proyecto de urea

8/13/2019 Proyecto de Urea

http://slidepdf.com/reader/full/proyecto-de-urea 1/32

Universidad Nacional de Trujillo

acultad de Ingeniería

scuela Profesional de Ingeniería metalúrgica

INSTALACION Y DISEÑO DE UNA PLANTA DE PRODUCCION DEFERTILIZANTES DE UREA APARTIR DE FOSFATO DE AMONIO

Curso:

DISEÑO DE PROCESOS METALÚRGICOS

Docente:

Ing. Martín Taboada Neira Alumnos:

Arana Chávez, Robert

Gutiérrez Vargas, Edward

Ciclo: IX TRUJILLO – PERÚ

2013



1. Estudio de mercado:

1.1. Introducción:

El presente estudio de mercado que se está desarrollando se hablara

sobre la producción de fertilizante de urea a partir fosfato de amonio que se

obtiene a partir concentrados fosfatados que se encuentra en nuestro país

debido a que la demanda en el mercado internacional y nacional es alta.

No obstante se sabe que el Perú es uno de los países más ricos en

minerales y de gran potencial en el sector minero teniendo una variedad de

reservas de minerales y además que el 35% de área cultivada está en la

costa un 58% en la zona andina y un 7% en la selva.En el ámbito de los fertilizantes actualmente la importación y

comercialización de ellos se realiza a través de empresas privadas, las

cuales se encuentran ofertando una gran variedad de fertilizantes simples

(nitrogenados, fosfatados y potásicos).

1.2. Objetivos:

Determinar el consumo de urea en los últimos 10 años

Proyectar la demanda futura

Determinar el consumo de fertilizante urea

Saber la forma de comercialización del producto

Conocer como ha sido la variación de precios en el mercado

1.3. Producto y sus usos:

El fosfato de amonio se obtiene por concentración, que incluye bajo contenido

de impurezas y altas leyes del mineral valioso, purificándolo y agregándole

amoniaco. La urea se usa en fertilizantes, detergentes, retardadores de fuego,

alimentos y bebidas, alimento para animales, tratamiento de metales,

tratamiento de agua, pulpa y papel, vidrio y cerámica, telas y fibras sintéticas,



plásticos, gomas, fármacos, cosméticos, producción y productos de petróleo,

materiales de construcción, pesticidas, pasta dental, minería, cuero, pinturas,

estanques de combustible.

La urea es un producto final. La síntesis de urea a nivel industrial se realiza a

partir de amoníaco (NH3) líquido y anhídrido carbónico (CO2) gaseoso. La

reacción se verifica en 2 pasos. En el primer paso, los reactivos

mencionados forman un producto intermedio llamado carbamato de

amonio y, en la segunda etapa, el carbamato se deshidrata para formar

urea.

1.4. Serie histórica de consumo:

En los últimos 10 años las exportaciones de productos de minerales no

metálicos como en el 2002 el Perú tuvo un ingreso de US$ 68,0 millones,

incrementándose en cada año observando que en el 2011 se llegó a tener

un ingreso de US$ 487,4 millones debido a que desde del mes de enero

hasta diciembre las exportaciones se incrementaron, debido a la demanda

agrícola.



La importación de urea alcanza los U$ 58.1 millones a un precio de U$

0.438 kilo promedio. Durante el 2011 las compras alcanzaron los U$ 1/

millones.

De Rusia importamos en el 2012 U$ 38.3 millones (66% del total), le sigue Venezuela quereinicia sus ventas con el 19%

A principios de enero y febrero del 2012 se aprecia que las exportaciones casipermanecen constantes, dando a entender que se está dando una mayorimportancia al sector agrario debido a que el mayor país agrícola es EstadosUnidos debido a que de estos concentrados se producen una serie de fertilizantesen donde están incluidos los fertilizantes de urea.

Fuente:http://data.worldbank.org/indicator/AG.CON.FERT.ZS/countries

http://www.agrodataperu.com/wp-content/uploads/2012/03/00urea1.png

http://www.agrodataperu.com/wp-content/uploads/2012/03/00urea1.png



Gráfico Nº 1: Consumo de urea en el mundo

1.5. Productores y ofertantes:

Toda la producción de urea se exporta. El comercio exterior permaneció

relativamente estable, en torno a 30 millones de toneladas anuales, mientras que

el consumo interior ha ido creciendo progresivamente desde 52 millones de

toneladas anuales en el 2002, mientras que en el mundo, la producción de urea

alcanzó para el año 2006 los 141,307 millones de toneladas métricas. Los

principales productores mundiales por continente son: por África, Marruecos con

20,792 millones de toneladas; por América, Estados Unidos, con 44,663 millones

de toneladas; por Asia, China con 29 millones de toneladas métricas; otro

productor destacado es la ex USSR. Europa y Oceanía, sus aportes son menores.

En el contexto sudamericano, la producción alcanzó los 4,159 millones de

toneladas métricas y los países productores para este año fueron Brasil, Colombia

y Venezuela, destacando Brasil con 3,823 millones de toneladas. Chile produce

una cantidad despreciable de urea pero sin embargo consume una cantidadapreciable de ella. En 2007 importó 112000 toneladas métricas, de las cuales se

consumieron 82000 toneladas métricas. Obviamente las exportaciones de este

producto son despreciables. Gran parte de la urea se extraen del gas natural y de

depósitos de concentración. La producción mundial de urea procede en un 95 por

ciento de depósitos de concentración de gas natural. Los depósitos tienen un 90



por cien de las reservas mundiales y están localizados principalmente en China,

Marruecos, Estados Unidos, Túnez, Jordania, Siria, Israel, Egipto, Perú, Vietnam,

Australia e India. Las reservas ígneas actualmente en explotación están situadas,

en orden de importancia, en Rusia, China, Brasil, Sudáfrica, Canadá, Finlandia y

Zimbabue. La explotación de los depósitos de guano es minoritaria (Australia). Los

principales productores son China, Marruecos, Estados Unidos y Rusia, que

suman el 72 por cien de la producción mundial. China ha incrementado su

producción, pasando del 16 por cien en 2002 al 35 por cien en 2011, mientras que

Estados Unidos ha ido perdiendo peso. La emergente producción en países como

Egipto, Argelia, Australia, Siria y Perú han ido compensando los descensos

acontecidos en Kazajistán, Togo y Senegal.

Gráfica: productores de urea

Demanda de urea

Las predicciones del ritmo de crecimiento anual en la demanda mundial de

fertilizantes de urea son de aproximadamente un 2,6 por ciento hasta el 2007-

2008 hasta alcanzar un incremento de 3 millones de toneladas.

Aproximadamente un 78 por ciento de este crecimiento se producirá en Asia. La

predicción en el descenso de la demanda en Europa Occidental (3 por ciento) es

menor que las predicciones previas. El consumo en Europa Central aumentaría en

un 2 por ciento ya que el crecimiento económico de esta sub-región está creciendo



FERTILIZANTE CONCENTRACION PROCEDENCIA

Urea 46 – 0 - 0 Rusia

Nitrato de Amonio 33,5 – 0 - 0 Europa

Sulfato de Amonio 21 – 0 - 0 USA

Nitrato Natural 16 – 0 - 0 Chile

Fosfato Monoamónico 11 – 52 - 0 USA

Fosfato Diamónico 18 – 46 - 0 USA

Super Triple 0 – 46 - 0 USA

Cloruro de Potasio 0 – 0 - 60 Chile – USA

Sulfato de Potasio 0 – 0 - 50 Chile – USA

Nitrato de Potasio 13 – 0 - 44 Chile

Sulpomag 0 - 0 - 22 USA

Fuente: Agronet, fertillizer week y Ecopetrol, 2012.calculos:



Precios:

Evolución de los precios de fertilizante de urea a lo largo de los últimos 10 años.



Tabla Nº 1: Precios nominales promedios anuales de la urea en los últimos 10años.

AÑO PRECIO DEUREA(DOLAR/TM)

2002 180

2003 180

2004 195

2005 260

2006 240

2007 360

2008 380

2009 410

2010 400

2011 510

2012 550



Comercialización:En los últimos años se ha producido un cambio en la estrategia de los países

productores, el desarrollo de nueva capacidad se ha dirigido fundamentalmente

comercializan bajo la forma de producto final, por unidad, y por venta

indirecta. Como productos fertilizantes o productos industriales, aportando

mayor valor añadido y creando nuevos puestos de trabajo

1.6. Productos competitivos:

Uno de los productos competitivos de nuestro producto de urea es el nitrato de

amonio, sulfato de amonio, nitrato natural, nitrato de potasio y sulpomag.

y = 38.409x - 76754R² = 0.9456

0

100

200

300

400

500

600

2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014

P

R E C I O D E Ú R E A ( $ / T M )

AÑOS

Precios nominales promedios anuales de la urea en los

últimos 10años

PRECIO DE UREA(DOLAR/TM)

Linear (PRECIO DE UREA(DOLAR/TM))



1.7. Proyección de la demanda:

Año

Consumo deurea(Miles detoneladas)

ConsumoAjustado almodelo

2002 74000 73264.282003 75000 73906.042004 81000 74547.82005 81000 75189.562006 76000 75831.322007 77000 76473.082008 78000 77114.84

2009 79000 77756.62010 77200 78398.362011 72000 79040.122012 80000 79681.88

y = 97.203x - 117887R² = 0.0156

70000

72000

74000

76000

78000

80000

82000

2000 2005 2010 2015

C o n s u m o

Años

Consumo de urea (miles/toneladas)

TM

Linear (TM)



1.8. Capacidad de planta:

2. LOCALIZACIÓN DE LA PLANTA

2.1. Introducción

En ésta parte del contenido del proyecto, lo que se intenta es buscar la ubicación

idónea para la instalación una planta de procesamiento de minerales. Teniendo en

cuenta que el lugar debe ser el más adecuado para la obtención de dichos

fertilizantes ya que el éxito o fracaso de la futura operación de la instalación

depende en gran medida de esta decisión.

Hemos analizado que el lugar escogido para éste tipo de proceso sea aquel que

nos proporcione la materia prima, ya que en minería es conveniente trabajar cerca

de la planta concentradora para que los gastos de transporte sean mínimos, por lo

que el transporte de mineral es necesario para el trabajo diario de la planta

concentradora, además minimizar el costo de transporte es el de mayor relevancia

59000

64000

69000

74000

79000

84000

89000

0 5 10 15 20 25

C o n s u m o

Años

Series1

Linear (Series1)

83531,44



ya que los costos de envío a larga distancia de fosfatos minerales pueden oscilar

entre 100 y 200% del precio en fábrica.

La planta concentradora trabajará en conjunto con la población, dando

oportunidad de trabajo a los pobladores y de esta manera lograr el desarrollo

sostenible del lugar, respetando las políticas gubernamentales respetando el

medio ambiente y preservando el ecosistema.

2.2. Objetivos

Determinar la localización a nivel departamental para producir urea a

partir del fosfato de amonio Saber cuál es el factor más importante en la micro localización

2.3. Macro localización

a) FACTORES DE LOCALIZACIÓN:

FACTOR Descripción

Materia

prima

Mineral roca fosfórica:ELEMENTO SÍMBOLO ENSAYES TÍPICOS

APROXIMADOS

Fosfato Ca10 [PO4]6F2 (%) 20

Agua

Amoniaco NH3 20

La planta usará altos volúmenes de agua que será aprovechada de un

rio aledaño a la planta o el mar.

Energía La planta aprovechará la energía de una fuente de agua,

transformándola a energía eléctrica.



b) TABLA DE FACTORES PONDERADOS:

Tabla Nº 1 Análisis de factores ponderados

Orden Factor Factor debalanceo

Evaluación Cuenta A B A B

1 Mat. Prima 10 10 8 100 802 Agua 9 8 6 72 543 Energía 8 9 7 72 564 Factor ambiental 7 6 7 42 495 Leyes reguladoras 6 8 9 48 546 Eliminación de

desecho5 5 7 25 35

7 Factor comunitario 4 8 6 32 248 Mercado 3 5 8 15 249 Transporte 2 4 6 8 1210 Clima 1 5 5 5 5

total 419 393

DONDE: A: Rinconada Llicuar B: Sechura

Después de un breve análisis de lo expuesto anteriormente, se consideró: que la

ciudad que nos proporciona la materia prima será el lugar donde estará ubicada la

planta concentradora, por consiguiente será la ciudad de Rinconada llicuar que

está en el departamento de Piura, aquí se desarrollará y constituirá la planta

concentradora de minerales por medio de la concentración de fosfatos así como la

obtención de amoniaco para producir el fosfato de amonio y de ello obtener la

urea.



c) MAPA DE MACROLOCALIZACION:

Piura es un departamento del Perú ubicado en la parte norte país, al este con

Cajamarca y al oeste con el océano pacifico. Su capital es la ciudad de Piura. Esta

zona abarca casi íntegramente parte del Desierto costero peruano, en sus valles

costeros se desarrollaron avanzadas culturas regionales, se dedican ala pesca,

producción de petróleo, agricultura. La extensión territorial del departamento de

Piura tiene una superficie de 35,892.49Km2.

Superficie: 35,892.49Km2

Latitud norte: 12º57´42"

Longitud oeste: entre los meridianos 75º36´43" y 76º23´48"

Población: 1409,262 habitantes

Capital del Departamento: Piura

http://es.wikipedia.org/wiki/Regiones_y_departamentos_del_Per%C3%BA

http://es.wikipedia.org/wiki/Per%C3%BA

http://es.wikipedia.org/wiki/Desierto_costero_peruano

http://fotosdeculturas.blogspot.com/2011/08/division-politica-de-piura-mapa.html

http://www.viajaraperu.com/departamento-de-piura/

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http://www.viajaraperu.com/departamento-de-piura/

http://es.wikipedia.org/wiki/Desierto_costero_peruano


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Altitud de la capital: 29 msnm

Número de provincias: 8

Número de distritos: 57

Clima: Tropical y seco, con una temperatura promedio anual de

24-19 grados centígrados

(*) X Censo de Población y V de Vivienda, 2007-Instituto Nacional de Informática y

Estadística del Perú (INEI-Perú, 2007).

División politica

2.4. MICROLOCALIZACIÓN

a) FACTORES:

LOCALIZACION:

El Distrito de Rinconada Llicuar es uno de los 6 distritos peruanos que formanla provincia de sechura en el departamento de Piura, bajo la administración

del Gobierno regional de Piura. Limita por el norte, este, sur y suroeste con losdistritos de bellavista, cristo nos valga, vice y vernal.

Se encuentra ubicado en la parte sur de la Provincia de sechura, situado a unadistancia aproximada de 28 a 29 Km. de la ciudad de Piura, así como se


http://es.wikipedia.org/wiki/Gobierno_regional_del_Per%C3%BA

http://es.wikipedia.org/wiki/Gobierno_regional_del_Per%C3%BA




encuentra ubicado a una altitud de 29 metros sobre el nivel del mar, con unalatitud sur de 14°20’ 45” y una longitud oeste de 75°40’00” Los caseríos queconforman este distrito son 13: Barrio Nuevo, San José de Pinilla, San Felipe,Córdova, Tres Esquinas, Callango, Pampa Chacaltana, El Tambo, Paraya, CerroBlanco, La Capilla, San Martín de Porras

TOPOGRAFICO:

Rinconada Llicuar cuenta con una superficie de 1,417.12 Km2, representando el6.64% de superficie con respecto al Departamento de Ica, que es de 21,327.83Km2 y el 17.95% de la superficie con respecto a la Provincia de sechura, quecuenta con 7,894.05 Km2. El Distrito de Rinconada Llicuar cuenta con 2,809habitantes, siendo 1,219 habitantes en la zona urbana representando un 32% y2,590 habitantes en la zona rural, representando un 68% teniendo una tasa decrecimiento ínter censal de 1.3%. Del análisis se desprende que en el Distrito deOcucaje hay 1,019 hombres representando un 53% de la población y 1,790mujeres que representan un 47%.

GEOLOGICO:

Es una zona agrícola Rinconada Llicuar está rodeado por importantes extensionesde desierto, no obstante se encuentra minerales de fósforo variedad apatita ClFCa3 (PO4) 3., en nódulos formados por areniscas grises que están al aire libre

esparcidos o diseminados sobre las superficies de terrazas estratificadas ubicadasen el margen del océano pacifico, cubiertos parcial o totalmente por arenas, limos,arcillas de origen eólico.

Además que Piura cuenta con producción de gas natural para la producción deamoniaco que añadiremos al fosfato para obtener fosfato de amonio para luegoobtener la urea.

MEDIO AMBIENTE:

Se mantendrán los estándares de no contaminación.

SEGURIDAD:

Terreno sin riesgos sísmicos.



ACESIBILIDAD: vías de transporte como la carretera intereosianica del norte delpaís.

b) MAPA DE MICROLOCALIZACION:

3. DISEÑO DEL PROCESO

3.1. INTRODUCCIÓN:

El diseño del proceso de este proyecto es con el fin de producir fertilizante

de urea a partir de fosfato de amonio el cual de acuerdo a las reservas que

tiene se producirán los concentrados con una producción de 15.35 TM/día.

http://www.gpsbuceo.com/accidente-de-buceo/muere-buzo-peruano-mario-alarcon.htm





El proceso que se seguirá será continuo, la planta concentradora estará

operativa 330 días al año, el proceso que se quiere utilizar se tendrá que

seleccionar adecuadamente para lograr buena producción y empleando

tecnología limpia para cuidar nuestro medio ambiente.

3.2. OBJETIVOS:

Identificar el tipo de proceso más adecuado

Determinar el flujo de entrada y salida del proceso

Determinar la selección horaria en que se trabajara

Realizar adecuadamente el balance de materia y energía

3.3. LA MATERIA PRIMA:

Como materia prima esencial contamos con el gas natural que mediante un procesocontinuo vamos a obtener el amoniaco.



Otra de nuestra materia prima es el CO2 que va a reaccionar con el amoniaco para

formar la urea.

Los concentrados fosfatados para obtener el ácido fosfórico que va a

reaccionar con el amoniaco para formar el fosfato de amonio



3.4. EL PRODUCTO:

El producto que se logrará obtener del proceso será urea.

Este producto será reconocido en el mercado no solo por su calidad y altaley sino también por ser un concentrado limpio.

3.5. PROCESOS ALTERNATIVOS:

Hay dos tipos básicos de procesos para la producción de urea OBTENCION DE UREA APARTIR DE AMONIACO Y CO2

.La síntesis de urea a nivel industrial se realiza a partir de amoníaco (NH3) líquido y anhídrido

carbónico (CO2) gaseoso. La reacción se verifica en 2 pasos. En el primer paso, los reactivos

mencionados forman un producto intermedio llamado carbamato de amonio y, en la segunda etapa,

el carbamato se deshidrata para formar urea. Surge un problema dado que las velocidades de lasreacciones son diferentes. La priera etapa es mucho más rápida que la segunda, con lo cuál el

carbamato intermedio se acumula.

Además, la primera reacción no se verifica por completo, por lo que también quedan

amoníaco y dióxido libres. En adición a esto, debe mencionarse que el carbamato es un

producto altamente corrosivo, por lo cuál lo que se hace es degradar la parte de carbamato

no convertida a urea en sus reactivos de origen, y luego volver a formarlo. Vemos que la

primera reacción es exotérmica, y la segunda es endotérmica. Un problema del proceso es

que en el segundo paso de la reacción, se forma un producto llamado biuret, que resulta de

la unión de dos moléculas de urea con pérdida de una molécula de amoníaco. Este producto

es indeseable por ser un tóxico. Por esta razón es necesaria su eliminación. Según loexpuesto, el proceso completo de producción de la urea puede separarse en las siguientes

etapas.

1. Obtención de CO2

2. Obtención de amoníaco

3. Formación de carbamato

4. Degradación del carbamato y reciclado.

5. Síntesis de urea

6. Granulado de la urea



OBTENCION DE UREA A PARIR DE FOSFATO DE AMONIO:

Apartir de concentrados fosfatado obtenemos el ácido fosfórico: el proceso húmedo y

el de horno (eléctrico o a presión). De estos dos últimos el eléctrico sigue vigente pero su

función es producir azufre elemental y a partir de esto generar ácido fosfórico. El proceso

húmedo se usa para elaborar ácido fosfórico y generalmente el producto se destina a la

fabricación de fertilizantes. Existen tres ácidos principalmente con los cuales se puede

elaborar el ácido fosfórico, estos son el sulfúrico, el nítrico y el clorhídrico. Los procesos

que usan nítrico se designan por "nitrofosfatos". Aquellos que usan clorhídrico no son

competitivos en el mercado. Los procesos que usan ácido sulfúrico son los más comunes

y por tanto se verán con mayor detalle.

Los fabricantes de fertilizantes son los principales consumidores de azufre (en forma de

ácido sulfúrico), en la industria de fertilizantes. La fosforita es prácticamente insoluble en

la mayoría de los suelos, a menos que el mineral esté finamente triturado y la acidez del

suelo sea la apropiada. Por ello se usa un ácido para disolver la fosforita y convertirla a

fosfato de amonio .

Los primeros métodos de fabricación consistían en mezclar a mano minerales

fosfatados con ácido sulfúrico, dejando reposar la mezcla en una cámara o

depósito. Tras un período de curado apropiado, la masa sólida se sacaba a mano.

Los procedimientos modernos se basan en el mismo principio, aunque se utilizan

métodos semicontinuos o continuos de acidulación y métodos mecánicos demanipulación, por razones de economía y uniformidad del producto.

Luego el amoniaco va a interactuar con el ácido fosfórico NH3 para formar el

fosfato de amonio.



Figura 1: Fabricación de fosfato de amonio por método continúo.

En este caso el proceso seria obtener el fosfato mono amónico NH4H4PO4 y

luego desintegrarlo en NH3 y H3PO4 para usar solo el amoniaco y de allí obtener



la urea. Que sería un proceso ilógico que no tendría beneficio por el proceso

reversible.

3.5.1 PROCESO DE OBTENCIÓN DE ÁCIDO FOSFÓRICO POR VÍA HUMEDA

Figura 2: Proceso de fabricación de ácido fosfórico por vía húmeda.

La eficiencia del ácido fosfórico es del 95% respecto a la siguiente reacción:

Ca10F2(PO4)6 + 10H2SO4 + 20H2O10CaSO4·2H2O +2 HF + 6H3PO4

Esta última ecuación sin embargo se puede abordar con mayor detalle ya

que el sulfato de calcio puede estar hidratado y no de forma única como se

muestra en la siguiente ecuación:

Ca10F2(PO4)6 + 10H2SO4 + 10nH2O 10CaSO4·nH2O +2 HF + 6H3PO4

Donde ‘n’ puede tomar los valores 0, ½ y 2. Esta última ecuación se obtiene

como resultado de dos etapas. En una primera etapa, el ácido fosfórico



reacciona con la apatita formando fosfato monocálcico y en una segunda

etapa este fosfato monocálcico reacciona con ácido sulfúrico para formar

ácido fosfórico y sulfato de calcio. Para estas dos etapas no

necesariamente se utilizan dos reactores, sino que al contrario lo más

común es el uso de un solo reactor que permita ambas situaciones

simultáneamente.

La roca fosfórica contiene un gran número de impurezas, lo que genera un

gran número de reacciones paralelas a la principal. Muchas rocas contienen

una relación CaO/P2O5 mayor que el de la fluorapatita pura.

Esto genera un mayor consumo de ácido sulfúrico formando mayor cantidad

de sulfato de calcio. Además el HF formado, reacciona con la sílice y otras

impurezas (Na, K, Mg y Al) generando fluosilicatos y otros compuestos más

complejos. Según las condiciones de proceso y el tipo de roca empleada,

es la fracción de estos compuestos generados que son volatilizados.

3.5.2. Proceso de horno de arco eléctrico a partir de concentrado

fosfatado.

El proceso de horno eléctrico se basa en el hecho de que la sílice tiene

propiedades de ácido fuerte a temperaturas elevadas. Si una mezcla de

roca fosfórica, sílice y carbón se calienta a temperatura suficientemente

alta, la sílice puede reemplazar al radical fosfato para formar un silicato de

calcio, y el fósforo elemental puede destilarse de la mezcla reaccionante.

En este proceso la roca fosfórica es reducida a fósforo elemental por la

acción de coke y calor en presencia de arena. Luego se oxida con aire a

pentóxido de fósforo y enseguida por hidratación se logra ácido fosfórico.

En detalle, la roca fosfórica es transformada por un horno donde es

nodulizada para facilitar el escape de los vapores de fósforo en el horno

eléctrico y prevenir la entrada de polvo o finos que contaminen el vapor. El



material crudo es clasificado según tamaño y los finos son retornados al

horno. El coke y la arena se unen y la mezcla es dirigida al horno eléctrico.

Aquí se encuentran tres electrodos de carbono que cuelgan y que se hallan

conectados a corriente alterna trifásica. La sílice reacciona con la roca a

temperaturas sobre los 1200°C (en general se usa 1315°C) para liberar

pentóxido de fósforo, que es reducido a fósforo elemental por medio del

coque incandescente. La escoria y el ferrofósforo se colectan en el fondo

del horno y periódicamente se eliminan mediante una purga. Generalmente

la roca fosfórica posee impurezas, donde cerca de un 20% de flúor presente

en la roca también reaccionará, según la siguiente ecuación:

2CaF2 + 3SiO2

SiF4 + 2CaSiO3

El hierro y el aluminio presentes en la roca fosfórica serán convertidos a los

correspondientes silicatos; además, se obtienen alrededor de 0,09

toneladas de ferrofósforo como subproducto por tonelada de fósforo

producido.

Los gases del horno, fósforo y monóxido de carbono, son retirados del

horno por medio de un ventilador. Luego se oxidan ambos gases uno apentóxido de fósforo y el otro a dióxido de carbono por medio de una

cámara de combustión. Enseguida los gases pasan a una torre empacada

donde reciben un rocío con agua, donde se forma una niebla de ácido

fosfórico y de ahí pasa a un precipitador electrostático (en general se usan

tres) de grafito (resistente a la acción del ácido fluorhídrico) para remover

cualquier resto de ácido fosfórico. Los gases de escape de la torre son

principalmente monóxido de carbono. El ácido fosfórico crudo (85%) es

generalmente purificado con arsénico por acción de sulfuro de hidrógeno.

Según las condiciones, el ácido puede ser purificado de impurezas tales

como sales de calcio por medio de adición de ácido sulfúrico quien las

precipitaría. El ácido fluorhídrico puede ser removido por adición de polvos

de sílice. Usualmente estos pasos tienen lugar antes de remover el



arsénico. Cualquier material en suspensión, sílice, sulfato de calcio o

trisulfuro de arsénico, se elimina pasando el ácido por un filtro de arena. El

ácido de 85% puede luego ser diluido en agua hasta un 50%.

El proceso es el siguiente:

Figura 3: Producción de SFT por horno de arco eléctrico.

Las reacciones que describen el proceso son:

2Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10C P4 + 10CO + 6CaSiO3

P4 + 10CO +10O2 2P2O5 +10CO2

2P2O5 + 6H2O 4H3PO4

La reacción general es:

Ca3(PO4)2 + 3SiO2 + 5C + 5O2 + 3H2O 3CaSiO3 + 5CO2 + 2H3PO4



El rendimiento del fósforo es aproximadamente de 87 al 92% de la cantidad

presente en la roca.

El hierro para formar ferrofósforo que es un subproducto valioso. En

algunas condiciones, la escoria de silicato de calcio puede tambiénencontrar mercado. El consumo potencial es aproximadamente de 12000 a

13000 Kw-hr/Ton de fósforo producido. Este es el factor de costo más

importante del proceso, por lo cual una fuente de electricidad barata es

esencial para que el proceso sea económico.

3.6. SELECCIÓN DEL PROCESO:

PROCESO VENTAJAS DESVENTAJAS

Proceso por vía

húmeda

El resultado de la recuperación es muy

favorable que demuestran una

concentración de hasta 39% de P2O5

Ofrece los mejores o para los

minerales que solo contienen fosfatos

y silicatos.

Estos son fundamentalmente mezclas

de fosfatos monocalcico, yeso y varias

impurezas, con cierto grado de

humedad.

La concentración del P2O5 soluble en

agua oscila normalmente entre el 16 y

20%.

Aquí alrededor de la mitad

del flúor se desprende

como SiF4, que se absorb

en el agua o se convierte

en fluosilicatos.

Aquí se debe utilizar

fosforita de gran pureza yreactividad para obtener

fosfatos hidrosolubles.

Tener presente que la

insuficiencia de ácido har

que parte del P2O5 quede

de forma insoluble en

agua. Proceso de

horno de arco

eléctrico a partir

de roca fosfórica

El ácido producido es a partir de roca

fosfórica de bajo grado

El empleo principal de este ácido es

para la fabricación de productos

La producción de ácido

fosfórico es más caro pero

mucho más puro.



químicos y, en particular, sales del

ácido fosfórico que se requieren en las

industrias alimenticias y de

Vistas las desventajas y ventajas de cada proceso la elección del más

adecuado será el proceso de súper fosfato triple debido a que es más

barato y nos ofrece mejor recuperación de P2O5 y porque nos permite

requerir de poco ácido sulfúrico debido a que se producirá ácido fosfórico

para obtener mejores concentrados y reducir la contaminación ambiental.

http://www.google.com.pe/url?sa=i&rct=j&q=obtencion+de+fosfato+diamonico&source=images&cd=&docid=a-9YeM_Ybj2TcM&tbnid=v-nO5wJ01lmkIM:&ved=0CAUQjRw&url=http://www.nzdl.org/gsdlmod?e=d-00000-00---off-0envl--00-0----0-10-0---0---0direct-10---4-------0-1l--11-en-50---20-about---00-0-1-00-0-0-11-1-0utfZz-8-10&cl=CL2.11&d=HASH9bb031552b0155082aaffa.4.2.2&gt=1&ei=k5-HUbu9JLX_4AOP0oDwDg&bvm=bv.45960087,d.dmg&psig=AFQjCNEddT7AJwgU8TgNXCcOLIFDN3xWiA&ust=1367929093749971

proyecto de urea

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