Agosto 2007

PRODUCCIÓN DEL SULFATO DE MAGNESIO

Curso:

Mecánica de Partículas

Integrantes:•Alor Salome, Erick•Berrios Flores, Victor A.•Huillcahua Ramírez, Maribel•Llave Carrazas , Andy•Ramírez Rosales , Joseph•Ramírez Sivipaucar, Yerem W.•Salvatierra Palomino, Marco •Vargas Montes, Juan Pablo

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PERÚ : Proyecto Bayovar

• Proyecto minero descubierto en 1956, principalmente para la explotación de fosfato.

•Ubicado en el distrito y provincia de Sechura, departamento de Piura a 1000 Km. de la ciudad de Lima

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¿En qué se puede emplear las otras

reservas?

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Obtención de óxido de magnesio a partir de

salmueras

MgCl2 (sol) + 2NH4OHMg(OH)2(S)+ 2NH4Cl(sol)

MgBr2(sol)+ 2NH4OHMg(OH)2(S)+ 2NH4Br(sol)

MgSO4(sol)+ 2NH4OH Mg(OH)2(S)+ (NH4 )2SO4 (sol)

MgCl2 (sol)+ MgBr2(sol)+ MgSO4(sol)+ 6NH4OH → 3Mg(OH)2(S)+2NH4Cl(sol)+ 2NH4Br(sol) +

(NH4)2SO4(sol) (1)

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Salmuera

28.33° Be

NH3 (g) 99.7%

Mg(OH)2 SECADO

110°c

FILTRADO VACIO

HORNO

800 -1200°c

t = 2 hr

• (8 % m/m )

• t ( 25 – 45 min )

• V ( 300 – 700 rpm )

• T ( 15 -35 )°C

Agua destilada lavado – 5 min -20 °C

C

R

I

S

T

A

L

I

Z

A

D

O

R

MgO

95.64%

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Reactor

Producción del sulfato de magnesio

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Reactor Batch

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Reacciones químicasSeguimiento de las reacciones:

ReactivoMgO+H2O Mg(OH)2

Agua madreMgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaCl2MgSO4+Ca(OH)2 Mg(OH)2+CaSO4

Formación de yesoMgSO4+CaCl2+2H2O MgCl2+CaSO4.2H2O

ReactorMg(OH)2+H2SO4 MgSO4+2H2O

GasesCaMg(CO3)2+2H2SO4 CaCO3+MgSO4+2CO2+2H2OMgO+H2SO4 MgSO4+H2

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Descripcion De La Reaccion

la reacción controlante en el reactor es de hidróxido de magnesio y acido sulfúrico es una reacción homogenea,exotermica e irreversible que ocurre en el rango de 80 a 100 0C a presión atmosférica.

La reacción con la dolomita y magnesita también contribuyen ala formación de sulfato de magnesio.

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Características del reactor

Dos reactores batch en serie de material de cemento reforzado con fierro y recubierto con plomo.

El reactor presenta una corriente de salida de los gases CO2 y H2.

El producto se extrae por rebose.El tiempo de reacción es lenta.

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M-101

F-101CF-101A F-101B

R-101A R-101B

Mg(OH)2

Oxido de magnesio

Agua madre

Acido sulfurico

MIX sin reaccionar

Mix sin magnesio

Mix de sales de magesioSulfato de magnesio impuro

Sulfato de magnesio i.

desechos desechos

desechos

Magnafloc

Magnafloc

Magnafloc

agua

MIX

PFD DEL SULFATO DE MAGNESIO

M-101mezclador

R-101AReactor primario

R-101BReactor

secundario

F-101AFloculador primario

F-101BFloculador secundario

F-101CFloculador

terciario

V.B.F

Sulfato de magnesio conc.

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Automatizar el control de temperatura

REACTORVALVULA

TERMOCUPLA

TEMPERATURA

PLC

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Para una capacidad de 128m3 de sulfato de magnesio a partir de 3-3.2tn de oxido de magnesio se estimo que el tiempo de reaccion por batch es de 18-24hr y nuestro reactor tendria una altura de 1.50m por 4.36m de diametro. La densidad del MIX en el reactor es 5-10 0Be, ademas se utilizo una conc de 10-90% de agua madre de 5-10 0Be

Proyecto

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Optimizar El Proceso

Por ejemplo el tiempo de operación por batch es de 1.5P0.25 y el tiempo de operación completa es de 1.4h/batch. además el costo de operación es de 20$/h y por carga y descarga es 15$/h.

Los costos fijos anules es 340P0.5 $/batch y por reactivos es 260mil$ anuales.

Determinar el tiempo por ciclo para condiciones de costo total mínimo por año

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CT=260+0.34P0.5+(1.5*20*P0.25+1.4*15)1000/P dCT/dP=0.5*0.34P-0.5-(0.75*1.5*20*P0.25+2*1.4*15)1000/P2

dCT/dP=0 CT es mínimo

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Del grafico tenemos que P=3800Kg/batch

El tiempo por ciclo = 1.5(3800)0.25+1.4=13h

El tiempo total usado por año= 13(E6/3800)=3467h

Comparando con lo anterior es 300*24=7200h

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•Sedimentación por gravedad

Da/Db > [(ρb-ρ)/( ρa-ρ)]ⁿDonde:Da= Diámetro de la partícula mas densa.Db= Diámetro de la partícula menos densa.ρa= Densidad de la partícula mas densa.ρb= Densidad de la partícula menos densa.ρ = Densidad de la solución. n= ½ para flujo laminar.n= 1 para flujo turbulento½ < n < 1 para flujo transitorio.

Para que pueda existir una separación efectiva se debe cumplir la siguiente relación:

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Representación Esquemática

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Cristalización

Cristalización es la formación de partículas sólidas a partir de una fase homogénea. La formación de partículas sólidas puede tener lugar a partir de un vapor, como la nieve, mediante la solidificación de un líquido fundido, como ocurre en la formación de grandes monocristales, o bien como cristalización de una disolución líquida.

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Magma

En la cristalización industrial de una disolución la mezcla bifásica formada por las aguas madres y los cristales de todos los tamaños, contenida en un cristalizador y que se saca como producto, recibe el nombre de magma.

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Importancia del tamaño de los cristales.

No cabe duda que un buen rendimiento y una elevada pureza son dos objetivos importantes de la cristalización, pero el aspecto y el intervalo de tamaños del producto cristalino es también importante.

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Fundamentos de la cristalización

La cristalización puede analizarse desde los puntos de vista de pureza, rendimiento, requerimientos energéticos y velocidades de nucleación y crecimiento.

Pureza del productoUn cristal perfectamente formado es totalmente puro, pero cuando se retira del magma fina1, retiene aguas madres por quedar ocluidas en el interior dela masa de sólidos.

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Equilibrios y rendimientosEl equilibrio en los procesos de cristalización se alcanza cuando la disolución está saturada y la relación de equilibrio para los cristales grandes es la

curva de solubilidad.

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Diagrama de fases, sistema MgSO4. H2O La línea quebrada abcdq es la curva de

solubilidad. Cualquier disolución más concentrada que 16,5 por 100 precipita, al enfriar, un sólido cuando la temperatura alcanza esta línea. Entre b y c la fase sólida es MgSO4. 7H2O (sal de epsom); En el área cihb el sistema en equilibrio consiste en mezclas de disolución saturada y MgSO4. 7H2O cristalino.

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MOLIENDAOperación del equipo

Para la adecuada selección y operación económica de las máquinas de reducción de tamaño, es preciso cuidar muchos detalles del procedimiento y del equipo auxiliar, como que:

La alimentación sea de un tamaño adecuado y se introduzca con una velocidad uniforme.

El producto se retira lo más pronto posible una vez que las partículas han alcanzado el tamaño deseado.

El material que no es triturable se mantenga fuera de la máquina.

En el caso de productos de bajo punto de fusión o sensibles al calor se elimina el calor generado en la molienda.

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Operación en circuito abierto

Se dice circuito abierto cuando las partículas de tamaños más grandes no se hacen retornar a la máquina para su posterior reducción.

Operación en circuito cerrado

Es la denominación que se aplica a la sección de un máximo y un separador conectados de forma que las partículas gruesas retornan al molino.

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Control de alimentación

La operación más importante para la reducción de tamaño es el control de alimentación del molino.

Las partículas de la alimentación han detener un tamaño apropiado.

La velocidad de alimentación debe controlarse dentro de límites estrechos, para evitar el bloque del molino, así como variaciones gráficas.

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Descarga del molino

Es necesario que la velocidad de descarga sea igual a la velocidad de alimentación

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CONSUMO DE ENERGÍA

En las operaciones de reducción de tamaños se consumen grandes cantidades de energía.

La reducción de tamaño es probablemente la menos eficaz de todas las operaciones básicas, ya que solamente alrededor del 1% de energía se utiliza para la creación de nuevas superficies.

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Retirada o suministro de calor

Puesto que solamente una fracción muy pequeña de la energía comunicada al sólido, se utiliza en crear una nueva superficie, la mayor parte de la energía se convierte en calor, lo cual puede dar lugar aún importante aumento de la temperatura del sólido.

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tamizado

El tamizado se realiza en una criba de malla aproximada # 100

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Envasado

La Manipulación se hace con implementos de seguridad, guantes de goma puño largo, lentes, ropa para productos químicos y máscara con los que se les envasa en Gruesas bolsas de polietileno y polipropileno con capacidad de 25 y 50 Kg.

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Caracteristicas de venta (REACTIVOS MINEROS S.A.C)

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ALMACENAMIENTO Medidas de orden técnico especificas Almacenar en recintos fríos, secos y con adecuada

ventilación.Condiciones de almacenamiento Mantener a temperatura constante que no exceda de

1124ºC.Apropiadas Almacenar siempre en lugares cubiertos, fríos y secos.

Mantener en embalaje original debidamente identificado y cerrado.

Inapropiadas Almacenar cerca de incompatibles, en lugares húmedos y/o

calurosos.Separación de productos incompatibles Etoxi, etil alcoholes, arseniatos, fosfatos, tartratos, bario,

estroncio y calcio.