“AÑO DE LA DIVERSIFICACIÓN PRODUCTIVA Y FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACI ÓN”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA
DOCENTE
: Segundo Caballero Cárdenas
CURSO
: Procesos Unitarios I
TEMA
: Fosfatos De Bayóvar
ALUMNA
CICLO
: Godos Chumacero Indira Gabriela Mercedes
: 2015-I
FOSFATOS DE BAY ÓVAR Ubicación del Proyecto Bayóvar:
El yacimiento Bayó Bayóvar se ubica en el distrito y provincia de Sechura, departamento de Piura, aproximadamente a. 1 000 km. al norte de la capital Lima y a 110 km. al sur de Piura a 30 km. del Océ Océano Pacifico. El borde costero de este departamento está est á formado por algunas bahí bah í as as con playas de arena y sectores de borde costero roco rocoso so.. El Proy Proyec ecto to Bay Bayóvar var se ubica en el sector sur de la bahí bah í a de Sechura, la cual tiene aprox proxim imad adaament mentee 100 100 km. km. de desarrollo. El poblado má m ás cercano es la caleta de Puerto Rico ubicada aproximadamente a 40 km. de la zona de la mina. Existen dos yacimientos de considerable valor econó econ ómico: el Área I, en la parte baja del Cerro La Puntilla y el Área II, en el fondo de La Depresió Depresi ón Salina Grande. El minera minerall fosfat fosfatad ado o se prese presenta nta en capas capas estrat estratific ificada adass ricas ricas en P 205, consisten consistentes tes prin princi cipa palm lmen ente te en ooli oolito toss o bajo bajo la form formaa de rest restos os org org ánicos nicos fosfatados fosfatados (algas, (algas, escamas, huesos de peces, dientes de tibur ón, etc.), en una matriz arcillo - diatomá diatom ácea. Dichas Dichas capas capas se encuen encuentra tran n intere interestra stratifi tifica cadas das con horizo horizonte ntess de diatom diatomita ita con con contenidos menores de P 205. Área I.- Este yacimiento consiste en tres capas de roca fosf ó fosf órica dentro del miembro superior de la formació formaci ón Zapallal, donde se ha estimado una reserva de 46 Mt con leyes de cabeza hasta 23% de P 205. Área II.- Es uno de los mayores depó dep ósitos del mundo, constituido por siete capas de roca fosf órica dentro del miembro inferior de la Formació Formaci ón Zapallal. En esta área se encuentra localizado el yacimiento de fosfato de Bay óvar. El fosfato má más comú común es del grupo de la apatita. Como impurezas se tienen fragmentos de diatomita diatomitas, s, vidrio volcá volcánico, cuarzo, feldespato feldespato,, espí espí culas culas de esponjas y micas, ademá además de sales solubles de sodio y potasio entre otros. Objetivos:
El objetivo principal de la Mina Fosfatos Bayó Bay óvar es la extracció extracci ón y concentració concentraci ón del yacimiento de fosfatos má m ás grande de Sudamé Sudam érica.
El proyecto contempla nueve componentes: 1.- Mina 2.- Planta concentradora 3.- Carretera Industrial 4.- Zona de descarga de camiones 5.- Faja transportadora sobre terreno 6.- Zona de secado y almacenamiento 7.- Puerto 8.- Lí nea de impulsión agua de mar 9.- Lí neas de transmisión Fósforo
El
Nombre
Fósforo
Número atómico
15
Valencia
+3,-3,5,4
Estado de oxidación
+5
Electronegatividad
2,1
Radio covalente (Å)
1,06
Radio iónico (Å)
0,34
Radio atómico (Å)
1,28
Configuración electrónica
[Ne]3s23p3
Primer potencial de ionización
11,00
(eV) Masa atómica
30.9738
Densidad (g/ml)
1,82
Punto de ebullición (ºC)
280
Punto de fusión (ºC)
44,2
Descubridor
Hennig Brandt en 1669
f ósforo es el elemento esencial para todo ser vivo y representa el und écimo elemento más abundante en la corteza terrestre (zona más superficial compuesta por rocas, sedimentos y suelos). El f ósforo se encuentra en todos los tipos de materiales geol ógicos, normalmente en concentraciones menores que 0.01%, sin embargo existen tipos de rocas que presenta concentraciones significativamente mayores, como por ejemplo en algunas rodas í gneas especiales y en rocas sedimentarias marinas. La mayor parte de la producción mundial de roca fosf ática es destinada a la industria de fertilizantes, principalmente a la de ácido fosf órico. Lo restante es aprovechado para
industrias diversas, como por ejemplo, la de suplementos alimenticios para animales y la industria de detergentes. También encontramos elevados í ndices de f ósforo en las acumulaciones naturales de guano (excremento de aves marinas, de murci élagos y otros mamí feros habitantes de aperturas subterráneas). El nombre roca fosf órica es un término impreciso aplicado para una gran variedad de rocas portadoras de minerales fosfatados. Las rocas sedimentarias son formadas por la acumulación y consolidación de materia mineral pulverizada, depositada por la acción del agua, del viento o del hielo. ¿Qué son los fosfatos?
Es un compuesto que tiene como elemento basico el f ósforo. Los fosfatos permiten a los seres vivos los procesos de transferencia de energia, facilitan el metabolismo, la fotosintesis, la funcion nerviosa y la accion muscular. Los acidos nucleicos, que forman el material hereditario (los cromosomas), son fosfatos. Tambien los encontramos en coenzimas. Los esqueletos de los animales estan formados por fosfatos de calcio. Origen de los fosfatos
Los fosfatos de Bayovar son de origen sedimentario marino. Se trata de depositos de sedimentos de origen animal y vegetal: peces y algas acumulados hace millones de años. Los depositos de Sechura representa capas sedimentarias, casi horizontales y proximas a la superficie, lo que facilita la extraccion de rosa fosforicas. Yacimiento de fosfatos
El yacimiento de fosfatos de Bayóvar fue descubierto en 1955, durante un programa de prospección petrolí fera. Desde entonces, se hicieron programas de exploraci ón con el objetivo de definir las caracterí sticas y la magnitud del depósito. Los resultados de estos trabajos permitieron la selecci ón de la denominada Área II, denominada Bayovar II, como la de mejor potencial económico-area donde Vale invirtió en la búsqueda mineral. El Deposito de Fosfatos de Bayovar presenta algunas caracter í sticas geológicas que lo vuelven singular, como la composici ón quí mica del mineral (fluor-hidroxi.carbonato apatito) y la asociación de capas casi horizontales de fosforitos y diatomitas como rocas que contienen el mineral.
PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS DE LOS FOSFATOS
El yacimiento de fosfato de Bayóvar es de origen orgánico y se ha formado como consecuencia de ingresos sucesivos del mar a la costa. Este yacimiento est á compuesto por capas de roca fosf órica de uno a dos metros de espesor denominadas “mineral” e intercaladas con diatomita fosf ática de dos a siete metros de espesor denominadas “estéril”. El espesor total del yacimiento es de aproximadamente 38 m. Existen dos yacimientos de considerable valor económico: el Área I, en la parte baja del Cerro La Puntilla y el Área II, en el fondo de La Depresión Salina Grande. El mineral fosfatado se presenta en capas estratificadas ricas en P205, consistentes principalmente en oolitos o bajo la forma de restos orgánicos fosfatados (algas, escamas, huesos de peces, dientes de tibur ón, etc.), en una matriz arcillo - diatomácea. Dichas capas se encuentran interestratificadas con horizontes de diatomita con contenidos menores de P205. Área I.- Este yacimiento consiste en tres capas de roca fosf órica dentro del miembro superior de la formación Zapallal, donde se ha estimado una reserva de 46 Mt con leyes de cabeza hasta 23% de P205. Área II.- Es uno de los mayores depósitos del mundo, constituido por siete capas de roca fosf órica dentro del miembro inferior de la Formación Zapallal. En esta área se encuentra localizado el yacimiento de fosfato de Bayóvar. El fosfato más común es del grupo de la apatita. Como impurezas se tienen fragmentos de diatomitas, vidrio volcánico, cuarzo, feldespato, espí culas de esponjas y micas, además de sales solubles de sodio y potasio entre otros. Casi el 80% de todo el fosfato que se produce se emplea como fertilizantes y se transforma quí micamente en formas más utilizables. •
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El fosfato se usa también en forma de ácido fosf órico y fosforosos para obtener compuestos de f ósforos Se emplea en la industria siderometalúrgica Para revestimiento contra la herrumbre Exterminadores de insectos Fuegos artificiales Cerámicas Bombas, granadas, balas , trazadoras Cortinas de humo, señales de auxilio Medicamentos Bebidas suaves Cementos Levaduras Harinas artificiales Fermentos Artefactos para fotograf ía s
Bioquí mica de fosfatos
En los sistemas biológicos, el f ósforo se encuentra como un ion fosfato libre en la solución y se llama fosfato inorgánico, para distinguirlo de fosfatos unidos en diversos ésteres de fosfato. Fosfato inorgánico se denota generalmente Pi y a pH fisiol ógico se compone principalmente de una mezcla de HPO 2-4 y H2PO-4 iones. Fosfato inorgánico puede ser creado por la hidrólisis del pirofosfato, que se denota PPi: P2O4-7 + H2O
2 HPO2-4
Sin embargo, los fosfatos se encuentran más comúnmente en la forma de fosfatos de adenosina, y en el ADN y ARN y pueden ser liberados por la hidr ólisis de ATP o ADP. Existen reacciones similares para los otros nucleósidos difosfato y trifosfato. Bonos fosfoanhí drido en ADP y ATP, u otros nucle ósidos difosfatos y trifosfatos, contienen altas cantidades de energí a que les dan su papel vital en todos los organismos vivos. Se conocen en general como fosfato de alta energ í a, como son los fosf ágenos en el tejido muscular. Compuestos tales como fosfinas sustituidas tienen usos en la quí mica orgánica, pero no parece tener ninguna contraparte natural. La adición y la eliminación de fosfato a partir de proteí nas en todas las células es una estrategia fundamental en la regulación de los procesos metabólicos. Los rangos de referencia para los análisis de sangre, que muestran f ósforo inorgánico en púrpura a la derecha, siendo casi idéntica a la concentración molar de fosfato. El fosfato es útil en las células animales como un agente tampón. Las sales de fosfato que se utilizan comúnmente para la preparación de soluciones tampón a valores de pH de células incluyen Na 2HPO4, NaH2PO4, y las correspondientes sales de potasio. Un suceso importante de fosfatos en los sistemas biológicos es como el material estructural del hueso y de los dientes. Estas estructuras están hechos de fosfato de calcio cristalino en forma de hidroxiapatita. La densa dura de esmalte de dientes de los mamí feros consta de fluorapatita, un fosfato de calcio hidroxi donde algunos de los grupos hidroxilo han sido reemplazados por iones fluoruro.
METODOS DE OBTENCION DE FOSFATOS Superfosfato normal.
La roca fosf órica es insoluble en agua, y por lo tanto el f ósforo no se encuentra disponible para uso agrí cola. Si se aplica al suelo directamente roca fosf órica finamente
molida hay una lenta conversión del f ósforo a una forma soluble, dependiendo de la acidez y naturaleza del suelo. Sin embargo, por lo general, antes de que la roca fosf órica pueda utilizarse como fertilizante es indispensable tratarla en alguna forma para convertir el f ósforo a una forma soluble. El método clásico es el de acidulación de la roca con ácido sulf úrico para producir superfosfato normal, reacción que puede representarse de la siguiente manera: 2Ca5(PO4)3F + 7H2SO4 + 3H2O
3 CaH4(PO4)2·H2O + 7CaSO4 + 2HF
El sulfato de calcio se encuentra normalmente como anhidrita, y solo pequeñas cantidades en forma de yeso, CaSO 4·2H2O. Sin embargo, el fosfato monocálcico se presenta principalmente como un hidrato cristalino. En muchas rocas comunes, el flúor se halla en exceso al requerido por la f órmula de la fluorapatita. Se supone que este exceso de fl úor está presente como CaF 2, el cual reacciona con el ácido sulf úrico de acuerdo con las ecuaciones siguientes: CaF2 + H2SO4 4HF + SiO2 3SiF4 + (2 + n)H2O
CaSO4 + 2HF
2H2O + SiF4 (g)
2H2SiF6 + SiO2·nH2O
El ácido fuorhí drico producido por acidulación, reacciona con la sí lice para formar un tetrafluoruro de silicio que es volátil. En un frasco lavador de gases empleando agua, reacciona con esta para formar ácido fluosilí cico y sí lice en estado de gel hidratado; el ácido fluosilí c ico se desecha o se recupera como fluosilicatos. En la práctica, aproximadamente la mitad del flúor presente en la roca se desprende, el resto permanece en el fertilizante de superfosfato. Fosfato de amonio
Existen tres tipos de fosfatos de amonio: monoam ónico, diamónico y triamónico. El primero es un fertilizante soluble con un valor nutriente doble, ya que aporta alrededor de un 11% en nitrógeno y un 48% en P 2O5. Se obtiene a partir de la neutralización de amoní aco con ácido fosf órico. Su f órmula quí mica es NH 4H2PO4. Por su contenido amoniacal genera un efecto ácido en el suelo. El fosfato diamónico por su parte, posee un 18% de N y un 46% de P 2O5 y tiene por f órmula quí mica (NH4)2HPO4. Es el más soluble de todos y su contenido en f ósforo es totalmente aprovechable. Es de carácter ácido. Se fabrica a partir de solución monoamónica, ácido fosf órico y amoní aco. El tercer y último caso es el triamónico, pero su uso no es común como fertilizante. Su f órmula quí mica corresponde a (NH 4)3PO4. Superfosfato triple
Aun cuando el ácido sulf úrico es el reactivo más barato que se puede emplear para acidular la roca, tiene una desventaja; el P 2O5 disponible en el producto es aproximadamente del 20% debido a las grandes cantidades de sulfato de calcio que se forman en la reacción. Se puede obtener un producto mucho m ás concentrado, acidulando la roca con ácido fosf órico para producir superfosfato triple. La reacción es la siguiente: Ca5(PO4)3F + 7H3PO4 +5H2O
5CaH4(PO4)2·H2O + HF
Como en el caso de superfosfato normal, alrededor de la mitad del fl úor se desprende como SiF4, que se absorbe en el agua, se desecha o se convierte en fluosilicatos. La mayor parte del superfosfato triple se fabrica empleando ácido fosf órico del proceso húmedo porque es más barato que el ácido obtenido en el arco eléctrico. La concentración teórica del ácido requerida para el superfosfato triple es del 88% de H3PO4. Sin embargo, el uso de ácido a esta concentración origina reacciones colaterales indeseables y también da reducidos rendimientos de fosfato monocálcico debido a que algo de agua debe estar presente para que la reacci ón se aproxime a su consumaci ón a una velocidad razonable. Si el superfosfato triple no se seca artificialmente, la concentración del ácido es normalmente de 70% a 78% de H 3PO4. Esto introduce algo de humedad en el producto final pero no la suficiente para causar problemas en el manejo. Sin embargo, si el superfosfato triple se seca antes de embarcarse o si ha de ser subsecuentemente amoniaco o incorporado a fertilizantes mezclados, la concentraci ón del ácido puede ser del 34% de H 3PO4. Comercialmente, existe poca diferencia entre la fabricación del fosfato triple y el normal, excepto que el superfosfato triple fragua más aprisa. Dependiendo del tipo de roca y de la concentraci ón del ácido fosf órico que se usen, el superfosfato triple contiene de 40 a 49% en peso de P 2O5 disponible. Esto representa más del doble de la concentraci ón en el superfosfato normal. Cuando el producto debe enviarse a distancias considerables no hay duda que el superfosfato triple es m ás económico desde el punto de vista del productor y del consumidor. En la actualidad, parece ser que existe una tendencia al uso de fertilizantes m ás concentrados.
PROCESO DE OBTENCI ÓN DE LOS FOSFATOS DE BAYOVAR El minado
El yacimiento de fosfato de Bayóvar es de origen orgánico y se ha formado como consecuencia de ingresos sucesivos del mar a la costa. Este yacimiento est á compuesto por capas de roca fosf órica de uno a dos metros de espesor denominadas “mineral” e intercaladas con diatomita fosf ática de dos a siete metros de espesor denominadas “estéril”. El espesor total del yacimiento es de aproximadamente 38 m.
El Proyecto Bayóvar contempla la explotación de las primeras cinco capas, con unas reservas explotables que ascienden a 238 Mt. La explotación del yacimiento será a tajo abierto, siendo la ley media del mineral del orden de 17,5% de P2O5. El yacimiento está cubierto por una sobrecarga, constituida de arena y material sedimentario, que es removida en la etapa de “desbroce”, para dejar el mineral expuesto. Las caracterí sticas f ís icas del yacimiento permiten una explotación sin el requerimiento de perforación y voladura, por lo que el minado se realiza con equipo minero convencional. La sobrecarga y el estéril constituyen el desmonte de la explotación, proyectando una relación desmonte/mineral del orden de 6:1, este material es transportado en camiones y depositado en el botadero de desmonte ubicado al norte del tajo. El mineral extraí do del tajo es transportado en camiones y depositado en una zona de apilado de mineral. La alimentación a Planta Concentradora se realiza mediante un sistema de tolvas de carga, alimentadores y fajas transportadoras.
Diagrama de Flujo - Explotación de Mina
La Planta Concentradora ha sido diseñada para producir anualmente 3,9 Mt de concentrado de fosfato con una concentración mí nima de 29% de P2O5. El mineral proveniente de la Zona de Apilado de Mineral se recepciona en un silo de 600 m3 de capacidad, que permite una alimentaci ón constante.
La concentración consistirá en etapas de lavado y separaciones gravim étricas sucesivas con agua de mar. El suministro de agua de mar necesaria para el proceso de concentración será detallada en el componente “Lí nea de Impulsión Agua de Mar”. Como sub producto de la concentración se obtienen relaves finos y gruesos; los relaves finos o lamas serán depositados en unas pozas de relaves ubicados al sur del tajo. Los relaves gruesos serán depositados en una zona adyacente a la Planta Concentradora, conformando una Pila de Gruesos. En la etapa final del proceso, el concentrado es lavado con agua desalinizada, con la finalidad de retirar la mayor cantidad de sales presentes en el concentrado. Mediante la instalaci ón de la Planta Desalinizadora que utiliza el método de “Osmosis Inversa”. Es importante acotar que durante todas las etapas del proceso de concentraci ón y disposición de relaves no se utiliza reactivos quí micos. El concentrado final será transportado mediante de camiones de doble tolva denominados “Bi-tren” de 70 t de capacidad hacia la Zona de Descarga de Camiones.
Diagrama de Flujo Zona de Descarga de Camiones
El sistema de descarga de camiones se realiza f í sicamente en dos tolvas de recepci ón que poseen una capacidad de 40 t cada una. La frecuencia de llegada de los camiones a la Zona de Descarga de Camiones se estima en 5,3 minutos.
Para facilitar la extracción del concentrado de las tolvas de recepci ón se instalaron alimentadores de faja que descargaran a un sistema de fajas transportadoras denominada “Faja Transportadora Sobre Terreno”. Adicionalmente, se ha previsto un área de descarga alternativa denominada “Pila de emergencia” ubicada adyacente a la Zona de Descarga de camiones. Dicha área tiene una capacidad de almacenamiento de 25 000 t. La pila de emergencia ser á conformada con la ayuda de un cargador frontal que a su vez realizar á el carguí o del concentrado en una “tolva de emergencia” (capacidad 40 t), para que el concentrado retome su flujo normal de proceso. Para lograr conectar esta zona al circuito vial nacional, se ha diseñado una carretera de acceso para uso particular de las operaciones.
Diagrama de Flujo – Zona de Descarga de Camiones Faja Transportadora Sobre Terreno
El concentrado de la Zona de Descarga de camiones ser á transportado a la Zona de Secado y Almacenamiento por medio de un sistema de fajas transportadoras denominada “Faja Transportadora Sobre Terreno” que tendr á una longitud aproximada de5,0 km. Esta faja transportadora será instalada adyacente al Macizo de Illescas, para controlar las posibles emisiones de polvo durante el transporte del concentrado se ha previsto que dicha faja transportadora cuente con cobertura. La faja transportadora tendrá un ancho aproximado de 1,2 m. Se ha considerado dos franjas paralelas adyacentes a lo largo de la faja de 1,0 m y 3,8 m de ancho respectivamente, la primera para el acceso de personal de mantenimiento o supervisi ón y la segunda será destinada como un camino de mantenimiento.
Consiste en la separación del material estéril que se encuentra sobre las capas de mineral constituidas por arenas no consolidadas y paquetes de arenas cementadas que contienen venillas de yeso, arenisca y diatomitas que no necesitan de explosivos para ser minados.
El mineral apilado es cargado utilizando un cargador frontal a los volquetes que lo transportan a la planta concentradora para su tratamiento metalúrgico
Filtración y lavado
El lavado del material se hace con mangueras de alta presión formando lodos que son transportados por medio de cañerí as a la planta. El material es removido y llevado a los lavaderos, es clasificado por separadores que eliminan del toda la diatomita y las lamas liberadas por el fosfato, en esta etapa se elimina gran cantidad de agua y desplaza los cloruros del concentrado.
Secado
Reduce la
humedad del concentrado hasta el 3% , por medio de un horno rotatorio a altas temperaturas. Esta zona comprende: El sistema de secado, silo de almacenamiento y las instalaciones auxiliares. El concentrado con 15% de humedad, proveniente de la Zona de Descarga de camiones será descargado en un Silo de recepción (capacidad: 200 t). Este silo permite alimentar a dos sistemas de secado mediante alimentadores y fajas transportadoras. Cada sistema de secado procesará 260 t/h de concentrado húmedo hasta obtener un producto con 3% de humedad m í nima. El concentrado seco se transportará mediante fajas transportadoras hasta el Silo de almacenamiento (capacidad: 80 000 t); como medida de control del polvo se ha considerado el uso de supresores de polvo en los puntos de transferencia y el uso de fajas transportadoras con cobertura. La extracción del concentrado de este silo se realizará con ocho alimentadores,
descargando sobre una faja común y esta a su vez alimentará a la faja tubular en dirección al Puerto para su respectivo embarque. Para lograr conectar esta zona al circuito vial nacional se ha dise ñado una carretera de acceso para uso particular de las operaciones.
Diagrama de Flujo – Zona de Secado y Almacenamiento
Enfriado y almacenamiento
Esta parte del proceso se realiza en un intercambiador de calor luego de que la roca fosf ática concentrada haya pasado por el horno. Luego se lleva a un tanque de almacenamiento en donde se deja reposar o curar para su mejor estado por 4 o 6 semanas.
DIAGRAMA PROCESO DE LOS BAYOVAR
DE BLOQUES DEL OBTENCION DE FOSFATOS DE
PROCESO SELECCIONADO: PROCESO DE OBTENCION DE SUPERFOSFATO TRIPLE a) DESCRIPCIÓN DEL PROCESO La roca fosfórica pulverizada (CaH4(PO4)2 ) se mezcla con ácido fosfórico en un reactor de 2 etapas. La lechada resultante( CaH4(PO4)2·H2O + HF) se rocía dentro del granulador que contiene finos reciclados del proceso. El producto del granulador se seca en un horno rotatorio; se tamiza: el material mas grande se tritura se vuelve a enfriar se une al material refinado . El producto final se transporta hacia el lugar de almacenamiento! en donde se cura el material durante " a # semanas; tiempo en el que ocurre maor reacción entre el ácido la roca! lo que aumenta la disponi$ilidad de % 2&' como alimento para plantas.
b) REACCIONES Y ARIABLES TERMODIN!MICAS l hacer reaccionar las fosforitas con ácido fosfórico se o$tiene un producto que contiene entre ") "*+ de %2&'! en su maor parte en forma asimila$le por las plantes. ,u contenido en -til en unas dos veces media superior al del superfosfato normal. La reacción de o$tención del superfosfato triple es: a'(%&"/01 34 0%&" '42&
'a4"(%&"/2542& 41
El producto o$tenido es! esencialmente! fosfato monocálcico impuro. ,e puede o$tener en polvo o granulado. En el superfosfato triple normalmente producido! el está en su maor parte en forma solu$le en agua! lo cual indica que el compuesto presente más importante es el fosfato monocálcico. 6am$i7n ha fosfatos de hierro aluminio que son insolu$les en agua! pero solu$les en citrato amónico algo de fosfato dicálcico.
a"#ab$%& T%"'#*'#,a& Q-% S% Ma*%.a* E* E$ P",%& •
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8efrigeración del producto con $ancos de placas; 8eciclado del aire caliente; ,elección del tama9o adecuado de los tamices molinos (por eemplo! molinos de cadena o de rodillos/; tilización de tolvas de compensación para controlar el reciclado en el proceso de granulación;
Usos del producto y subproducto valiosos del súper fosfato triple
El súper fosfato triple (SPT) es el fertilizante fosfatado de mayor concentración disponible, con 44 a 48 % de P2O5 y 40 a 45 % de P2O5 soluble en agua. Composición: Análisis tí picos Fósforo Total (P2O5) Fósforo Disponible (P2O5) Calcio (Ca) Agua
Unidad % % % %
resultados 48 46 14 4.5
Aplicaciones:
El Súper fosfato triple es un fertilizante fosfatado soluble con un elevado contenido de Fósforo. Esta fuente fertilizante en suelos de pH neutros presenta una disponibilidad inmediata que disminuye con el tiempo fijándose en formas quí micas menos disponibles para la planta, dependiendo de las propiedades del suelo. Este fertilizante es una fuente alternativa al superfosfato simple en lo que respecta al fosforo siempre y cuando los niveles de azufre del suelo sean suficientes para el cultivo instalado. Al reaccionar el fertilizante con la humedad del suelo da como resultado una soluci ón de fosfatos que pueden reaccionar en el suelo con hierro, aluminio y manganeso, principalmente en suelos ácidos. En los suelos calcáreos estas reacciones ocurren con los carbonatos de calcio. Como resultado en suelos de pH alejados del neutro, este nutriente se fija y precipita como fosfatos en combinación con estos elementos, disminuyendo la disponibilidad de f ósforo para la planta. Por eso, la mayor disponibilidad de esta fuente de f ósforo se encuentra en pH entorno de 6,5 aproximadamente. Por su carácter ácido, el Súper Fosfato Triple reacciona con el suelo en las vecindades de donde se aplica. El gr ánulo colocado en el suelo se disuelve por la humedad aumentando la presión osmótica alrededor éste y resulta una solución fertilizante que reacciona con el suelo circundante. Esta soluci ón ácida disuelve parte de los minerales de hierro, aluminio, magnesio y calcio del suelo, formando precipitados de F ósforo de distintas solubilidades. STP es el fertilizante ideal para praderas consorciadas. Incrementa los rendimientos de materia seca y la calidad del forraje. Es utilizado sólo o en mezclas, al voleo o en surcos incorporado, según la zona, suelo y cultivo. DOSIFICACIÓN:
Cereales y Oleaginosas Hortalizas Praderas y Campos
dosis De 80 a 300 kg/Ha. De 150 a 200 kg/Ha.
utilización A la siembra o poco después
De 80 a 300 kg/Ha.
del transplante A la siembra o al voleo
Naturales
MANIPULEO Y ALMACENAMIENTO
Es un producto de f ácil manipuleo y transporte, sobre todo embolsado. Su carácter ácido puede causar el deterioro de algunos tipos de envases. 47% Fósforo Total (46% de disponibilidad inmediata) ASPECTO: Gránulos de color gris oscuro entre 1mm y 4mm de diámetro. Debe conservarse en locales frescos y secos con adecuada ventilaci ón. Durante su manipulación, almacenamiento, transporte y uso debe mantenerse alejado de la lluvia y de locales húmedos. Mantener las bolsas bien cerradas mientras el producto no es usado Presentaciones: Bolsa de 50 Kg, bolsones de 500 o 1000Kg (retornables o descartables) y granel.
USOS DE LOS FOSFATOS
Los fosfatos tienen multitud de aplicaciones tanto domésticas como industriales: Na3PO4: •
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Agente de saponificación de grasas Decapante de pinturas debido a que en medio acuoso da disoluciones muy básicas. Se utiliza a nivel industrial para limpiar metales. Mezclado con NaClO, se utiliza en maquinas de lavado.
Na2HPO4: •
En alimentación. Fabricación de quesos, emulsionante.
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Aditivo al jamón, evita pérdida de agua.
NaH2PO4: •
En procesos de fosfatización de metales. Tratamiento anticorrosión previo a la pintura.
Ca(H2PO4)2:
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Se utiliza como levadura artificial en panader í a (mezclado con NaHCO 3). Se aprovechan sus propiedades ácidas. En agua, los iones dihidr ógeno fosfato ceden protones al bicarbonato. La reacción produce CO 2 que al desprenderse y quedar ocluí do en la masa, la hace más ligera: H2PO4-+ HCO3-
CO2 + HPO4-2+ H2O
Ca(H2PO4)2 + 2 NaHCO 3
2 CO2 + Na2Ca(HPO4)2
Na2H2P2O7: También se utiliza como acidulante para la preparación de la masa del pan. Su ventaja respecto del anterior es que no reacciona con el bicarbonato a menos que se caliente. Eso permite preparar grandes cantidades de masa y almacenarlas sin que se inicie el crecimiento de la misma de forma prematura. CaHPO4: •
Se utiliza como abrasivo en pastas de dientes.
Ca2P2O7: •
Se añade en pastas de dientes con fl úor. El difosfato es el más inerte de los fosfatos. Se utiliza como abrasivo puesto que no interfiere con los compuestos que contienen flúor.
Na5P3O10: •
Se obtiene por calentamiento controlado de una mezcla estequiom étrica de los fosfatos monobásico y dibásico: NaH2PO4 + 2Na2HPO4
•
Na5P3O10 + 2H2O
Se ha utilizado en detergentes (Calgón®) para ablandar el agua ya que forma complejos solubles con Ca +2, Mg+2y Fe+3. Na5P3O10---> P3O105-+ Na+
NaP3O104-
P3O105-+ Ca2+
CaP3O103-
P3O105-+ Mg2+
MgP3O103-
Evita que se formen espumas insolubles de jabón cuando se lava con aguas duras. Debido a los efectos dañinos de los fosfatos en las aguas residuales al estimular el crecimiento indeseable de las algas, el uso del tripolifosfato ha disminuido radicalmente.
Este trifosfato se utiliza como dispersante en fabricación de cementos y ladrillos. Disminuye la cantidad de agua precisa para hacer las pastas; tambien en perforaciones petrolí feras para mejorar las propiedades mecánicas de los suelos. Además, los fosfatos tienen un uso intensivo en la industria alimenticia. Fosfatos en los detergentes. Eutroficación
Los fosfatos se han venido utilizando en las formulaciones de detergentes desde los años 30. Su papel es complejar los cationes responsables de la dureza del agua (Ca +2 y Mg+2) formando con ellos complejos solubles. Esto evita que se formen espumas insolubles en el agua y permite que los surfactantes trabajen más eficazmente impidiendo que la suciedad vuelva a depositarse sobre lo lavado. El fosfato m ás utlizado para ello es el trpolifosfato sódico Na5P3O10. Su excesivo uso puede llevar al problema de la eutrofizaci ón. Uno de los sustituyentes de los fosfatos en los detergentes fue el NTA N(CH 2CO2)3-3. Sin embargo se ha demostrado que este compuesto es carcer í geno y por eso no se utiliza en la actualidad. El descubrimiento de que las zeolitas son eficaces intercabiadores iónicos hace de estos compuestos buenos sustitutos de los fosfatos alli donde la legislación prohibe su uso. Sin embargo las zeolitas tienen tambien inconvenites: •
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su coste mucho mayor que los fosfatos son materiales sólidos insolubles. Se utilizan en suspensi ón. Necesitan de otros compuestos que faciliten la dispersión de las zeolitas, para controlar el pH y para prevenir la redeposición de la suciedad. Para ello se a ñaden ácidos carboxí licos de cadena larga.
No está claro que el uso de las zeolitas tenga un menor impacto ambiental que los fosfatos. La actividad minera (extracción de Al) y las operaciones necesarias para su obtenci ón globalmente consideradas hacen que su impacto ambiental sea semejante. Adem ás es relativamente f ácil eliminar los fosfatos del agua mientras que es dificil la recuperaci ón de zeolitas de las aguas residuales. APLICACIONES Alimentos o bebidas que contienen fosfato
Los fosfatos estan presentes en alimentos y bebidas. Por ejemplo en: quesos, pasteles, galletas, panes, galletas de agua, alimentos en polvo, embutidos, pescado seco y salado,
cereales para el desayuno, papas deshidratadas, mantequillas, chocolates y bebidas gaseosas, La mayoria, sin embargo, proviene de las carnes y de los productos lacteos. Aplicación industrial de los fosfatos
Cerca de tres cuartas partes del f ósforo total( en todas sus formas quimicas), se emplean como fertilizantes. Tambien se les utiliza en elaboracion de detergente, en alimentos para animales, ablandadores de agua, aditivos para alimentos y farmacos, en el tratamiento de superficies metalicas, aditivos en metalurgia, plastificantes, insecticidas y aditivos de productos petroleros. ¿Por qué se puede aplicar directamente en la agricultura?
Normalmente en cada cosecha se extraen los nutrientes del suelo. Estos nutrientes tienen que ser repuestos continuamente para evitar el empobrecimiento y la perdida de la fertilidad de las tierras. A esta necesaria reposicion contribuyen los fosfatos. El f ósforo forma parte de la celula, de los nucleotidos, de las lecitinas y las enzimas. ¿Qué efectos tiene el f ósforo en la salud humana?
El f ósforo esta presente en el ambiente coomo fosfatos. Los fosfatos son sustancias importants en el cuerpo de los humanos porque ellas son parte del ADN y son fuente de energia. Los fosfatos pueden ser encontrados comunmente en plantas. Los humanos han cambiado el suministro natural de f ósforo radicalmente por la adicion de estiercol rico en fosfatos. El fosfato esta presente en alimentos, como quesos, salsas, jamon. Otras formas de presentacion de los fosfatos
El incremento de la concentracion de f ósforo en las aguas superficiales aumenta el crecimiento de organismos dependientes del f ósfoto, como son las algas. Estos organismos usan grandes cantidades de oxigeno y evitan que los rayos de sol entren en el agua. Esto hace que el agua sea poco adecuada para la vida de otros organismos. El fenomeno es comunmente conocido como eutrofizacion. Este fenomeno se presenta en el rio Chira a consecuencia del embalse de sus aguas. Importancia del f ósforo en nuestro organismo
El f ósforo es un ingrediente esencial del hueso, segundo en importancia despues del calcio. El 80% del fosforo en el cuerpo se localiza en los huesos. El fosfoto se encuentra en casi todos los alimentos, ya que es una parte critica en todas las cosas vivientes. Los alimentos lacteos, las carnes, el pescado son fuentes ricas de este mineral. Tambien se encuentra en nueces, legumbres y granos, pero no es bien absorbido por el cuerpo. VENTAJAS DEL FOSFATO DE BAYOVAR
El desierto de Sechura es rico en fosfatos solubles que se aplican directamente a los suelos acidos. El fosfato fomenta el enriquecimiento del sueloo, facilita la formacion de las raices, estimulas la floracion y la formacion de la semilla. Se trata de fosfato natural mas reactivo y de alto contenido (fosfato de calcio, azufre y fosfato de magnesio). Tiene un alto poder residual, optimo para suelos acidos mejora el pH del suelo. Por su solubilidad en atractivo como abonos natural.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
Ingenierí a técnica industrial-Quí mica aplicada. Págs. 330-334. C.L. Mantell. Ingenieria Electro-Quí mica, Edit.Reverte S.A-1980, págs. 255,
256, 257 Geoquí mica industrial pág. 495 – 512 http://infraestructuraperuana.blogspot.com/2009/08/yacimiento-de-fosfatos-de-
bayovar.html MANUAL DE PROCESOS QUIMICOS EN LA INDUSTRIA