 % NaNO

NaNO 3

Sistema explotación: rajo abierto, con eliminación

de sobrecarga

Chancado

Sólo se realiza en caso de que la lixiviación se realice en bateas.

En ese caso el material debe ser reducido de tamaño en un

proceso de chancado en tres etapas, con un producto final de

100% -½”. ½”.

7


6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS

Lixiviación

Se retira la fracción soluble. Se realiza por LIX

en bateas, proceso que cada día se usa menos, y

por LIX en pilas.

En ambos casos solución lixiviante es agua,

para pilas el riego es a temperatura ambiente,

para bateas agua a 40 ºC.

ºC

8


6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS

Fundamento del proceso de concentración de

soluciones

La concentración de soluciones se realiza por

medio de la evaporación solar.

El proceso de evaporación solar se lleva a cabo

en grandes piscinas o pozas de evaporación, con una

altura que bordea el metro de profundidad. La tasa de

evaporación depende de varios factores, entre los

más importantes: estación del año, humedad relativa,

vientos, concentración de soluciones. La tasa de

evaporación típica es del orden de 4,5 L/m 2-dia dia. .

EL tiempo total del proceso de evaporación solar

es de 18 meses, con una recuperación del 90%.

9


6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS

Etapas del proceso de evaporación solar:

Neutralización Neutralización y pre concentración: se debe estabilizar el pH en

torno a 7. Las soluciones que ingresan, que son las soluciones de de

descarte de la planta química productora de yodo lo hacen a

concentraciones de 70 a 100 gpl de nitrato y pH cercano a 2. Se

neutralizan con lechada de cal.

Concentración: Concentración: se mantienen las soluciones en “piscinas de

concentración” hasta que se alcanza el punto de saturación de

principalmente cloruros, sulfatos y astrakanita (sal doble de

sulfato de magnesio y sodio hidratada Na 2SO SO4*MgSO *MgSO4*4H *4H2O). O).

Por lo tanto estas sales menos solubles precipitan.

Se le llama punto de corte a aquel valor de concentración en el

cual es necesario cambiar de piscinas las soluciones, el que

ocurre en torno a los 240 gpl de nitrato.

10


6.6 PROCESO DE EXTRACCION DE NITRATOS

Cosecha: Cosecha: En las “piscinas de cosechas” se

continúa el proceso de evaporación, llegando

al punto de saturación, momento en el cual

precipitan las sales enriquecidas en nitratos.

Se generan sales ricas en nitrato de sodio (50

a 55% NaNO 3). ).

Canchas Canchas de acopio: se realiza acopio de sales

de descarte y de sales ricas.

11


6.7 DIAGRAMA DE FLUJO EVAPORACION

SOLAR

12


6.8 PLANTA DE SALES O PLANTA DE

NITRATOS

Se generan tres tipos de productos comerciales:

Nitrato de sodio NaNO 3

Nitrato de potasio KNO 3

Mezcla (KNO 3 y NaNO 3 )

El proceso tiene las siguientes etapas:

1. Alimentación de sales: se recepcionan las sales que

constituyen las materias primas. Las sales ricas se

someten a un proceso de reducción de tamaño, para

lo cual se usa un harnero vibratorio y un chancador

de rodillo. El producto que se alimenta a la planta no

debe contener partículas mayores a 10 mm. Se

alimenta también cloruro de potasio (muriato o KCl). KCl).

Cosayach lo compra, en cambio SQM lo obtiene del

salar.

13


6.8 PLANTA DE SALES O PLANTA DE

NITRATOS

2. Cristalización

Para KNO 3

Se disuelven en caliente el nitrato y el muriato, reaccionando

reaccionando

para producir KNO 3 , el cual se mantiene en solución, cristalizando

NaCl. NaCl

NaNO 3 + KCl -- -- KNO 3 + NaCl

La pulpa va a estanque evaporador para eliminar parte del agua, agua,

produciendo solución saturada de nitrato de potasio y precipitando

precipitando

el remanente de cloruros y sulfatos.

Se separa la fase sólida y líquida.

La solución se envía a cristalización al vacío (cristalización (cristalización

por

enfriamiento de 90 a 40 ºC). ºC).

Cristalización en tres etapas para generación de núcleos de

cristalización y para crecimiento de los cristales.

Separación sólido – líquido.

Para NaNO 3

Igual al proceso anterior, pero sin la alimentación de muriato.

14


6.8 PLANTA DE SALES O PLANTA DE

NITRATOS

3. Secado del producto

El producto cristalizado que contiene 5% de

humedad, se seca hasta obtener una humedad de

0,15%.

4. Preparación del producto comercial

Los productos se comercializan en dos

formas: cristalizado y prilado. prilado

El producto cristalizado es el mismo que se

genera en las plantas de cristalización y sólo

requiere adición de anticaking (antiaglomerante

antiaglomerante). ).

15


6.8 PLANTA DE SALES O PLANTA DE

NITRATOS

Prilado

El prilado tiene por objetivo generar un producto

de forma esférica de entre 2 a 3 mm. Este proceso consta

de:

Fusión: el material se funde a una

temperatura de 300 ºC. ºC

Goteo: el material fundido es llevado al

tope de una torre (70 m) , donde se deja

caer en caída libre y se le hacen por los

lados golpes térmicos con spray de agua

fría.

5. Envasado del producto: Los productos se

comercializan como: sacos de 25 o 50 kg, kg

maxibags de 1.000 kg o a granel en container con

capacidad de 24 o 28 ton.

16


6.9 DIAGRAMA DE FLUJO PLANTA DE

NITRATOS

17

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!