Produccion de Sulfato de Aluminio en Oruro

PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO

PRQ-3297

“PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO ALUMINIO EN LA CIUDAD CIUDAD DE ORURO”

RESUMEN En el presente trabajo, se realizo el estudio de un proyecto, que en este caso es una: Planta de producción de sulfato de Aluminio, para dicha planta primeramente se determino el proceso para la elaboración del sulfato de aluminio. Luego de conocer los equipos que intervienen en dicho proceso se realizó un diagrama de flujo para realizar posteriormente cálculos de flujos de entrada y salida de cada uno de los equipos que intervienen en el proceso. Luego de realizar lo indicado anteriormente, se procedió al diseño de un equipo del proceso, dicho equipo en este caso fue un reactor bath. Los datos y planos se muestran mas adelante. Acabado el diseño se realizó la caracterización de cada equipo, esto se realizo a través de un formulario de especificaciones de cada equipo. Para ver la consistencia y factibilidad de


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1. INTRODUCCIÓN El sulfato de aluminio cuya fórmula es Al2(SO)3 es una sal cristalizada que tiene una concentración que va de 15 a 18% de Al2O3 (alúmina); esta sal proviene de la mezcla de hidróxido de aluminio y ácido sulfúrico. El sulfato de aluminio tiene varias aplicaciones, su uso principal es en el tratamiento de aguas tanto a nivel industrial como doméstico como por ejemplo las piscinas, mezclado con el hidróxido cálcico. También se lo utiliza en la fabricación de papel en conjunto con unas resinas llamadas encolantes, proporcionándole al papel resistencia a la penetración por el agua y unas buenas condiciones para fijar los colores. 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Actualmente Actualmente el sulfato sulfato de aluminio aluminio cuenta con varias aplicacione aplicacioness tanto a nivel industrial industrial como doméstico; su uso principal es en el tratamiento de aguas y otros. Refiriéndose a la fabricación del sulfato de aluminio, en la actualidad no hay ninguna fábrica de este producto y las cantidades existentes en el mercado provienen de la importación; por esta razón la obtención y su estudio de mercado mercado se puede caracterizar caracterizar como una sustitució sustituciónn de importaciones.


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1. INTRODUCCIÓN El sulfato de aluminio cuya fórmula es Al2(SO)3 es una sal cristalizada que tiene una concentración que va de 15 a 18% de Al2O3 (alúmina); esta sal proviene de la mezcla de hidróxido de aluminio y ácido sulfúrico. El sulfato de aluminio tiene varias aplicaciones, su uso principal es en el tratamiento de aguas tanto a nivel industrial como doméstico como por ejemplo las piscinas, mezclado con el hidróxido cálcico. También se lo utiliza en la fabricación de papel en conjunto con unas resinas llamadas encolantes, proporcionándole al papel resistencia a la penetración por el agua y unas buenas condiciones para fijar los colores. 2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Actualmente Actualmente el sulfato sulfato de aluminio aluminio cuenta con varias aplicacione aplicacioness tanto a nivel industrial industrial como doméstico; su uso principal es en el tratamiento de aguas y otros. Refiriéndose a la fabricación del sulfato de aluminio, en la actualidad no hay ninguna fábrica de este producto y las cantidades existentes en el mercado provienen de la importación; por esta razón la obtención y su estudio de mercado mercado se puede caracterizar caracterizar como una sustitució sustituciónn de importaciones.


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4. LIMITACION La producción de sulfato de aluminio se realizará en la ciudad de Oruro con el fin de satisfacer el mercado local y nacional en lo que respecta al uso y a las diferentes aplicaciones que tiene este producto. 5. JUSTIFICACION El estudio del proceso de obtención de sulfato de aluminio lo vemos importante, por lo que dicho proyecto puede ser un impulso a la industrialización de nuestro país. El objetivo del estudio de mercado en nuestro proyecto es el de mostrar cifras que nos ayuden a justificar desde el punto de vista económico la realización del proyecto ya que el producto es netamente importado en el mercado local. La fabricación de Sulfato de Aluminio si bien no implica gran problema para el medio ambiente, sin embargo tampoco se puede negar que de alguna manera influye en el pro probl blem emaa ecol ecológ ógic icoo tan tan impo import rtan ante te en esto estoss días días,, por por trat tratar arse se de un proc proces esoo de transformación con reacción química. 6. FUNDAMENTO FUNDAMENTO TEORICO.TEORICO.- A contin continuaci uación ón mostr mostrare aremos mos alguno algunoss concept conceptos os y caracteristicas importantes:

PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO •

Tratamiento de Aguas

•

Industria Papelera

•

Industria en General

•

Otros Usos

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6.2 ACIDO SULFURICO.El ácido sulfúrico, de fórmula H2SO4 ( óleum: H2SO4 con SO3 en solución), a temperatura ambiente es un líquido corrosivo, es más pesado que el agua e incoloro (a temperatura y presión ambiente). El óleum tiene un olor picante y penetrante. Esta es la sustancia más importante de la industria química mundial. Sus nombres químicos son ácido sulfúrico y ácido sulfúrico fumante. También es llamado aceite de vitriolo, ácido de baterías y ácido de fertilizantes. Propiedades Físicas y Químicas •

Concentración mayor: 98,5% a una temperatura de 15,5 ºC:

•

Punto de ebullición: 338 ºC ó 640 ºF

•

Densidad a 20 ºC: 1,84 g/cm.

•

Punto de fusión: -40 ºC para una concentración de 65,13%.

PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO •

Generación térmica de energía

•

Metalurgia

•

Producción de ácido para baterías eléctricas

•

Producción de sulfato de aluminio

•

Fabricación de productos orgánicos

•

Explosivos

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6.3 HIDROXIDO DE ALUMINIO.El hidróxido de aluminio es el producto intermedio más importante en la obtención de compuestos de aluminio. En primer lugar todo el mejor sulfato de aluminio se obtiene hoy día del hidrato, y como la mayor parte de las demás sales de aluminio de menor importancia se obtienen a su vez ve z por doble descomposición del sulfato de aluminio Propiedades Físicas y Químicas •

Punto de fusión: 300 ºC

•

Densidad : 2,2 g/cm.

•

Solubilidad: Insoluble en agua.


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agua residual, tanto municipal e industrial y clarifica el agua al precipitar los sólidos suspendidos. 3. Tratamiento de agua potable.- El sulfato de aluminio permite clarificar el agua potable ya que es un coagulante y por ello sedimenta los sólidos en suspensión, los cuales por su tamaño requerirán un tiempo muy largo para sedimentar. 4. Manufactura química.- Se emplea en producción de otras sales de aluminio 5. Jabones y grasas.- Se emplea en la producción de jabones de aluminio y grasas para usos industriales 6. Petróleo.- Manufactura de catalizadores sintéticos 7. Farmacéutica.- Como astringente en la preparación de drogas y cosméticos. CERTIFICACIONES El uso del sulfato de aluminio para tratamiento de agua está aprobado en Estados Unidos por American Water Works Association (AWWA). En adición cuenta con certificaciones nacionales e internacionales tales como: •

NSF (National Sanitation Foundation) de Estados Unidos para toxicología en agua potable

•

CERTIMEX (Certificación Mexicana, S.C) antes IMTA


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1. Donde no se justifica la instalación de tanques para almacenamiento de producto líquido 2. En zonas extremadamente frías que pueden provocar la congelación durante el transporte y almacenamiento. 3. Cuando el consumidor está muy alejado de la planta productora, el costo del flete base seca se reduce. Materiales El producto sólido debe disolverse para su utilización, por lo que al final se manipula en forma líquida, en estas condiciones el producto debe estar en contacto con materiales adecuados, de entre los cuales se suele recomendar para: 1. Tanques: Polietileno, poliéster-fibra de vidrio, acero al carbono recubierto de PVC y acero inoxidable. 2. Bombas: acero inoxidable ANSI-316 y PVC. 3. Tuberías y válvulas: PVC y acero inoxidable. Entrega en pipa El sulfato de aluminio líquido entregado en pipa se descarga a través de una manguera de


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del volumen almacenado. Ya que los diques de contención son normalmente instalados para una emergencia, pueden ser de una construcción de concreto. La capacidad de los tanques de almacenamiento dependen del consumo de cada planta siendo recomendable por lo menos de 30,000 litros. Los tanques de almacenamiento de Fibra de Vidrio - poliéster instalados en interiores son usualmente lo suficientemente transparentes para dar una indicación visible del líquido. Sin embargo, cuando estos tanques se instalan en exteriores y aislados, o donde otro tipo de tanques de almacenamiento se utilizan, se recomiendan indicadores de nivel. Las bombas centrífugas de acero inoxidable 316 o PVC pueden ser utilizadas para transferir sulfato de aluminio líquido del almacenamiento al punto de uso o para alimentar al tanque. Las temperaturas de envío normales son abajo de 65°C. Las mangueras de hule de goma natural, y las tuberías de polietileno semiflexible con PVC o tipo 316 con entradas de acero inoxidable pueden ser usadas para instalaciones temporales, que están diseñadas para presiones en cuestión. Estos artículos no se recomiendan para instalaciones permanentes. 6.4 DEMANDA DE SULFATO DE ALUMINIO.SITUACIÓN ACTUAL. De acuerdo al análisis anterior, la estimación cuantitativa del volumen actual del uso de sulfato de aluminio, se realiza en base a las importaciones:


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DEMANDA DE SULFATO DE ALUMINIO EN BOLIVIA

900 800 700

CANTIDAD TM

600 500 400 Serie1

300 200 100 0 2002

2004

2006

AÑO

Demanda de Sulfato de Aluminio(Cantidad de importación) Año

Demanda

2002 2003 2004 2005 2006 2007

625,344 628,494 650,305 715,435 769,698 875,779


7.- DIAGRAMA DE FLUJO CUALITATIVO.-

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Descripción del proceso: Como se puede ver primero se traslada la materia prima, ésta se


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8.- BALANCES MASICOS Y ENERGETICOS.1. En el reactor la reacción es: 2Al(OH)3 + 3H2SO4 + 2H2O

Al2(SO4)3 + 8H2O

Para un día, a partir de la demanda tenemos: m Al 2 ( SO4 ) 3 = 1300

tn año

•

1año 365 dias

•1dia = 3,56Tn = 3560 kg

De la reacción: =

m Al ( OH ) 3 m H 2 SO4 m H 2O

=

=

2 • 78 kg Al (OH ) 3

• 3560

342 kg Al 2 ( SO 4 ) 3

3 • 98 kg H 2 SO 4 342 kg Al 2 ( SO 4 ) 3 2 •18 kg H 2 O

342 kg Al 2 ( SO 4 ) 3

• 3560

• 3560

kg Al 2 ( SO 4 ) 3

kg Al 2 ( SO 4 ) 3

kg Al 2 ( SO 4 ) 3

= 1623 ,8 [ kg ]

= 3060 ,3 [kg ]

= 374 ,7 [kg ]

Ahora determinamos los volúmenes de cada reactante: Las densidades son: ρ Al ( OH )

3

= 2,2

kg L

;

ρ H

2 SO4

= 1,84

kg L

;

ρ H O 2

= 1,03

kg L


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Para reactores Batch se tiene: t permanenci

a

=

V reactor v f

Donde vf es el caudal de salida y es igual a: v f = v 0 • (1 + ε x A ) donde :

ε = 0

para líquidos

Entonces: L

caudal = v f = v0 = 360

h

Reemplazando: t permanenci

a

=

2765 ,6 L L 720 h

= 3,84 [h]

También se sabe que para un reactor batch: t permanenci

Donde:

a

C A

dC A

A0

− r A

= −∫ C

C A 0

dC A

A

− r A

=∫ C

PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO C A0 =

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1623 ,8kg kmol mol = 7,52 ⋅ 10 −3 = 7,52 kg L L • 2765 ,6 L 78 kmol

También sabemos que: C A

= C A • (1 − x A ) 0

Donde XA=1 porque en los productos no aparece el hidróxido de aluminio, por lo que deducimos que se convirtió completamente Entonces: C A

= C A • (1 − 1) = 0 0

Luego Reemplazando: t permanenci k =

a

141 ,7 3,84

=

1

k

7 , 52

∫ 0

= 36 ,9

dC A C A

2

=

141 ,7

k

L mol ⋅ h

Entonces la ecuación cinetica aproximada es:

− r A = 36,9 • C A2 2. Para la camisa de calefacción, el balance energético es:


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= 200 C = 473 K T reactor = 150 C = 423 K dato de la reacción consideram os T reactor = T saida = 423 K T ent











∆ H r = −893

kcal kmol

Ahora determinamos las densidades: a la entrada y a la salida

ρ entrada

ρ salida

=

=

P ⋅ M R ⋅ T

P ⋅ M R ⋅ T

0,64atm • 18

= 0,082

atm ⋅ L

0,082



g L

g mol

= 0,332

• 423 K 

mol ⋅ K 

= 0,297



mol ⋅ K

atm ⋅ L

mol

• 473 K

0,64atm • 18

=

g

g L

Ahora determinamos el coeficiente global de transmisión de calor “U”: U =

1 1

hint

•

Dext Dint

+

x k acero

Donde “x” es el espesor de la chapa del reactor: X =2 mm D

=1 61 m

+

1

hext

•

Dext Dint

PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO k acero

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kcal  = 46   m ⋅ h⋅ C  

Reemplazando: U =

1 5,4

•

1,63 1,61

+

1 0,01 46

 kcal   J  = 2,13 2 = 8917 , 9  m 2 ⋅h C  1 1,63  m ⋅h C  + • 

3,6



1,61

Para el area de transmisión de calor: Area

L

=3

Area

= π ⋅ Dext reactor ⋅ L V T

•4

π

=3

2756 ,6 ⋅10 −3 π

•4

= 1,52[m]

= π •1,52 •1,614 = 7,70[m 2 ]

= 0,297 • 2883 • 473 • Q = 405006 ,7Q [U A (T ent − T sal ) + Q ρ C p T reactor ] salida = 8917 ,9 • 7,70 • (200 −150 ) + 0,332 • 2458 • 423 • Q [U A (T ent − T sal ) + Q ρ C p T reactor ] salida = 3433391 ,5 + 345191 ,7Q (−r A ) V reactor ∆ H r = 0 porque la conversion es completa (Q ρ C p T ) entrada

Reemplazando: 405006 ,7Q −[3433391 ,5 + 345191 ,7Q ] = 0

m 3 

PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO Dext chaqueta

= Dint

chaqueta

PRQ-3297 + 2 x

x = 2mm Dext chaqueta

=1,622 [ m]

3. Para el evaporador. Wv.v.

V

P=1,033 kg/cm 2

P=4,854kg/cm2

Vcond

L F

De la reacción: m H 2O

=

8 •18 kg H 2 O 342 kg Al 2 ( SO 4 ) 3

F = m Al 2 ( SO4 )3 Luego :

• 3560

kg Al 2 ( SO 4 ) 3

= 1498 ,9 [kg ]

+ m H O = 3560 kg +1489 ,9kg = 5049 ,9[kg ]

x F

2

=

3560 kg 5049 ,9 kg

= 0,705


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4. Para el cristalizador.

F1

Cristalizador

C

F2

De tablas tenemos que: So lub ilidad ρ so ln

= 1885

=

40 ,4 g 3

100 cm de solucion

kg

m3 F 1 = 3560 ,2 kg

Entonces el volumen de la solución es: V so ln

=

m ρ so ln

Cristales

=

3560 ,2

= C =

1885

= 1,889 [m 3 ] 40 ,4 g 3

100 cm de solucion

•1,889 ⋅10 6 cm 3 de solucion = 763156 g = 763 ,156 [kg ]

PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO Dhelice

=

DRe actor

Dhelice

3 = 0.539 [m]

Dhelice

= 53 .9 [cm ]

y =

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Dhelice

4 y =13 .5 [cm ] Laspa = Laspa

D helice

2 = 0.269 [m]

Luego para el ancho de la aspa: 2 2

=

y B

Ancho de la aspa

= B =

y


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w = 300 [ rpm ] = 5 [rps ] ρ so ln .

= 1885 kg 3   m 

Para 4 alabes : N p = 1.37;

 kg ⋅ m  g c = 1  2   N ⋅ s 

Luego tenemos :

eje

=

Potencia

eje

= 19 .68 [hp ]

M tor M tor

Para el eje:

N p ⋅ ρ so ln ⋅ w ⋅ Dhelice

Potencia

=

g c

Potencia

eje

w = 467 .132 [ N ⋅ m] M tor

F tan gencial

=

F tan gencial

= 1.734 ⋅10 3 [ N ]

A perno

=

D perno

=

Laspa

F tan gencial σ adm

= 5.011 ⋅10 6

4 • A perno π

[m 2 ]

= 2.526 [mm ]


Donde:

Am

= π • Dreactor • t

A p

2 = Dreactor

π

4

P = 7 atm dato de la reacción

Combinando t 1

=

P • Dreactor 4 • σ adm

El espesor es: t 1 = 0.829 [ mm ]

Para la sección longitudinal:

A

= 2 • L • t

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Ahora realizamos el diagrama de cuerpo libre:

Primero sacamos los pesos a partir del peso especifico, los valores del D.C.L son: Fuente: tablas para procesos metalurgicos-Sharcus kgf


qe

= 2.593×

5

10

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⋅N

Luego del D.C.L. calculamos las reacciones: Dado

R a + R b − q e − P R a

 

⋅

R a

− qe ⋅

( 1m)

−P ⋅

( 1m)

0

:= Find ( R a , R b)

R b

R a

( 2m)

0

:= 161995N

R b := 161995 N

Las distancias son: x1

: =

0.19

x2 := 1 x3 := 1.81 x4 := 2

La ecuacion de momentos es:

M ( x)

:= R a ⋅ x − q ⋅

( x − x1) 2

2

− P ⋅ ( x − x2) + q ⋅

( x − x3) 2

2

PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO 5×10

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5

0

− 5×105 M ( x)

− 1×106 − 1.5×106 − 2×106 − 10

−5

0

5

10

x

Del grafico el momento máximo es: M max := 109500 N ⋅ M m ax

5

= 1 . 0 9 5× 1 0 mN

Para el acero A36 de tablas ( el dato fue extraido del Spotts) σ := 248000000 Pa

σ = 2 .4 8× b:= 15c

8

1 0 Pa

b= 0. 15m

Ahora calculamos el alto de la viga:

dato para vigas(ancho)


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Existen varios métodos para cumplir este objetivo; dependen de las necesidades, objetivos y otras particularidades que persigue el proyecto. Efectuando un análisis preliminar de los datos que se disponen, el método o sistema utilizado para calcular la localización es de los centro de gravedad, se elige este método por que al considerar una serie de factores incidentes y una proporción bastante adecuada, prácticamente permitirá ubicar la planta en el lugar mas adecuado. Para el presente caso, se toman como puntos iniciales las ciudades de La Paz, Oruro, Cochabamba y Potosí. Para el presente estudio interesa analizar los siguientes factores de localización. 10.1 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA LOCALIZACIÓN Los factores más importantes son: 1. Materias Primas 2. Energía Eléctrica 3. Mercado 4. Transporte de Materias Primas 5. Mano de Obra


MATERIAS PRIMAS MANO DE OBRA SERVICIOS AUXILIARES INFRAESTRUCTURA MEDIO AMBIENTE TOTAL

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5 5

6 5

5 5

6 5

1-6 1-5

4 2 46

4 3 50

4 1 45

2 3 42

1-4 1-3

JUSTIFICACIÓN DEL PUNTAJE. 10.2 MATERIAS PRIMAS. Considerando que el ácido sulfúrico es una de las materias primas que se usa en mayor proporción, esta se encuentra en producción en Oruro.. En cambio el cambio el hidróxido de aluminio que se utiliza en menor cantidad se encuentra en el puerto de Arica(Chile) dicha materia prima es proveniente de Shangai(China) a dicho puerto por vía marítima. Se tienen proveedores de industrias que trabajan con arcillas pero la proveniente de Shangai(China) tiene elevada pureza, apta para el proceso de obtención. Por la accesibilidad a dicho puerto es la razón por la cual se le a asignado el mismo puntaje a los cuatro departamentos en estudio.


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Oruro tiene el mayor puntaje, por que como se sabe el producto se comercializa en gran parte del territorio nacional, en ese sentido, esta ciudad se encuentra ubicada en un lugar geográfico estratégico, lo cual facilitara en gran manera la comercialización del producto. La Paz y Cochabamba tienen puntajes relativamente elevados por que son centros potenciales de consumo. Potosí tiene menor puntaje por encontrarse alejado en el territorio nacional. 10.5 TRANSPORTE DE MATERIA PRIMA. Es muy importante considerar este aspecto, especialmente cuando se tiene que trasladar grandes volúmenes de materia prima hasta el lugar de tratamiento, por otro lado se trata de evitar que el producto se hidrate, por que de ocurrir esto influirá el proceso, incidiendo en la calidad y por que no decirlo en el rendimiento. Oruro tiene mayor puntaje debido a que la empresa que produce ácido sulfúrico se encuentran cerca de la ciudad y por supuesto la cercanía al puerto de Arica ayuda en el puntaje recibido.


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Para efectivizar el presente proyecto se debe contar necesariamente con recurso humano, el mismo debe estar capacitado para la operabilidad y mantenimiento, si bien en el país se cuenta con mano de obra barata, esta varia de departamento a otro, debido al costo de vida. Oruro y Potosí tienen mayor puntaje debido a que en estos departamentos el nivel o costo de vida es relativamente bajo, por lo mismo la mano de obra tanto directa como indirecta es menor. La Paz y Cochabamba tienen menor puntaje por que como se sabe el nivel de vida en estas ciudades es elevada, por lo tanto la mano de obra es mayor. 10.7 SERVICIOS AUXILIARES. Se considera servicios auxiliares al agua, carburantes, lubricantes, aire, gas natural, etc. Los cuatro departamentos en estudio tienen el mismo puntaje debido a que estos servicios auxiliares no son extremadamente determinantes en el proceso, se consideran secundarios. 10.8 INFRAESTRUCTURA. Analizando las ventaja y desventajas de la zona de instalación de la nueva unidad de producción, infraestructura física, provisión de servicios, política departamental, etc. La Paz, Oruro y Cochabamba tienen el mismo puntaje por que tienen las mismas condiciones


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Potosí tiene también puntaje elevado, por que de la misma manera tiene poca población lo cual permite ubicar la planta y la población no copara este sector. La Paz y Cochabamba tienen menor puntaje por ser ciudades bastante pobladas, lo cual implica que si se ubica una planta en estas ciudades, obviamente en sectores considerados industriales, en un tiempo breve, la población copara estos sectores, es decir estas plantas quedaran en el centro de la ciudad, como esta ocurriendo en el Alto de La Paz y la Avenida Blanco Galindo (carretera Quillacollo-Cochabamba), lo que ocasionara una susceptibilidad para los habitantes de la zona. Al margen de todo lo indicado anteriormente, Oruro goza del privilegio de liberación del pago de impuestos nacionales, departamentales, municipales, y universitarios sin excepción del de la Renta personal, decretada por la ley, aspecto que resulta determinante en el momento de realizar las inversiones para la instalación de la planta. 11. FORMULARIO DE ESPECIFICACIONES.FORMULARIO DE ESPECIFICACIONES PARA UN MOLINO MOLINO DE MATERIAL SOLIDO (ROCA + MINERAL) Identificación: Item: Item No: Cantidad: 1

Fecha: Or-19-Julio -2010


Item: Item No: Cantidad: 1 Función:

Transportar material sólido

Operación:

Continua

Tipo:

Transportador de banda o cinta

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Fecha: Or-19-Julio-2010

Tipo de material a manejar: Abrasivo, mineral y roca Velocidad:

1,6 m/s

Ancho de la banda: 1,4 metros Distancia a transportar: 30 metros planos, (sin ninguna inclinación en el trayecto)

FORMULARIO DE ESPECIFICACIONES PARA UN EVAPORADOR EVAPORADOR DE AGUA DE UNA SOLUCION Identificación: Item: Item No:

Fecha: Or-19-Julio -2010


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Item No: Cantidad: 1 Función:

Cristalizar una solución de sulfato de Aluminio

Operación: Discontinua Tipo:

Cristalizador Automático

Capacidad:

1000 L

Tipo de material a manejar: Solución liquida de Sulfato de Aluminio Altura:

2.500 [mm]

Diámetro: 895 [mm] Diámetro de perforación interior: 200 [mm] FORMULARIO DE ESPECIFICACIONES PARA UN TANQUE DE ALMACENAMIENTO TANQUE DE ALMACENAMIENTO DE ACIDO SULFURICO Identificación: Item: Item No: Cantidad: 1



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Item No: Cantidad: 1 Función:

Almacena Agua

Operación: Discontinua Tipo:

Tanque de flujo de liquido.

Capacidad:

0.5 [m3]

Forma:

Cilíndrica

Tipo de material a manejar: Liquido (Agua) Longitud y diámetro del tanque:

1 [m]

FORMULARIO DE ESPECIFICACIONES PARA UN TANQUE DE MEZCLA TANQUE DE MEZCLA (REACTOR) Identificación: Item: Item No: Cantidad: 1 Función:

Contacto solidó-liquido



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Se llama así al patrimonio tangible de la empresa como ser: edificios, terrenos, maquinaria y equipo, etc. ACTIVO DIFERIDO. Es el patrimonio intangible de la empresa: gastos de organización, gastos de pre-inversión, acciones, etc. Normalmente estas inversiones deben ser consideradas por el aporte propio. ACTIVO CORRIENTE (CAPITAL DE OPERACIÓN). Es calculado en función de la actividad productiva y del sector al que corresponde el proyecto. Su finalidad es permitir la operación del proyecto por un periodo corto, acudiendo a estos fondos que le permiten realizar inversiones a corto plazo en la compra de la materia prima, pago de mano de obra, servicios auxiliares y otros. DETALLE ACTIVO FIJO Primera Etapa Edificaciones Maquinaria y Equipo Segunda Etapa Maquinaria y Equipo Tercera Etapa

ANEXOS

A-1 A-2 A-2

INVERSIÓN TOTAL 113440 64600 7950 56650 720 720 48120

APORTE PROPIO 5440 1600 950 650 720 720 3120

APORTE EXTERNO 108000 63600 7000 56000 0 0 45000


Ácido sulfúrico Envases Cordones Mano de Obra Indirecta(MOI) Mano de Obra Directa (MOD) Energía Eléctrica Combustibles y Lubricantes Tercera Etapa Hidróxido de Aluminio Ácido sulfúrico Envases Cordones Mano de Obra Indirecta(MOI) Mano de Obra Directa (MOD) Energía Eléctrica Combustibles y Lubricantes TOTALES EN PORCENTAJES

A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3 A-3

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12863 207 207 0 560 250 50 30127 15990 12863 207 207 0 560 250 50 208751 100

2863 207 207 0 560 250 50 5127 990 2863 207 207 0 560 250 50 25751 12,3

10000 0 0 0 0 0 0 25000 15000 10000 0 0 0 0 0 0 183000 87,7

12.1. FUENTES DE FINANCIAMIENTO. INTERNAS. Se denominan fuentes internas de financiamiento a las que provienen de entidades creadas localmente o nacionalmente, con el fin de promover la inversión. Estas fuentes internas establecen las condiciones de financiamiento, respecto a la garantía, plazo de préstamo,


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12.2 CONDICIONES DE FINANCIAMIENTO. CAPITAL DE INVERSIÓN ACTIVO FIJO Plazo : 6 – 10 años Interés : 13,5% Período de Gracia : 2 años Servicio de la Deuda : Anual

CAPITAL DE OPERACIÓN ACTIVO CIRCULANTE 1 – 3años 13,5% 1 año Trimestral

12.3 AMORTIZACIONES. AMORTIZACIÓN DE LA INVERSIÓN. Se determina por el método del factor de recuperación del capital; este método se utiliza en la elaboración de los proyectos para mantener las cuentas constantes por períodos. AMORTIZACIÓN DEL CAPITAL DE OPERACIÓN. Se determina por el mismo método del factor de recuperación del capital. A continuación se calculan las amortizaciones tomando en cuenta los Cuadros anteriores. PRIMERA ETAPA


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Siendo en todos los cuadros de amortización de la inversión y activo corriente: frc = Factor de Recuperación del Capital cc = Cuenta Constante n = Tiempo (plazo) de préstamo cap= Capital (monto) PRIMERA ETAPA AMORTIZACIÓN DEL ACTIVO CORRIENTE ($US) (CAPITAL DE OPERACIÓN) Monto (cap) = 25000 Plazo (n) = 3 años Interés (i) = 3,375% Período de Gracia = 1 año Servicio Deuda = Trimestral frc = [i/((1 + i)^n – 1)] + i = 0,144719 cc = frc * cap = 3618 N 1 2 3 4 5

AÑO 2010 2010 2010 2010 2011

SALDO AMORTIZACIÓN DEUDOR (ANUAL) 25000 25000 25000 25000 25000 2774

INTERES (ANUAL) 844 844 844 844 844

CUENTA CONSTANTE 844 844 844 844 3618


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Servicio Deuda = Trimestral frc = [i/((1 + i)^n – 1)] + i = 0,144719 cc = frc * cap = 3618

N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

AÑO 2011 2011 2011 2011 2012 2012 2012 2012 2013 2013 2013 2013

SALDO AMORTIZACIÓN DEUDOR (ANUAL) 25000 25000 25000 25000 25000 2774 22226 2868 19358 2965 16393 3065 13328 3168 10160 3275 6885 3386 3500 3500

TERCERA ETAPA AMORTIZACIÓN DE LA INVERSIÓN ($US) Monto (cap) = 45000 Plazo (n) = 5 años Interés (i) = 13,50% Período de Gracia = 2 años Servicio Deuda = Anual

INTERES (ANUAL) 844 844 844 844 844 750 653 553 450 343 232 118

CUENTA CONSTANTE 844 844 844 844 3618 3618 3618 3618 3618 3618 3618 3618


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Servicio Deuda = Trimestral frc = [i/((1 + i)^n – 1)] + i = 0,144719 cc = frc * cap = 3690 N 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

AÑO 2013 2013 2013 2013 2014 2014 2014 2014 2015 2015 2015 2015

SALDO AMORTIZACIÓN DEUDOR (ANUAL) 25500 25500 25500 25500 25500 2829 22671 2925 19746 3024 16722 3126 13596 3231 10365 3340 7025 3453 3572 3572

INTERES (ANUAL) 861 861 861 861 861 765 666 564 459 350 237 120

CUENTA CONSTANTE 861 861 861 861 3690 3690 3690 3690 3690 3690 3690 3690

12.4. DETERMINACIÓN DE LOS COSTOS DE PRODUCCIÓN COSTO FIJO (CF). Son costos fijos cuando en la vida útil del proyecto, los mismos tratan de permanecer constantes en forma independiente del nivel de producción.


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COSTO DE ADMINISTRACIÓN. Estos costos se refieren exclusivamente a los sueldos y salarios del personal administrativo, gastos generales de administración, seguros, ropa de trabajo y otros. COSTO DE COMERCIALIZACIÓN. Son aquellos rubros relacionados directamente con la distribución como ser: envases, difusión, sueldos y salarios, entre otros. COSTOS TOTALES PROYECTADOS. Estos costos se proyectan en función a la demanda insatisfecha y el tamaño óptimo de la unidad de producción. A continuación se tiene la “Economía de Escalas”, que no es mas que el análisis del costo unitario versus el nivel de producción. CUADRO DE ECONOMÍA DE ESCALAS 460 D S U 450 O I $ ( R A N Ó T I 440

456

453 446

443 438


PV N = Precio de venta neto IVA = 13% (Impuesto al Valor Agregado) IT = 3% (Impuesto a la Transacción) -----------------T = 16% f = 100% (100% - 16%) = 1,1905

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DESCRIPCIÓN 1. Costo de Fabricación - Costo Directo Materias primas Insumos y materiales Mano de obra directa - Costo Indirecto Energía Eléctrica Combustibles y Lubricantes Depreciación Mano de Obra Indirecta 2. Costo de Administración Mano de Obra Indirecta 3. Costo de Comercialización Transporte 4. Costo Financiero Primera Etapa Capital de Inversión Capital de Operación Segunda Etapa Capital de Inversión Capital de Operación Tercera Etapa Capital de Inversión Capital de Operación TOTAL COSTO PRODUCCCIÓN Programa Producción (TM/año) Capacidad utilizada (%) Costo Unitario Producción ($/TM) Costo Fijo de Producción Costo Variable de Producción

ANEXO

COSTO

A-4 A-5 A-6

V V V

A-8 A-6

V V F V

A-6

F

A-7

V V V V V V V

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2010 378805 357910 346230 4960 6720 20895 250 50 6315 14280 22680 22680 34916 34916 19483 19483 16107 3376 0 0 455884 1000 50 456 36960 418924

2011 559992 537040 519520 7440 10080 22952 250 50 8372 14280 22680 22680 52184 52184 33955 30579 16107 14472 3376 3376 0 668811 1500 75 446 36960 631851

2012 2013 559992 743991 537040 715820 519520 692460 7440 9920 10080 13440 22952 28171 250 250 50 50 8372 13591 14280 14280 22680 22680 22680 22680 52184 69833 52184 69833 45051 40098 30579 16107 16107 16107 14472 14472 14472 14472 14472 0 9519 6075 3444 679907 876602 1500 2000 75 100 453 438 36960 36960 642947 839642

2014 2015 2016 2017 2018 2019 743991 743991 743991 743991 743991 743991 715820 715820 715820 715820 715820 715820 692460 692460 692460 692460 692460 692460 9920 9920 9920 9920 9920 9920 13440 13440 13440 13440 13440 13440 28171 28171 28171 28171 28171 28171 250 250 250 250 250 250 50 50 50 50 50 50 13591 13591 13591 13591 13591 13591 14280 14280 14280 14280 14280 14280 22680 22680 22680 22680 22680 22680 22680 22680 22680 22680 22680 22680 69833 69833 69833 69833 69833 69833 69833 69833 69833 69833 69833 69833 36942 50087 19220 19220 0 0 16107 16107 0 0 0 0 16107 16107 0 0 0 0 0 0 20835 33980 19220 19220 0 0 6075 19220 19220 19220 14760 14760 873446 886591 855724 855724 836504 836504 2000 2000 2000 2000 2000 2000 100 100 100 100 100 100 437 443 428 428 418 418 36960 36960 36960 36960 36960 36960 836486 849631 818764 818764 799544 799544

42


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PV N = Cu(P) + U * Cu(P) …(II) Donde: Cu(P) = Precio unitario ($us/ TM) U

= Utilidad según el sector (10 – 20% para el sector de transformación)

se calcula el precio unitario promedio: Cu(P) = (456 + 446 + 453 + 438 + 437 + 443 + 428 + 428 + 418 + 418) $us/ 10 años Cu(P) = 437 [$us/ TM] Para una utilidad del 5%, reemplazando en la ecuación (II): PV N = 437 + 0,05*437 = 459 [$us/ TM] Reemplazando este valor en la ecuación (I): PVR = 1,1905*459 = 546 [$us/ TM] que es el precio real del producto.


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UB = Utilidad bruta I = Impuestos (IVA, IT, IU) IT, IU, Impuestos a la Transacción y Utilidades respectivamente. ESTADO DE PÉRDIDAS Y GANANCIAS. ESTUDIO DE UTILIDADES Costo Unitario Promedio = 437 [$us/TM] Precio Venta Neto = 459 [$us/TM] IVA = 13% IT = 3% Impuestos (IVA + IT) = 16% Factor = 1,1905 Precio de Venta Real = 546 [$us/TM] Estado de Pérdidas y Ganancias ($us) CANTIDA D PRODUCI AÑO DA (Q) (TM/AÑO) 2010 1000 2011 1500 2012 1500 2013 2000

PRECIO DE VENTA UNITARIO (Cu) ($us/TM)

546 546 546 546

INGRES O BRUTO (Y) ($us/A ÑO) 546000 819000 819000 1092000

COSTO DE PRODUCCI ÓN (C) ($US/AÑO)

455884 668811 679907 876602

UTILID AD BRUTA (UB) ($us/A ÑO) 90116 150186 139093 215398

IMPUEST OS (IVA VENTAS + IT)

UTILIDA D NETA (UN) ($us/AÑ O)

87360 131040 131040 174720

2756 19149 8053 40678


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Utilidad Posterior al IVA Compras (U-Positiva)

AÑOS 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

UTILIDAD NETA ($us) 2756 19149 8053 40678 43834 30689 61556 61556 80776 80776

IVA COMPRAS ($us) 49245 72799 72799 96719 96719 96719 96719 96719 96719 96719

UTILIDAD (U-POSITIVA) ($us) 52001 91948 80852 137397 140553 127408 158275 158275 177495 177495

Cálculo del Impuesto Sobre Utilidades

AÑOS

UTILIDAD (U-POSITIVA) ($us)

2010 2011

52001 91948

IMPUESTO SOBRE UTILIDADES (IU) ($us) 25,00% 13000 22987

PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO 2017 2018 2019

158275 177495 177495

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39569 44374 44374

118706 133121 133121

FLUJO DE CAJA NETO. En base a la utilidad neta, se incorpora el valor de la depreciación anual, hallándose el Flujo de Caja Neto o “Cash Flow” y se incorporan las inversiones realizadas.

Flujo de Caja Neto (FCN)

AÑOS

PERIODOS

CAPITAL (K) ($us)

2010 2011 2012 2013 2014 2015

0 1 2 3 4 5 6

114940 33557 30127 0 30127 0 0

UTILIDAD FLUJO DE DEPRECIACIÓN NETA REAL CAJA NETO (D) (UNR) (FCN) ($us) ($us) ($us) 0 0 -114940 39001 6315 11759 68961 8372 47206 60639 8372 69011 103048 13591 86512 105415 13591 119006 95556 13591 208731*

(*) Al valor de 119006 se sumó el valor residual de las depreciaciones (89725).


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Fuentes y Usos de Fondo DETALLE FUENTES Aporte Propio Aporte Externo Utilidad Neta Real (UNR) Depreciación Valor Residual TOTAL FUENTES USOS Activo Fijo Activo Diferido Activo Corriente Amortizaciones a) Capital de Inversión b) Capital de Operación TOTAL USOS

REF.

2010

2011

CUADROS

0 6940 10800 0

1 8557

AÑO 2012 2013 2014 PERÍODO 2 3 4 5127 0 5127

25000

25000

0

0

39001

68961

60639

0

6315

8372

8372

11494 0

78873

10746 0

64600 1000

720 0

0

2015

2016

5 0

6 0

25000

0

0

10304 8 13591

10541 5 13591

69011

14676 6

11900 6

198872

0 500

48120 0

0 0

0 0

0 0

8557

5127

0

5127

0

0

0

7534

8552

9706

11016

12504

25649

0

0

11672

25001

13329

11904

13596

65600

16811

25851

82827

29472 11729

24408

39245

95556 13591 89725


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Para tomar una decisión sobre la rentabilidad de un proyecto hay que compararlo con otras alternativas de inversión, es decir, con el beneficio que el dinero invertido en el proyecto hubiera podido generar si fuese invertido en un mejor proyecto alternativo. Esto quiere decir, que los beneficios de un proyecto deben ser comparados con el costo de oportunidad del capital (COC). El VAN representa la suma actual que es equivalente a los ingresos netos presentes y futuros de un proyecto de inversión. El VAN se calcula por medio de la siguiente ecuación:

VAN = Σ BNi / (1 + COC) n …(I)

Donde: BNi = Beneficio neto en el año i COC = Costo de oportunidad del capital n = Período i = 1, 2, 3, …, n Cálculo de Valor Actual Neto (VAN) COC = 0,14


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Como se observa en el cuadro anterior: VAN = 176088> 0, entonces el proyecto es factible. TASA INTERNA DE RETORNO (TIR) Es aquella tasa de interés que hace que el VAN del proyecto sea igual a cero. La TIR es un valor crítico de la tasa de interés del COC; esta tasa es una incógnita, cuya solución señala la tasa de rentabilidad generada de los fondos invertidos y los que son liberados. La TIR permite la toma de decisiones, dependiendo del flujo del proyecto. Asumiendo que la TIR es igual al COC, la ejecución del proyecto será equivalente a la selección de las alternativas financieras y por lo tanto se asume una actitud de indiferencia al proyecto. El cálculo se realiza con la siguiente fórmula: Σ BNi / (1 + TIR) n – I = 0 …(II)

Reemplazando datos: 11759 47206 69011 86512 119006 208731 114940 ---------- + --------- + ---------- + ---------- + ---------- + ---------- - ----------- = 0


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Para este cálculo se utiliza el Cuadro 5-16, el mismo que corresponde al cálculo del VAN, cuyos valores tanto positivos como negativos son: Σ [(FCN)+/(1+COC)n]+ = 291028 Σ [(FCN)-/(1+COC)n]- = 114940 Se tiene:

Si:

291028 R B/C = ---------- = 2,53 114940

R B/C > 1 el proyecto es factible. R B/C < 1 el proyecto no es factible. R B/C = 1 el proyecto es indiferente. De acuerdo a los criterios anteriores, el proyecto es factible. 13. BIBLIOGRAFIA.- Problemas de Ingenieria Quimica-Ocon-Tojo-Tomo IyII - Resistencia de Materiales-Mott Resistencia de Materiales-Spotts


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CATALOGOS PRODUCT DESCRIPTION EVAPORATOR AIR COOLER MOTOR Type

Voltage Frequency V Hz

Power capacitor W μF

Current Exterior Size A mm

SJDE-1/2HP 220

50-60

1/2HP 11/5

5.5-3 4-2.8

242x164x169.5

SJDE-1/3HP 220

50-60

1/3HP 9/5

4.8-2.7 3.7-2.4

242x164x169.5

http://chinahujiang.en.made-in-china.com/product/lbzxyioOfLVh/China-Evaporator-AirCooler-Motor.html DESCRIPCION DEL PRODUCTO EQUIPO CRISTALIZADOR Producción Tolva 200 Kg/h

500 Lt

Calentamiento Inyección 9000 KW

Solicitar información

280 Mc/ h Contactar con la empresa


• Puerta lateral standard. • Aspa horizontal difusor de aire. • Dimensiones externas. •Altura: 2.500 mm. •Diámetro: 895 mm. •Diámetro perforación inferior: 200 mm. http://andexport.com/espanol/prod_inyeccion_equipcrist.php DESCRIPCION DE EQUIPOS MOLINOS DE BOLAS Técnica de procesamiento

Planta procesadora Central eléctrica República Checa 2x molino de bolas SBc280x625 proceso húmedo sistema de extracción: rebosamiento potencia instalada 630 kW tamaño del grano F80: 7000 µ tamaño del grano P80: 22 µ piedra caliza

Plantas procesadoras

Planta procesadora

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Técnica de procesamiento

Instalación desulfuradora de gas de humo Central eléctrica España 2x molino de bolas SBc220x400 proceso húmedo sistema de extracción: rebosamiento potencia instalada 250 kW tamaño del grano F80: 8000 µ tamaño del grano P80: 29 µ piedra caliza

Plantas procesadoras

Instalación desulfuradora de gas de humo Central eléctrica Portugal 3x molino de bolas SBc260x525 proceso húmedo sistema de extracción: rebosamiento potencia instalada 450 kW

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PRODUCCION DE SULFATO DE ALUMINIO Técnica de procesamiento

Estación de descarga Instalación desulfuradora de gas de humo Central eléctrica Bulgaria 3x molino de bolas NBc340x700 proceso húmedo sistema de extracción: rebosamiento potencia instalada 1250 kW tamaño del grano F80: 8500 µ tamaño del grano P80: 45 µ piedra caliza Técnica de procesamiento

Instalación desulfuradora de gas de humo Central eléctrica China 3x molino de bolas SBc260x600 proceso húmedo sistema de extracción: rebosamiento potencia instalada 460 kW tamaño del grano F80: 7000 µ tamaño del grano P80: 44 µ piedra caliza

PRQ-3297


Técnica de procesamiento

Instalación desulfuradora de gas de humo Central eléctrica Polonia 1x molino de bolas SBc280x650 proceso húmedo sistema de extracción: rebosamiento potencia instalada 630 kW tamaño del grano F80: 10000 µ tamaño del grano P80: 25 µ piedra caliza

http://ball-mill.fam.de/espanol/Productos/T%C3%A9cnica%2520de %2520procesamiento/Molinos%2520de%2520bolas/index.html DESCRIPCION DE PRODUCTO CINTA TRANSPORTADORA Técnica para minas a cielo abierto

Mina de explotación a cielo abierto Alemania

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Técnica para minas a cielo abierto

Cantera Alemania 1x cinta transportadora sobre orugas BR1400 longitud de puenteado 30 m ancho de la cinta 1400 mm altura de lanzamiento 5,5 m MINERAL 2700 t/h 150Tn/h

Técnica para minas a cielo abierto

Mina de explotación a cielo abierto Alemania 1x cinta transportadora sobre orugas BR1400.37/63

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Produccion de Sulfato de Aluminio en Oruro

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