Procesos de obtención Iodo Carbonato de litio Azufre Salitre Acido sulfúrico Amoniaco. Presentación elaborada por: Profesora: Gladys Rivera J.

Transcripción

1 Procesos de obtención Iodo Carbonato de litio Azufre Salitre Acido sulfúrico Amoniaco Presentación elaborada por: CURSO: SALUD ECOLOGIA I y II Bertrand Salvador 4 B HC Cabezas David 4 B HC Zamora Nicolás 4 B HC Profesora: Gladys Rivera J.

2 Introducción Se puede definir un mineral no metálico o industrial como aquellas sustancias minerales utilizadas como se encuentran en la naturaleza en procesos industriales o mediante procesamiento adecuados de estas sustancias en función de sus propiedades físicas y químicas y no en función de las sustancias potencialmente extraíble de los mismos ni de su energía. Dada la cuantía y diversidad de productos no metálicos considerados de interés, éstos se agrupan en virtud de su importancia económica y características de mercado, conformando cuatro grupos de recursos.

3 Grupo I Productos originados a partir de recursos caracterizados por sus muy buenas perspectivas geológicas, que permiten obtener ventajas comparativas en el mercado mundial. Comprende aquellos recursos salinos provenientes de depósitos y de salmueras existentes en el Norte de Chile con reservas de calidad y ubicación favorables para una prolongada explotación. Carbonato de Litio Yodo Salitre

4 Grupo II Productos provenientes de recursos de buenas perspectivas geológicas y abundantes en el país. Se caracterizan por su bajo valor unitario y altos volúmenes de producción, preferentemente integrada a una industria consumidora. Grupo III Productos muy diversos de recursos relativamente abundantes en el país, de razonables perspectivas geológicas que se explotan en volúmenes de producción de mediana y baja escala. Tiene una amplia gama de aplicaciones industriales en el país y existe una oferta diversificada, por tipos de productos y calidades. Se destinan preferentemente al mercado nacional, donde deben competir con productos similares importados. Algunos de ellos alcanzan grados de calidad que les permite ser exportados. Azufre

5 Grupo IV Productos de menores perspectivas geológicas, no registran producción significativa nacional, en consecuencia el abastecimiento nacional es de origen importado.

6 Yodo ( I ) El yodo es un elemento gris oscuro, blando y brillante, que funde a 113 C y se volatiliza a los C a un gas azul violeta. Existe en la naturaleza bajo la forma de yodato y yoduro u otras formas combinadas. El yodo crudo tiene alrededor de 99.5% de pureza, siendo las principales impurezas el agua, ácido sulfúrico y pequeñas cantidades de insolubles.

7 Yodo ( I ) Proceso de obtención : El proceso de tratamiento de tortas de ripios, es la extracción del material para ser sometido a molienda, lixiviación con agua y el producto obtenido es filtrado, esta solución es enviada a canchas de evaporación solar y otra a reducción y cortadura del yodo. El producto obtenido de la reducción del filtrado y fundido para luego comercializarlo como yodo crudo (99.5%)

8 Yodo ( I ) El yodo también se puede obtener a partir de los yoduros, presentes en el agua de mar y en algas, o en forma de yodatos. También se puede obtener mediante reacción química del yodato de calcio con dióxido de azufre.

9 Reacciones Químicas En el caso de partir de yodatos, una parte de éstos se reducen a yoduros, y los yoduros obtenidos se hacen reaccionar con el resto de yodatos, obteniéndose yodo: IO I - + 6H 2 + 3I 2 + 3H 2 O Cuando se parte de yoduros, estos se oxidan con cloro y el yodo obtenido se separa mediante filtración. Se puede purificar reduciéndolo y haciéndolo oxidarse con cloro. 2I - + Cl 2 I 2 + 2Cl - El yodo se puede preparar de forma ultrapura haciendo reaccionar yoduro de potasio, KI, con sulfato de cobre, CuSO 4

10 Carbonato de Litio (Li 2 CO 3 ) Chile es el segundo productor de litio en el mundo, pero sus reservas son las más importantes del planeta. Para su obtención se explotan las salmueras del Salar de Atacama. Este mineral se emplea en la industria de aluminio metálico, en la elaboración de vidrios y esmaltes para cerámicas y en la fabricación de tubos de televisión.

11 Proceso de obtención : El carbonato de litio se extrae del bombeo de salmueras en pozas solares, cristalización de sales, carbonatación de solución rica en litio, precipitación y secado. También es usado en medicina como depresor del sistema nervioso. Se usa como tranquilizante en terapias psicológicas. Aunque en dosis superiores a las recomendadas el consumo de esta sal es mortal.

12 Azufre ( S ) El azufre es un elemento químico de numero atómico 16 y símbolo S. Es un no mental abundante e insípido. El azufre se encuentra en forma nativa en regiones volcánicas y en sus formas reducidas formando Sulfuros y Sulfosales o bien en sus formas oxidadas como Sulfatos.. Es un elemento químico esencial para todos los organismos y necesario para muchos aminoácidos y por consiguiente también para las proteínas Se usa principalmente como fertilizante pero también en la fabricación de pólvora, laxantes, cerillas e insecticidas

13 Proceso de obtención El azufre,es un elemento muy abundante en la corteza terrestre, se encuentra en grandes cantidades combinado en forma de sulfuros (pirita, galena) y de sulfatos (aljez) En forma nativa se encuentra en las cercanías de aguas termales, zonas volcánicas y en minas de cinabrio, galena, esfalerita y estibina, y se extrae mediante el proceso Frasch consistente en inyectar vapor de agua sobrecalentado para fundir el azufre que posteriormente es bombeado al exterior utilizando aire comprimido.

14 Metodo Frasch : El tubo de 20 cm se perfora en dos niveles diferentes, uno encima y otro debajo del collar anular. El conjunto superior de perforaciones permite que escape el agua caliente, y el azufre fundido entra al sistema a través de las perforaciones inferiores. Se pasa agua caliente a más o menos 160 C (punto de fusión del azufre 115 C) hacia abajo del espacio anular, entre los tubos de 20 y 10 cm y se hace entrar aire comprimido hacia abajo del tubo de 3 cm para que el azufre líquido pueda subir a la superficie

15 Salitre El salitre es un mineral blanco, translúcido y brillante. Químicamente, está compuesto de nitrato de sodio (NaNO 3 ) y de nitrato de potasio (KNO 3 ) y se encuentra naturalmente en vastas extensiones de Sudamérica y principalmente en Chile, formando costras con espesores desde 15 centímetros hasta los 3,6 metros. Se le encuentra asociado a los depósitos de yeso, cloruro de sodio, otras sales y arena, conformando en conjunto el "caliche". Se utiliza en la fabricación de ácido nítrico, sulfúrico y nitrato de potasio; es un agente oxidante, también es ocupado en agricultura como fertilizante

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17 Proceso de obtención Transporte : El caliche extraído en la mina es transportado por carros de unos 30 ton. de capacidad y transportado por maquinas eléctricas hacia la sección molinos. Luego se almacenaba en un cuarto para luego ser llevado al lugar de la molienda. Molienda : Al llegar al molino, el caliche el vaciado en un volcador de carros (cuna), el caliche entregado por la mina esta de 1 metro, el que después de tres tratados de molienda queda reducido a su tamaño final, los finos resultantes son separados a fin de impedir el atocha miento posterior en el proceso de lixiviación.

18 Proceso de obtención Botadero de finos : En el proceso de molienda se desprenden 2 tipos de finos: el rechazo, que corresponde al polvo proveniente de la pampa y el de la molienda propiamente tal, ambos son mezclados con agua asta formar una pulpa que puede ser bombeada a un botadero para luego ser bombeado a la planta de lixiviación. Lixiviación : Una vez extraído el caliche y luego de habérselo partido en trozos menudos, su lixiviación se hacía cociéndolo con agua dentro de un fondo o un par de fondos de cobre, los cuales eran calentados a fuego vivo mediante una hornilla o fogón, el que, colocado debajo o entre los dos fondos, permitía darle calefacción a ambos.

19 Proceso de obtención Con el aumento de la temperatura a que estaba sometida la masa en el interior de los fondos, se precipitada el cloruro de sodio y el agua iba saturándose cada vez mas del nitrato de sodio, lográndose así la separación de las distintas sustancias. Evaporación : Luego de la lixiviación el material disuelto en agua se pone a secar por medio de la energía solar con el fin de aumentar la concentración y precipitar algunas sales disueltas. Cristalización : La solución proveniente de los pozos es llevada a la planta de cristalización donde la solución es enfriada, precipitándose el salitre en cristales muy finos que se separan del liquido por decantación y centrifugación.

20 Acido sulfúrico (H 2 SO 4 ) El ácido sulfúrico es un compuesto químico muy corrosivo cuya fórmula es H 2 SO 4. Es el compuesto quimico que más se produce en el mundo, por eso se utiliza como uno de los tantos medidores de la capacidad industrial de los países. Una gran parte se emplea en la obtención de fertilizantes. También se usa para la síntesis de otros ácidos y sulfatos y en la industria petroquímica.

21 Proceso de obtención Las tres materias primas empleadas por las industrias son: azufre, aire y agua. Generalmente se obtiene a partir de dióxido de azufre, por oxidación con óxidos de nitrógeno en disolución acuosa. Normalmente después se llevan a cabo procesos para conseguir una mayor concentración del ácido. La fabricación de ácido sulfúrico es barata, ya que el calor que se desaprovecha en una etapa del proceso puede utilizarse en la etapa siguiente.

22 Proceso de obtención Antiguamente se utilizaban dos procesos para obtener ácido sulfúrico: el proceso de cámaras de plomo y el de contacto. Actualmente se usa sólo este último en todas las industrias alrededor del mundo, ya que el primero ( proceso de cámaras de plomo) desapareció debido a que se puede producir el ácido sólo en una concentración del 78%. Las principales empresas productoras de ácido sulfúrico en Chile son: CODELCO, ENAMI y La Disputada. Cabe destacar, que éstas producen paralelamente cobre.

23 Amoniaco (NH 3 ) El amoníaco es un gas incoloro de olor muy penetrante. El amoníaco, a temperatura ambiente, es un gas incoloro de olor muy penetrante y nauseabundo. Se produce naturalmente por descomposición de la materia orgánica y también se fabrica industrialmente. Se disuelve fácilmente en el agua y se evapora rápidamente. Generalmente se vende en forma líquida.

24 Proceso de obtención 1ª Forma: En el laboratorio, el método más corriente de obtener amoniaco es mediante una reacción ácido-base de desplazamiento, esto es, desplazando la base débil de una sal amónica por una base fuerte. Corrientemente se emplea hidróxido de calcio: 2NH 4 Cl + Ca(OH) 2 CaCl 2 + 2H 2 O + 2 NH 3 2ª Forma: A nivel industrial se utiliza el proceso de Haber- Bosch, (Fritz Haber y Carl Bosch recibieron el Premio Nobel de química en los años 1918 y 1931). El proceso consiste en la reacción directa entre el nitrógeno y el hidrógeno gaseosos. N 2 (g) + 3H 2 (g) = 2NH 3 H= KJ

25 Proceso de obtención Esta última ecuación es un ejemplo de equilibrio. Por lo que utilizaremos el principio de Le Chatelier para calcular las condiciones optimas. Según éste principio tendríamos que conseguir una temperatura baja y una presión elevada, pero a una baja temperatura la velocidad de reacción es extremadamente lenta. Por estas causas el proceso de formación del amoniaco se realiza entre los º C a través de un catalizador de óxido de hierro, y a unas 1000 atm de presión consiguiendo rendimientos de un 50 a un 70%.