Diseño Del Proceso de Prod. Fertilizante

DISEÑO DEL PROCESO INDUSTRIAL PARA LA PRODUCCIÓN DE FERTILIZ F ERTILIZANTES ANTES FOSFA FO SFATA TADOS DOS

RESUMEN El presente trabajo permite dar una explicación generalizada sobre los diversos procesos industriales para la producción de fertilizantes fosfatados, teniendo como materia prima común la roca r oca fosfórica y el ácido sulfúrico. Se enfocará al estudio de los procesos para la producción de superfosfato simple de calcio y tomaremos la tecnología más adecuadas para su análisis y diseo de proceso a nivel industrial. En el análisis del proceso de la tecnología seleccionada se tomará en cuenta! -

"iseo del producto, propiedades, usos y reemplazos.  #nálisis de la materia prima. "iseo del proceso industrial.

1. INTRODUCCIÓN 1.1 DESCRIPCIÓN DEL TEMA $os $os mine minera rale less de fosf fosfat ato o pred predom omin inan ante tess en la fosf fosfor oritita a son son flur flurap apat atitita a %&'a&%()*+'a-+ e idr idrox oxia iapa patitita ta %&'a %&'a&%()*+'a%)/++. Esto Estoss mine minera rale less proporcionan la mayor parte de fósforo para la fabricación de fertilizantes, en el mund mundo o ente entero ro.. Sin Sin emba embarg rgo, o, la prop propia ia fosf fosfor orita ita en polv polvo o no sirv sirve e como como fertilizante por0ue el fósforo 0ue contiene no se alla en forma soluble 0ue permita su fácil asimilación por las plantas. /aciendo reaccionar el mineral con ácido sulfúrico %/ S)*+, ácido ácido nítric nítrico o %/1) %/1)&+ o ácido clorídrico %/'2+, se obtien obtiene e ácido ácido fosfór fosfórico ico %ácido %ácido ortofo ortofosfó sfóric rico+ o+ y superf superfosf osfóri órico, co, import important antes es intermediarios en la producción de fertilizantes fosfatados. $a reacción con ácido sulfúrico es la más utilizada %1aciones 3nidas, 4567+. En la -igura se detalla el proceso de elaboración de fertilizantes fosfatados, a partir de la fosforita natural. (ara la obtención de los superfosfatos la fosforita

es tratad tratada a con con ácido ácido sulfú sulfúric rico, o, ácido ácido fosfór fosfórico ico o ácido ácido superf superfosf osfóric órico. o. $a fosf fosfor orita ita sigu sigue e dos dos vías vías %pro %proce ceso so vía vía úme úmeda da y proc proces eso o t8rm t8rmic ico+ o+ para para la obtención del ácido fosfórico, a partir del cual se obtienen el resto de los fosfatos con un tratamiento previo 0ue incluye amoníaco, ácido sulfúrico o urea, dependiendo de cada tipo según se indica en la -igura. #simismo, #simismo, a partir de la fosforita natural se obtiene el nitrofosfato cuando 8sta es tratada con ácido nítrico.

PROCESOS DE ELABORACIÓN DE FERTILIZANTES FOSFATADOS A PARTIR DE LA FOSFORITA NATURAL

1.2 OBJETIVOS Objetiv !e"e#$%& "isear el proceso industrial para la producción de fertilizantes fosfatados.

Objetiv' e'(e)*+i)'& -

Seleccionar el tipo de producto a analizar 0ue para este trabajo es el Superfosfato Simple de 'alcio.

-

'omp 'ompar arar ar las las tecn tecnol olog ogía íass enco encont ntra rado doss para para la prod produc ucci ción ón de superfosfato simple de calcio y seleccionar la más adecuada.

-

"esarrollar el diseo de proceso industrial de la tecnología seleccionada. seleccionada.

1., IMPORTANCIA. $a importancia de este fertilizante fosfatado radica en el uso para el crecimiento y aumento en la productividad de las plantas. El superfosfato simple de calcio, es un fertilizante 0ue contiene de 4697: de ( ); asimilable, contiene además de 44 a  *H& /&()*G'aS)* %+

%+ El ácido fosforico luego ataca al remanente de la roca! 4H& 'a&%()*+ G *H& /&()* 99>'a%/()*+ %&+ $a reacción %4+ puede ser considerada monomolecular, desde 0ue el fosfato es insoluble. @eppen reporta 0ue Sanfource no cree 0ue la sal doble 'a/() *, 'aS)*.*/) es formada, por0ue 8l dice 0ue no se a probado esto, si una cantidad insuficiente de ácido actúa sobre el fosfato tricalcico, y el fosfato dicalcico es formado. "e acuerdo a la ecuación %4+, dos mol8culas de ácido son necesarias para 0ue reaccionen con los tros constituyentes del fosfato. $a práctica usual en la industria es agregar más ácido 0ue el 0ue es mostrado en la ecuación, no solamente para asegurar una acción efectiva del ácido sino tambi8n para evitar  la idrólisis del fosfato monocalcico 0ue puede resultar en la formación de algo de fosfato dicalcico y ácido fosfórico. @eppen cita un exceso de algo del 7 por  ciento. # pesar de este exceso de ácido, la reacción parece nunca completarse debido a la capa de partículas gruesas de la roca de fosfato con una capa fina de sulfato de calcio. Esta puede ser la razón por la cual es siempre posible encontrar pe0ueas cantidades de fosforita no ataca en el superfosfato. (ara la acción del ácido sobre los otros constituyentes de la fosforita. Sanfource da las siguientes reacciones 0uímicas. 'a- G /S)* 9999> 'aS)* G /-

%*+

'a-G/S)*GSi) 99999> 'aS)*GSi-*G/) %;+ &'a-G&/S)*GSi) 99999> &'aS)*G/Si-DG/) %D+ $a reacción %*+ ocurre cuando el sílice están ausente y las reacciones %;+ y %D+ cuando el sílice o silicato está presente en una forma 0ue pueda reaccionar con el ácido. @eppen explica 0ue las reacciones 0uímicas entre la roca y el ácido suceden en dos etapas como sigue! En la primera etapa el ácido convierte la proporción re0uerida de roca a sulfato de calcio y ácido fosfórico. "urante la segunda

etapa el sulfato del calcio reacciona con el remanente de la roca para formar  fosfato monocalcico monoidratado. Estas son las ecuaciones de reacción! 'a;%()*+&. )/G ;/S)* 9999> &/&()*G;'aS)* G /)

%oca @olida al sector acidulación. Este transportador  sinfín funciona por medio de un motor de  /(, D amp y 4677 >(@ 0ue ace transmisión a un reductor de 7 a 4.

e- Ci)%8" (#i")i($% /e M%ie"/$ )" Mt#.5 Ciene un ventilador 0ue tiene la función de llevar por gravedad la >oca -osfórica @olida a u n clasificador en el cual los finos pasan al ciclón principal y los gruesos retornan en reciclaje al molino. El ciclón es de 6 pies de diámetro y ; pies de altura la parte cilíndrica y la parte cónica de 5 pies de altura por  6 pulgadas de diámetro de salida del cono. El ciclón tiene la función de

recepcionar la >oca -osfórica molida a una tolva de almacenaje generando presión en el sistema de molienda. El ventilador principal es movido por un motor de &7/(, (@ 0ue realiza transmisión con poleas para mover el ventilador.

+- T#$"'(#t$/#e' e%)i/$%e'.5 Cienen la función de cargar la tolva y reciclar la roca a la tolva de almacenaje de ;7 C@ para evitar 0ue la tolva de 4777 g se tiene. Ciene un motor de &/(, 5.6 amp. y 4677 >(@ y un reductor de 7 a 4 0ue realiza transmisión mediante piones.

- B$%$"4$  F$j$ T#$"'(#t$/#$.9 $a balanza tiene la función de dosificar en forma uniforme a la faja transportadora la >oca @olida y es el e0uipo donde se controla mediante pesos la cantidad 0ue debe dosificar la faja al cono del "E1. $a balanza consta de una tolva de capacidad 4777 g. la faja realiza transmisión llevando la roca de la tolva balanza al dosificador de roca al cono de plomo, conste de un motor de 4. /(, *.4 obtener el tiempo, el peso exacto y obtener la producción oraria.

- E%ev$/# )"i%"e' $%i3e"t$/# /e R)$ F'+8#i)$ M%i/$.5 Ciene como función descargar la >oca @olida de la Colva de almacenaje, 8sta es llevada mediante un transportador elicoidal fin en motor de  /( y reductor de 7 a 4 acia el elevador el cual lo transporta mediante cangilones a los dosificados elicoidal para almacenarlos en una tolva de 4777 g.

i- D'i+i)$/# /e% )".5 Ciene como función transportar la roca molida recibido de la faja alimentadora y es transportada mediante un ducto al cono del "E1. El dosificador elicoidal es de 47 C@Hr de capacidad, con un motor el8ctrico trifásico de  /(, ;.< amp., 4677 >(@ y realiza transmisión con polea a un reductor de 7 a 4 de potencia nominal & /(.

 j- Ve"ti%$/# /e $'e'.5 Ciene la función de realizar succión de los gases consta de un motor el8ctrico trifásico de 4; /(, ** amp. y 4677 >(@ y realiza transmisión mediante poleas y fajas en el eje de la mariposa del ventilador. Su capacidad es de *777 -t &Hmin a condiciones normales y la cajonería es construida de fierro de V de pulgada.

- B$%$"4$ D'i+i)$/#$.5 Ciene como función pesar las formulaciones a dosificarse de superfosfato de calcio simple o de superficie *. Este e0uipo consta de una tolva balanza de capacidad 4777 gr 0ue esta conectada a un transportador elicoidal el 0ue dosifica el producto al elevador. $as pesadas se realizan accionando mecánicamente las palancas de las válvulas de la tolva de cuatro.

%- T#$"'(#t$/# e%i)i/$% Me4)%$/#.5 Ciene como función transportar  el superfosfato pesado, mezclándolo y lo lleva al elevador W. Este e0uipo consta de un eje de &T x 6 pies de largo al 0ue está soldado una aleta elicoidal de < pulgadas de diámetro la 0ue transporta el material, este eje es movido por motor de D /(, 45 #mp. y 4677 >(@ 0ue realiza transmisión de poleas con un reductor de velocidad de 7 a 4 de potencia nominal & /(.

3- T%v$ /e A%3$)e"$je /e P#/0)t Te#3i"$/.5 Ciene como función recepcionar el superfosfato de calcio simple o superfluos * en polvo para ser ensacado por medio de una balanza. S3 capacidad de almacenaje es de 4; C@.

CONCLUSIONES

4. En las reacciones en el proceso para la obtención de Superfosfato de 'alcio se producen las siguientes fases de acidulación 0ue es a nivel C8cnico las reacciones 0uímicas más acertadas sobre el proceso del ata0ue de la roca fosfórica y el ácido sulfúrico al inicio y durante el proceso de maduración. $as reacciones 0uímicas son las siguientes H& 'a&%()*+ G/S)* 4H& 'a&%()*+ G *H&/&()*

 *H&/&()* G 'aS)*

%4+

→

 'a%/()*+

→

%+

%-osfato @onocalcico+ 'a&%()*+ G /S)* G /)

→

 'aS)* G Si-* G /) %&+

'a- G /S)*

→

 &'aS)* G /Si-e

%*+

'a- G Si) G /S)*

→

 &'aS)* G /Si-e G /)

%;+

&'a- G Si) G &/S)*

→

 &'aS)* G /Si-e G /)

%D+

-e)& G /&()*

→

 -e()* G &/)

%