AO DE LA DIVERSIFICACIN PRODUCTIVA Y FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIN

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE INGENIERIA DE MINASESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA QUIMICA

DOCENTE : Segundo Caballero Crdenas

CURSO : Procesos Unitarios I

TEMA : Fosfatos De Bayvar

ALUMNA : Godos Chumacero Indira Gabriela Mercedes

CICLO: 2015-I

FOSFATOS DE BAYVARUbicacin del Proyecto Bayvar:

El yacimiento Bayvar 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 Ocano Pacifico. El borde costero de este departamento est formado por algunas bahas con playas de arena y sectores de borde costero rocoso. El Proyecto Bayvar se ubica en el sector sur de la baha de Sechura, la cual tiene aproximadamente 100 km. de desarrollo. El poblado ms cercano es la caleta de Puerto Rico ubicada aproximadamente a 40 km. de la zona de la mina.

Existen dos yacimientos de considerable valor econmico: el rea I, en la parte baja del Cerro La Puntilla y el rea II, en el fondo de La Depresin Salina Grande.

El mineral fosfatado se presenta en capas estratificadas ricas en P205, consistentes principalmente en oolitos o bajo la forma de restos orgnicos fosfatados (algas, escamas, huesos de peces, dientes de tiburn, etc.), en una matriz arcillo - diatomcea. Dichas capas se encuentran interestratificadas con horizontes de diatomita con contenidos menores de P205.rea I.- Este yacimiento consiste en tres capas de roca fosfrica dentro del miembro superior de la formacin Zapallal, donde se ha estimado una reserva de 46 Mt con leyes de cabeza hasta 23% de P205.rea II.- Es uno de los mayores depsitos del mundo, constituido por siete capas de roca fosfrica dentro del miembro inferior de la Formacin Zapallal. En esta rea se encuentra localizado el yacimiento de fosfato de Bayvar.

El fosfato ms comn es del grupo de la apatita. Como impurezas se tienen fragmentos de diatomitas, vidrio volcnico, cuarzo, feldespato, espculas de esponjas y micas, adems de sales solubles de sodio y potasio entre otros.

Objetivos:

El objetivo principal de la Mina Fosfatos Bayvar es la extraccin y concentracin del yacimiento de fosfatos ms grande de Sudamrica.

El proyecto contempla nueve componentes:

1.- Mina2.- Planta concentradora3.- Carretera Industrial4.- Zona de descarga de camiones5.- Faja transportadora sobre terreno6.- Zona de secado y almacenamiento7.- Puerto8.- Lnea de impulsin agua de mar9.- Lneas de transmisin

Yacimiento de fosfatos

El yacimiento de fosfatos de Bayvar fue descubierto en 1955, durante un programa de prospeccin petrolfera. Desde entonces, se hicieron programas de exploracin con el objetivo de definir las caractersticas y la magnitud del depsito.

Los resultados de estos trabajos permitieron la seleccin de la denominada rea II, denominada Bayovar II, como la de mejor potencial econmico-area donde Vale invirti en la bsqueda mineral.

El Deposito de Fosfatos de Bayovar presenta algunas caractersticas geolgicas que lo vuelven singular, como la composicin qumica del mineral (fluor-hidroxi.carbonato apatito) y la asociacin de capas casi horizontales de fosforitos y diatomitas como rocas que contienen el mineral.

Fsforo

Nombre: FsforoNmero atmico:15Valencia: +3,-3,5,4Estado de oxidacin: +5

Electronegatividad : 2,1Radio covalente (): 1,06Radio inico (): 0,34Radio atmico (): 1,28Configuracin electrnica: [Ne]3s23p3Primer potencial de ionizacin (eV):11,00Masa atmica (g/mol): 30,9738Densidad (g/ml): 1,82Punto de ebullicin (C): 280Punto de fusin (C): 44,2Descubridor: Hennig Brandt en 1669

El fsforo es el elemento esencial para todo ser vivo y representa el undcimo elemento ms abundante en la corteza terrestre (zona ms superficial compuesta por rocas, sedimentos y suelos).

El fsforo se encuentra en todos los tipos de materiales geolgicos, normalmente en concentraciones menores que 0.01%, sin embargo existen tipos de rocas que presenta concentraciones significativamente mayores, como por ejemplo en algunas rodas gneas especiales y en rocas sedimentarias marinas.

La mayor parte de la produccin mundial de roca fosftica es destinada a la industria de fertilizantes, principalmente a la de cido fosfrico. Lo restante es aprovechado para industrias diversas, como por ejemplo, la de suplementos alimenticios para animales y la industria de detergentes.

Tambin encontramos elevados ndices de fsforo en las acumulaciones naturales de guano (excremento de aves marinas, de murcilagos y otros mamferos habitantes de aperturas subterrneas).

El nombre roca fosfrica es un trmino impreciso aplicado para una gran variedad de rocas portadoras de minerales fosfatados. Las rocas sedimentarias son formadas por la acumulacin y consolidacin de materia mineral pulverizada, depositada por la accin del agua, del viento o del hielo.

Qu son los fosfatos?

Es un compuesto que tiene como elemento basico el fsforo.

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 aos. El depositos de Sechura representa capas sedimentarias, casi horizontales y proximas a la superficie, lo que facilita la extraccion de rosa fosforicas.

PROPIEDADES FISICOQUMICAS DEL PRODUCTOEl yacimiento de fosfato de Bayvar es de origen orgnico y se ha formado como consecuencia de ingresos sucesivos del mar a la costa. Este yacimiento est compuestopor capas de roca fosfrica de uno a dos metros de espesor denominadas mineral e intercaladas con diatomita fosftica de dos a siete metros de espesor denominadas estril.

El espesor total del yacimiento es de aproximadamente 38 m. Existen dos yacimientos de considerable valor econmico: el rea I, en la parte baja del Cerro La Puntilla y el rea II, en el fondo de La Depresin Salina Grande.

El mineral fosfatado se presenta en capas estratificadas ricas en P205, consistentes principalmente en oolitos o bajo la forma de restos orgnicos fosfatados (algas, escamas, huesos de peces, dientes de tiburn, etc.), en una matriz arcillo - diatomcea. Dichas capas se encuentran interestratificadas con horizontes de diatomita con contenidos menores de P205.

rea I.- Este yacimiento consiste en tres capas de roca fosfrica dentro del miembro superior de la formacin Zapallal, donde se ha estimado una reserva de 46 Mt con leyes de cabeza hasta 23% de P205.

rea II.- Es uno de los mayores depsitos del mundo, constituido por siete capas de roca fosfrica dentro del miembro inferior de la Formacin Zapallal. En esta rea se encuentra localizado el yacimiento de fosfato de Bayvar. El fosfato ms comn es del grupo de la apatita. Como impurezas se tienen fragmentos de diatomitas, vidrio volcnico, cuarzo, feldespato, espculas de esponjas y micas, adems 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 qumicamente en formas ms utilizables. El fosfato se usa tambin en forma de cido fosfrico y fosforosos para obtener compuestos de fsforos Se emplea en la industria siderometalrgica Para revestimiento contra la herrumbre Exterminadores de insectos Fuegos artificiales Cermicas Bombas, granadas, balas , trazadoras Cortinas de humo, seales de auxilio Medicamentos Bebidas suaves Cementos Levaduras Harinas artificiales Fermentos Artefactos para fotografas Propiedades qumicasEl ion fosfato es un in poliatmico con la frmula emprica PO3-4 y una masa molar de 94.97 g/mol. Se compone de un tomo de fsforo central rodeado por cuatro tomos de oxgeno en una disposicin tetradrica. El in fosfato lleva una carga formal negativa de tres y es la base conjugada del ion fosfato de hidrgeno, HPO2-4, que es la base conjugada de H2PO-4, el ion fosfato dihidrgeno, que a su vez es la base conjugada de H3PO4, fosfrico cido. Forma una sal de fosfato cuando un ion cargado positivamente se une a los tomos de oxgeno cargados negativamente del in, formacin de un compuesto inico. Muchos fosfatos no son solubles en agua a temperatura y presin estndar. El sodio, potasio, rubidio, cesio y fosfatos de amonio son todos solubles en agua. La mayora de los otros fosfatos son slo ligeramente solubles o son insolubles en agua. Como regla general, el hidrgeno y el dihidrgeno fosfatos son un poco ms soluble que los fosfatos correspondientes. Los pirofosfatos son principalmente agua soluble.Existe fosfato acuoso en cuatro formas. En condiciones fuertemente bsicas, el ion fosfato predomina, mientras que en condiciones dbilmente bsicas, el ion fosfato de hidrgeno es prevalente. En condiciones dbilmente cido, el ion fosfato dihidrgeno es ms comn. En condiciones fuertemente cidas, trihydrogen fosfato es la forma principal. H3PO4 cido fosfrico H2PO-4 dihidrgeno fosfato HPO2-4 Hidrgeno fosfato PO3-4 fosfatoEn concreto, teniendo en cuenta las tres reacciones de equilibrio siguientes:H3PO4 H H2PO H2PO-4-4 H HPO2 HPO2-4-4 H PO3-4las constantes correspondientes a 25C son:El diagrama de especiacin obtenido utilizando estos valores de pK muestra tres regiones distintas. En efecto H3PO4, H2PO-4 y HPO2-4 se comportan como cidos dbiles separadas. Esto es debido a que los valores de pK sucesivos difieren por ms de 4 - Para cada cido el pH en un medio de neutralizacin-es igual al valor de pKa del cido. La regin en la que el cido est en equilibrio con su base conjugada se define por el pH pK 2 - As, las tres regiones de pH es de aproximadamente 0-4, 5-9 y 10-14 - Este es idealizado ya que asume la fuerza inica constante , lo cual no impedir, en realidad, en valores muy bajos y muy altos de pH.Para obtener un pH neutro como en el citosol, pH = 7,0de modo que slo H2PO-4 y HPO2-4 iones estn presentes en cantidades significativas, esta proporcin se invierte.Fosfato pueden formar muchos iones polimricos tales como difosfato, P2O4-7, y trifosfato, P3O5-10. Los varios iones de metafosfato tienen una frmula emprica de PO-3 y se encuentran en muchos de los compuestos.Bioqumica de fosfatosEn los sistemas biolgicos, el fsforo se encuentra como un ion fosfato libre en la solucin y se llama fosfato inorgnico, para distinguirlo de fosfatos unidos en diversos steres de fosfato. Fosfato inorgnico se denota generalmente Pi y a pH fisiolgico se compone principalmente de una mezcla de HPO2-4 y H2PO-4 iones.Fosfato inorgnico puede ser creado por la hidrlisis del pirofosfato, que se denota PPi:P2O4-7 H2O 2 HPO2-4Sin embargo, los fosfatos se encuentran ms comnmente en la forma de fosfatos de adenosina, y en el ADN y ARN y pueden ser liberados por la hidrlisis de ATP o ADP. Existen reacciones similares para los otros nuclesidos difosfato y trifosfato. Bonos fosfoanhdrido en ADP y ATP, u otros nuclesidos difosfatos y trifosfatos, contienen altas cantidades de energa que les dan su papel vital en todos los organismos vivos. Se conocen en general como fosfato de alta energa, como son los fosfgenos en el tejido muscular. Compuestos tales como fosfinas sustituidas tienen usos en la qumica orgnica, pero no parece tener ninguna contrapartes naturales.La adicin y la eliminacin de fosfato a partir de protenas en todas las clulas es una estrategia fundamental en la regulacin de los procesos metablicos.Los rangos de referencia para los anlisis de sangre, que muestran fsforo inorgnico en prpura a la derecha, siendo casi idntica a la concentracin molar de fosfato.El fosfato es til en las clulas animales como un agente tampn. Las sales de fosfato que se utilizan comnmente para la preparacin de soluciones tampn a valores de pH de clulas incluyen Na2HPO4, NaH2PO4, y las correspondientes sales de potasio.Un suceso importante de fosfatos en los sistemas biolgicos es como el material estructural del hueso y de los dientes. Estas estructuras estn hechos de fosfato de calcio cristalino en forma de hidroxiapatita. La densa dura de esmalte de dientes de los mamferos consta de fluorapatita, un fosfato de calcio hidroxi donde algunos de los grupos hidroxilo han sido reemplazados por iones fluoruro.

USOS DE LOS FOSFATOSLos fosfatos tienen multitud de aplicaciones tanto domsticas como industriales:Na3PO4: Agente de saponificacin de grasas Decapante de pinturas debido a que en medio acuoso da disoluciones muy bsicas. Se utiliza a nivel industrial para limpiar metales. Mezclado con NaClO, se utiliza en maquinas de lavado.Na2HPO4: En alimentacin. Fabricacin de quesos, emulsionante. Aditivo al jamn, evita prdida de agua.NaH2PO4: En procesos de fosfatizacin de metales. Tratamiento anticorrosin previo a la pintura.Ca(H2PO4)2: Se utiliza como levadura artificial en panadera (mezclado con NaHCO3). Se aprovechan sus propiedades cidas. En agua, los iones dihidrgeno fosfato ceden protones al bicarbonato. La reaccin produce CO2que al desprenderse y quedar ocludo en la masa, la hace ms ligera:H2PO4-+ HCO3-CO2+ HPO4-2+ H2OCa(H2PO4)2+ 2 NaHCO32 CO2+ Na2Ca(HPO4)2Na2H2P2O7: Tambin se utiliza como acidulante para la preparacin 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 aade en pastas de dientes con flor. El difosfato es el ms inerte de los fosfatos. Se utiliza como abrasivo puesto que no interfiere con los compuestos que contienen flor.Na5P3O10: Se obtiene por calentamiento controlado de una mezcla estequiomtrica de los fosfatos monobsico y dibsico:NaH2PO4+ 2Na2HPO4Na5P3O10+ 2H2O Se ha utilizado en detergentes (Calgn) 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 jabn cuando se lava con aguas duras.Debido a los efectos dainos 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 fabricacin de cementos y ladrillos.Disminuye la cantidad de agua precisa para hacer las pastas; tambien en perforaciones petrolferas para mejorar las propiedades mecnicas de los suelos.Adems, los fosfatos tienen un uso intensivo en la industria alimenticia.Fosfatos en los detergentes. EutroficacinLos fosfatos se han venido utilizando en las formulaciones de detergentes desde los aos 30. Su papel es complejar los cationes responsables de la dureza del agua (Ca+2y Mg+2) formando con ellos complejos solubles. Esto evita que se formen espumas insolubles en el agua y permite que los surfactantes trabajen ms eficazmente impidiendo que la suciedad vuelva a depositarse sobre lo lavado. El fosfato ms utlizado para ello es el trpolifosfato sdico Na5P3O10.Su excesivo uso puede llevar al problema de la eutrofizacin.Uno de los sustituyentes de los fosfatos en los detergentes fue el NTA N(CH2CO2)3-3. Sin embargo se ha demostrado que este compuesto es carcergeno y por eso no se utiliza en la actualidad. El descubrimiento de que las zeolitas son eficaces intercabiadores inicos hace de estos compuestos buenos sustitutos de los fosfatos alli donde la legislacin prohibe su uso. Sin embargo las zeolitas tienen tambien inconvenites: su coste mucho mayor que los fosfatos son materiales slidos insolubles. Se utilizan en suspensin. Necesitan de otros compuestos que faciliten la dispersin de las zeolitas, para controlar el pH y para prevenir la redeposicin de la suciedad. Para ello se aaden cidos carboxlicos de cadena larga.No est claro que el uso de las zeolitas tenga un menor impacto ambiental que los fosfatos.La actividad minera (extraccin de Al) y las operaciones necesarias para su obtencin globalmente consideradas hacen que su impacto ambiental sea semejante. Adems es relativamente fcil eliminar los fosfatos del agua mientras que es dificil la recuperacin 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.

Aplicacin industrial de los fosfatos

Cerca de tres cuartas partes del fsforo 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 qu 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 fsforo forma parte de la celula, de los nucleotidos, de las lecitinas y las enzimas.

Qu efectos tiene el fsforo en la salud humana?

El fsforo 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 fsforo 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 fsforo en las aguas superficiales aumenta el crecimiento de organismos dependientes del fsfoto, 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 fsforo en nuestro organismo

El fsforo 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.