Joan Alexander Padilla Edna Lucia Daz

El HCl puede prepararse de diversos modos; los dos mtodos ms importantes y ms usados son los siguientes: Industrialmente el acido clorhdrico se fabrica tratando el cloruro sdico con cido sulfrico concentrado en grandes retortas de hierro colado. La reaccin trascurre en dos etapas; la primera se desarrolla a temperatura relativamente baja, y produce bisulfato sdico (SO4HNa) y acido clorhdrico (HCl); una vez terminada la primera fase, la mezcla de SO4HNa y ClNa se lleva a una retorta, donde se calienta al rojo, producindose la segunda reaccin: ClNa + SO4HNa SO4Na2 + ClH (+ Q)

Por combinacin directa de hidrgeno y cloro, obtenidos como subproductos en la fabricacin del hidrxido sdico. El cloro se quema en exceso de hidrgeno, o de gas natural, en mecheros especiales.

La fabricacin de hcl, consta de dos operaciones esenciales: Se obtiene una fase gaseosa con elevado porcentaje de cido, realizndose generalmente en local cerrado.

Se realiza al aire libre, con la misin de absorber por agua el acido producido.

Pueden ser de calefaccin directa o indirecta, y maniobradas a mano o mecnicamente.

HORNO DE REVERTERO

Consta de cubetas y solera separadas por un registro, esta cubierta por una bveda de material anticido, y va calentada por un hogar instalado en la parte inferior y en ella se introduce la sal y el sulfrico, de concentracin 60 B, es decir , procedente de la fabrica de sulfrico previamente calentado a 90-100.

HORNOS DE MUFLA

Este tipo de horno es anlogo al anterior, pero con la solera cerrada verificndose la calefaccin por el envolvimiento total de los gases calientes; este tipo de horno solo tiene un hogar por mufla.

HORNOS DE MUFLA FIJA

Consta de un hogar cuyos humos rodean una caldera de fundicin; la cual esta atravesado por el eje de un agitador de fundicin cuyos rastrillos no rozan con el fondo con el fin de que quede un capa de sulfato protegiendo al material de la caldera del contacto de los gases desprendidos durante la Rx.

HORNO BERLINS O DE MEYER

Tiene la ventaja de no consumir fuerza motriz ni mano de obra, pero tan solo efecta la primera fase de la reaccin de manera continua. Consta de una caldera de fundicin, con 3 tubuladores en la parte superior; 2 en forma de tolva y una en forma de sifn.

En la tcnica industrial moderna se tiende de nuevo a los hornos de mufla a los que se acoplan gasgenos, adaptndose mecanismos de agitacin. Usando muflas de fundicin el ataque seria tan fuerte que su duracin resultara muy corta; las de material anticido su poca conductividad trmica disminuira notablemente el rendimiento de la calefaccin . Actualmente se ha resuelto ambas acciones expuestas empleando como material de construccin el carborundo (carburo de silicio), que resiste bien a la accin de los vapores cidos y posee elevada conductividad trmica. Induschimie, de Bruselas.

En

1850, Hargreaves, contramestre en una fabrica inglesa de productos qumicos, propuso la sustitucin del sulfrico en el procedimiento Leblanc por una mezcla de SO2, aire y agua, que acta sobre la sal, segn: + SO2 + H2O + O2 SO4Na2 + 2ClH

2ClNa

Inconvenientes

diversos, que en un principio obstaculizaron el desarrollo de este procedimiento, se resolvieron con el apoyo econmico del industrial Robinson, quien colabor tambin personalmente en el perfeccionamiento del mismo, llegando a implantarlo en instalacin industrial en 1870, con ventajas apreciables cuando se trata de grandes producciones y trabajo continuo. El balance trmico del proceso se determina considerando que para producir el SO2 la reaccin es:

2S2Fe

+ 5 O2 57,6 cal

FeO3 + 4SO2 + 419.8cal 191 cal 71,6x4cal

Calor referido a una mol de SO2 --419,84=104,95 caloras. Los calores de formacin de los componentes de la reaccin fundamental son: 2 ClNa + H2O + O2 + SO2 ------SO4Na2 + 2ClH + 45,2 cal 2 x 97,3 59 71,6 326,4 2 x 22 Que aadido a las 104,95 desarrolladas en la formacin del SO2 dan un total de 150,15 caloras desprendidas en la formacin de cada mol-gramo de sulfato sdico. Conociendo la composicin y Ce. de los componentes de la fase (g-s) que salen de los hornos podremos determinar el nmero de caloras arrastradas y perdidas para el proceso que son de orden 61,54 , y el calor disponible en el conjunto de la reaccin del procedimiento Hargreaves-Robinson ser 150,1561,54=88,61 caloras; por lo tanto, haciendo uso de aparatos bien aislados trmicamente, no ser necesario una vez iniciada la reaccin consumo de combustibles e incluso, en ciertos casos, convendr enfriar la masa para evitar la fusin de la sal a 772C o del sulfato a 860C.

Es preciso disponer la sal en bloques porosos

La sal pulverizada conducida por un tornillo sin fin (T) cae a la tolva de un molino de cilindrosEs sometida a la accin del vapor de agua y comunicada asi una humedad determinada. Se extiende sobre un trasportador de cadena que la distribuye uniformemente en capa de25-30 mm de espesor gracias a la accin de unos rodillos de fundicin; La ancha capa formada es cortada por cuchillas (C) circulares verticales en bandas longitudinales de 9 cm de ancho, una guillotina (G) las corta luego transversalmente, dando cuadrados de la misma anchura.;

Moldeadas las placas de sal pasan por un secadero (S) con hogar independiente que las seca y da consistencia.

La sal as preparada pasa automticamente por sestas de hierro a los aparatos productores de HCl, que constan de grandes cilindros de fundicin de 5m de dimetro y 4m de altura montados en bateras de 8 a 12 elementos.

Por

el balance trmico vimos que las reacciones son exotrmicas, luego una vez iniciado el proceso debera continuar por s solo, pero en la prctica las prdidas de calor por radiacin, conveccin, etc. son superiores a las caloras producidas por lo que es preciso un consumo de unos 80Kg de hulla por tonelada de sulfato fabricado quemada en los hogares laterales; consiguiendo un buen aislamiento trmico de los aparatos y considerando la continuidad del proceso, se llega en las instalaciones modernas a sensible ahorro de combustible, pudiendo mantenerse la reaccin sin aportacin de calor exterior.

El vapor de agua contenido en la mezcla reaccionante puede proceder del escape de los motores de la instalacin, recalentado a 300C, y la circulacin de la mezcla se consigue por un aspirador de cuero endurecido. La duracin de una renovacin completa de la carga en toda la batera (10 elementos) es de unas tres semanas, lo que supone la descarga de un elemento cada dos das, extrayendo el sulfato fabricado de gran pureza por las puertas laterales. Un elemento de 6,5m de dimetro y 3,6m de altura carga 45 Ton, de briquetas produciendo 50-52 Ton de sulfato sdico. Empleando pirita de 48 a 50% de azufre, se obtienen mezclas gaseosas con 8% SO2, Segn el estudio de Walgue la fabricacin de cien toneladas de sulfato exige 50 de sal, 53 de pirita y 12 de agua inyectada en forma de vapor, mas 40 Ton de hulla. Por cada 100Kg de sal no llega a obtenerse los 62,3 Kg de clorhdrico posibles tericamente, sino que 57-58 y 110-115 Kg de sulfato segn el grado de humedad.

El procedimiento se instala todava en Inglaterra, Francia y algunas factoras Alemanas; sus ventajas son: Continuidad de trabajo Requiere de escasos cuidados de conservacin Reducido consumo de combustibles (12-15% de la cantidad de sulfato contenido) No consume sulfrico, que siempre encarece el producto, Da sulfato y clorhdrico exentos del sulfrico; sin embargo, tiene inconveniente que el clorhdrico producido va muy diluido en la corriente de gases procedentes de los hornos de tostacin de pirita.

Aparato Niccoli

Consta de una torre T de seccin circular o cuadrada en cuya base hay dispuesto un mechero Bunsen B de combustin de hidrogeno y aire, en el que convergen por tubos dispuestos radialmente el cloro y el hidrogeno. El HCl producido se dirige a la condensacin por un tubo de cuarzo t montado en la parte superior del aparato. La operacin se conduce comenzando por encender el mechero y abriendo sucesivamente los conductos de cloro e hidrogeno, inicindose la reaccin y siendo suficiente el calor desprendido para mantenerla, por lo que una vez comenzada la produccin de HCl se apaga el mechero.