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Agosto 2007 PRODUCCIÓN DEL SULFATO DE MAGNESIO Curso: Mecánica de Partículas Integrantes: Alor Salome, Erick Berrios Flores, Victor A. Huillcahua Ramírez,

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1 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

2 Agosto 2007 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

3 Agosto 2007 ¿ En qué se puede emplear las otras reservas?

4 Agosto 2007 Obtención de óxido de magnesio a partir de salmueras MgCl 2 (sol) + 2NH 4 OH Mg(OH) 2 (S)+ 2NH 4 Cl(sol) MgBr 2 (sol)+ 2NH 4 OH Mg(OH) 2 (S)+ 2NH 4 Br(sol) MgSO 4 (sol)+ 2NH 4 OH Mg(OH) 2 (S)+ (NH4 ) 2 SO 4 (sol) MgCl 2 (sol)+ MgBr 2 (sol)+ MgSO 4 (sol)+ 6NH 4 OH 3Mg(OH) 2 (S)+2NH 4 Cl(sol)+ 2NH 4 Br(sol) + (NH 4 )2SO 4 (sol) (1)

5 Agosto 2007 Salmuera ° Be NH 3 (g) 99.7% Mg(OH) 2 SECADO 110 °c FILTRADO VACIO HORNO °c t = 2 hr (8 % m/m ) t ( 25 – 45 min ) V ( 300 – 700 rpm ) T ( )°C Agua destilada lavado – 5 min -20 ° C CRISTALIZADORCRISTALIZADOR MgO 95.64%

6 Agosto 2007 Reactor Producción del sulfato de magnesio

7 Agosto 2007 Reactor Batch

8 Agosto 2007 Reacciones químicas Seguimiento de las reacciones: Reactivo MgO+H2O Mg(OH)2 Agua madre MgCl2+Ca(OH)2 Mg(OH)2 +CaCl2 MgSO4+Ca(OH)2 Mg(OH)2 +CaSO4 Formación de yeso MgSO4 +CaCl2+2H2OMgCl2+CaSO4.2H2O Reactor Mg(OH)2 +H2SO4 MgSO4 +2H2O Gases CaMg(CO3)2+2H2SO4CaCO3+ MgSO4 +2CO2+2H2O MgO+H2SO4 MgSO4 +H2

9 Agosto 2007 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 C a presión atmosférica. La reacción con la dolomita y magnesita también contribuyen ala formación de sulfato de magnesio.

10 Agosto 2007 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.

11 Agosto 2007

12 Automatizar el control de temperatura REACTOR VALVULA TERMOCUPLA TEMPERATURA PLC

13 Agosto 2007 Para una capacidad de 128m3 de sulfato de magnesio a partir de tn 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 Be, ademas se utilizo una conc de 10-90% de agua madre de Be Proyecto

14 Agosto 2007 Optimizar El Proceso Por ejemplo el tiempo de operación por batch es de 1.5P 0.25 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 340P 0.5 $/batch y por reactivos es 260mil$ anuales. Determinar el tiempo por ciclo para condiciones de costo total mínimo por año

15 Agosto 2007 CT= P 0.5 +(1.5*20*P *15)1000/P dCT/dP=0.5*0.34P (0.75*1.5*20*P *1.4*15)1000/P 2 dCT/dP=0CT es mínimo

16 Agosto 2007 Del grafico tenemos que P=3800Kg/batch El tiempo por ciclo = 1.5(3800) =13 h El tiempo total usado por año= 13(E6/3800)=3467h Comparando con lo anterior es 300*24=7200h

17 Agosto 2007 Sedimentación por gravedad Da/Db > [(ρ b -ρ)/( ρ a -ρ)] Donde: Da= Diámetro de la partícula mas densa. Db= Diámetro de la partícula menos densa. ρ a = Densidad de la partícula mas densa. ρ b = Densidad de la partícula menos densa. ρ = Densidad de la solución. n= ½ para flujo laminar. n= 1 para flujo turbulento ½ < n < 1 para flujo transitorio. Para que pueda existir una separación efectiva se debe cumplir la siguiente relación:

18 Agosto 2007 Representación Esquemática

19 Agosto 2007 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.

20 Agosto 2007 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.

21 Agosto 2007 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.

22 Agosto 2007 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 producto Un cristal perfectamente formado es totalmente puro, pero cuando se retira del magma fina1, retiene aguas madres por quedar ocluidas en el interior de la masa de sólidos.

23 Agosto 2007 Equilibrios y rendimientos El 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.

24 Agosto 2007 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.

25 Agosto 2007 MOLIENDA Operación 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.

26 Agosto 2007 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.

27 Agosto 2007 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.

28 Agosto 2007 Descarga del molino Es necesario que la velocidad de descarga sea igual a la velocidad de alimentación

29 Agosto 2007 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.

30 Agosto 2007 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.

31 Agosto 2007 tamizado El tamizado se realiza en una criba de malla aproximada # 100

32 Agosto 2007 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.

33 Agosto 2007 Caracteristicas de venta ( REACTIVOS MINEROS S.A.C )

34 Agosto 2007 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.


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