recopilación de estudios sobre el boro
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El boro es un elemento químico que se encuentra en la corteza terrestre en cantidades pequeñas, aunque en unos pocos lugares se encuentra concentrado formando yacimientos.TRANSCRIPT
2009
EL BORO [Recopilación de Estudios sobre el Boro]
Antonio Ros Moreno
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Índice:
1.0 – Generalidades del Boro:
1.1 – El boro y sus aplicaciones.
1.2 – Yacimientos de menas bóricas.
1.3 – Panorama de la industria boratera.
1.4 – Aspectos económicos de los productos de boro.
1.5 – Especificaciones técnicas.
1.6 – Aspectos tecnológicos de la industria boratera.
1.7 – Obtención de boratos de alto valor agregado.
2.0 – Caracterización de los procesos:
2.1 – Explotación.
2.2 – Procesos de concentración:
2.2.1 – Descripción de los métodos de concentración.
2.2.2 – Equipos utilizados en concentración.
2.2.3 – Determinación del proceso de concentración.
2.3 – Procesos de refinado:
2.3.1 – Bórax.
2.3.2 – Ácido bórico.
2.4 – Boratos de alto valor agregado.
3.0 – Conclusiones.
4.0 – Bibliografía.
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1.0 – Generalidades del boro
1.1 – El boro y sus aplicaciones
El boro es un elemento químico que se encuentra en la corteza terrestre en
cantidades pequeñas, aunque en unos pocos lugares se encuentra concentrado formando
yacimientos.
Por término medio, el boro forma parte de la litosfera en la cantidad de 0,0003 %.
Debido a la solubilidad de la mayor parte de los boratos y a la volatizad del ácido
bórico, se le encuentra también más concentrado en la hidrosfera y en la cantidad de
0,001 %; asimismo se halla en todas las sedimentaciones de origen marino.
La importancia de los productos del boro se ve reflejada en la gran variedad de
aplicaciones que poseen. Los principales usos de los boratos y compuestos de boro son:
en la industria de esmaltes y cerámicas (sanitarios, vajillas, cerámicos, azulejos),
industria del vidrio, cristales y fibras de vidrio, vidrios Pirex para utensilios, lámparas y
focos, detergentes y blanqueadores, retardadores del fuego, abrasivos, cosméticos, en la
preservación de la madera, en capacitares, aleaciones, catálisis, caucho (ignífugo),
cemento (disminuye la velocidad de fraguado), combustible (borano para aviones y
cohetes), curtiembres (evita putrefacción), farmacia (antiséptico suave), pinturas
(fungicida), aplicaciones nucleares, en óptica, etc. Además de estos usos industriales, el
boro es uno de los 7 micronutrientes esenciales para las plantas, por lo que la
dosificación del boro como fertilizante adquiere suma importancia.
1.2 – Yacimientos de menas bóricas
El boro origina diversos compuestos, desde óxidos simples a estructuras muy
complejas de tipo polimérico. Entre ellos se encuentran los óxidos denominados
boratos.
Los yacimientos de boratos de importancia comercial se encuentran solamente en un
reducido número de regiones geográficas en el mundo: Anatolia (Turquía), California y
Nevada (suroeste de Estados Unidos), la Puna Sudamericana (sur de Perú, suroeste de
Bolivia, norte de Chile y noroeste de Argentina), Inder (Rusia) y Asia Central (China y
Rusia).
La Puna Sudamericana posee las terceras reservas mundiales de boratos, después de
Turquía y la costa oeste de Estados Unidos.
La composición de los minerales de boro más importantes se resume en la Tabla 1.
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Los yacimientos de la Puna Sudamericana producen preferentemente ulexita, tincal,
colemanita e hidroboracita. Estos constituyen el mineral útil, de valor comercial, que se
encuentra mezclado con otros materiales sin valor que constituyen la ganga, de los
cuales debe ser separado.
La ulexita es un borato de sodio y calcio, poco soluble en agua fría, acompañado por
ganga constituida por arenas, arcillas, yeso, calcita, todo impregnado en una salmuera
compuesta principalmente por cloruros y sulfatos de sodio.
Los boratos conocidos como “duros” (tincal, colemanita e hidroboracita) poseen
ganga constituida por rocas (calcita, dragonita, arcilla, tobas, tufitas) e impurezas de
hierro.
El tincal es un borato de sodio, soluble en agua, propiedad que se utiliza para
separarlo de la ganga insoluble, y obtener posteriormente bórax mediante cristalización
por enfriamiento.
La colemanita es un borato de calcio con cinco moléculas de agua en su estructura y
la hidroboracita es un borato de calcio y magnesio con seis moléculas de agua. Ambas
tienen como impurezas principales hierro y arsénico.
Tabla 1: COMPOSICIÓN DE LOS MINERALES DE BORO MÁS IMPORTANTES
Nombre Composición Yacimientos
Kernita (rasorita) ………...
Bórax de lagos desecados (de
aguas salinas) ………..
Colemanita ………………
Pandermita ……………….
Boro-cal:
Boro-natrocalcita …
Ulexita ……............
Bórax .................................
Ácido bórico ……………..
Boratos índicos …………..
Na2B4O7.4H2O
-
2CaO.3B2O3.5H2O
4CaO.5B2O3.7H2O
CaB4O7.NaBO2.18H2O
CaB4O7.NaBO2.8H2O
Na2B4O7.10H2O
H2BO3
Boratos de Ca y Mg
(principalmente ascharita)
Desierto de Mohave, distrito
Kramer Kern County,
California (EE.UU.).
Searles-See, San Bernardino
County, California (EE.UU.).
Nevada californiana
(EE.UU.), Chile.
Turquía
Argentina Chile y Perú.
Nevada californiana
(EE.UU), América del Sur.
California, Nevada
(EE.UU.),Tibet.
Toscaza (Italia).
Región de los lagos de la
India, KasaKstan (URSS).
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La importancia y el valor comercial de cada uno de ellos, depende del contenido de
anhídrido bórico (% B2O3) y de la facilidad para concentrarlos y/o purificarlos. En la
Tabla 2 se resume la composición química de los boratos mencionados.
Tabla 2: COMPOSICIÓN QUÍMICA DE BORATOS DE INTERÉS COMERCIAL
Borato Fórmula Peso
Molec.
Composición química %
B2O3 Na2O CaO MgO H2O
Bórax 10 (tincal)
Bórax 5
Bórax anhidro
Na2O.2B2O3.10H2O
Na2O.2B2O3.5H2O
Na2O.2B2O3
381,3
291,3
201,3
36,53
47,81
69,20
16,26
21,28
30,80
-
-
-
-
-
-
47,22
30,90
0
Colemanita
Colem. Anhidra
2CaO.3B2O3.5H2O
2CaO.3B2O3
410,9
321,0
50,84
65,10
-
-
27,26
34,90
-
-
21,90
0
Hidroboracita
Hidrob. Anhidra
CaO.MgO.3B2O3.6H2O
CaO.MgO.3B2O3
413,2
305,2
50,54
68,45
-
-
13,55
18,35
9,76
13,2
26,14
0
Ulexita
Ulexita anhidra
Na2O.2CaO.5B2O3.16H2O
Na2O.2CaO.5B2O3
810,1
522,1
42,97
66,69
7,65
11,87
13,82
21,45
-
-
35,56
0
1.3 – Panorama de la industria boratera
El consumo de boro es absorbido casi en un 50 % por el sector de la fibra de
vidrio, tanto para aislamiento como textil, con un tercio destinado a la fabricación de
jabones y detergentes, y pequeños porcentajes para usos agrícolas, productos ignífugos
y otros. Entre las aplicaciones menores que están en aumento cabe citar su empleo como
aditivo en aleaciones para núcleos de transformadores y motores eléctricos; en forma de
nitruro y carburo, para composites cerámicos; como nitruro, para endurecimiento
superficial, y como cristal, para duplicadores de frecuencia en rayos láser.
La demanda de materias primas minerales de boro se abastece a partir del bórax
(borato sódico) en sus dos variedades (tincal, bórax decahidrato, y Kernita, bórax
tetrahidrato), sassolita (ácido bórico), colemanita (borato cálcico), ulexita (borato
calcisódico) y salmueras, con leyes en B2O3 tan dispares como 0,8 - 1 % en las
salmueras, 34 % en los concentrados de tincal, 37 % en los de colemanita cruda, 42 %
en los de la calcinada o 50 % en los de sassolita, lo que dificulta la determinación de la
producción minera mundial en B2O3 contenido, máxime si se tiene en cuenta que las
estadísticas nacionales no especifican la cantidad y naturaleza de los minerales
extraídos. No obstante, según el USGS la producción mundial de minerales de boro en
el 2006 fue de 4,75 millones de toneladas. En la Tabla 3 se presenta la producción
mundial por principales países.
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Tabla 3: Producción mundial (miles de TM)
País 2006
Turquía 1850
Estados Unidos 1150
Argentina 650
Chile (ulexita) 460
Rusia 400
China 140
Perú 140
Bolivia (ulexita) 60
KazaKhstan 30
Total 4750
Fuentes: USGS. Mineral Conmodity Summaries, January 2007.
1/ Se ha introducido la cifra oficial al presentar el estimado 2006 de
USGS, presentando un desfase.
En la actualidad, ningún país de la Unión Europea produce minerales de boro, por lo
que dependen al 100 % de los suministros externos de esta sustancia.
Consecuentemente con todo lo anterior, los minerales que en su composición
contienen boro, como la ulexita, en los países europeos han sido catalogados “como
materiales estratégicos para el desarrollo”.
1.4 – Aspectos económicos de los productos de boro
En general, el precio de los productos de boro depende de sus contenidos en
anhidro bórico (% B2O3) y de la facilidad para concentrarlos y/o purificarlos. Por esta
razón los “refinados de base”, productos puros obtenidos por precipitación a partir de
sus soluciones, poseen mayor precio que los calcinados (concentrados anhidros y en
ciertos casos fundidos), siendo los concentrados los productos de menor valor. No
obstante, existen boratos de alto valor agregado cuyo precio está motivado por las
rígidas especificaciones que deben cumplir, ya que ellas exceden a las concernientes a
su composición química y tamaño de partícula. En particular y a modo de ejemplo: los
boratos de cinc deben ser estables térmicamente (retener el agua de hidratación a
temperaturas relativamente altas, de 290º C ó más) para ser usados como retardantes del
fuego en plásticos y gomas, (US Bórax Inc. 1999); el perborato de sodio requiere de un
mínimo de oxígeno disponible (15 %, aproximadamente) y que pueda liberarse a baja
temperatura (alrededor de 40 – 60º C) para su empleo como agente blanqueador en la
fórmula de los polvos de lavar; los boratos de amonio tienen exigencias en cuanto a su
conductividad eléctrica (por su empleo en capacitares y en electrolisis); el octoborato de
sodio utilizado para la fabricación de micronutrientes del suelo debe carecer de
arsénico, (Garret, 1998).
La importancia económica de la fabricación de productos de alto valor agregado
queda aún más en evidencia si se compara el precio de los productos comerciales del
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boro, expresados por tonelada de óxido bórico contenido. Así, por 1 tonelada de B2O3 se
obtienen entre 190 y 430 dólares si el borato se encuentra como concentrado (calcinado
ó no), se perciben entre 710 y 940 dólares si el producto está como refinado de base
(bórax ó ácido bórico) y más de 1.250 dólares si se ha transformado la materia prima en
un borato de alto valor agregado.
En la Figura 1 se presenta un diagrama con los precios de distintos boratos
(Mercado Argentino 2005).
Tomando la cadena de valor del octoborato de sodio, nótese que el margen
económico entre el octoborato de sodio (refinado de alto valor agregado) y el ácido
bórico (refinado base) es de más de 500 u$s/Tn B2O3, lo mismo sucede si se compara el
ácido bórico con su materia prima de partida, ulexita concentrada.
Pueden arribarse a similares resultados analizando la obtención de boratos de cinc,
perborato de sodio, pentaborato de sodio y otros. Estas simples comparaciones justifican
la conveniencia de modificar la oferta de boratos actual agregando valor a la
producción.
1.5 – Especificaciones técnicas
El mineral se comercializa y su precio se basa en el contenido de B2O3. La
colemanita calcinada concentrada contiene aproximadamente 42 % B2O3 con As
(elemento penalizado entre los rangos 30 – 2.000 ppm; el ácido bórico técnico contiene
56,3 % B2O3.
La Tabla 4 muestra la composición de las fibras de vidrio y cerámica que contienen
boro (% en peso). Se presentara solo esta especificación con el objeto de ser indicativa,
sin destacar la existencia de otras, que por no estar disponibles no se pudieron mostrar
en este informe.
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Tabla 4: Composición de las fibras de vidrio y cerámica contenedoras de boro
Elementos Vidrio C Vidrio D Vidrio E Fibras Cerámicas
SiO2
Al2O3
Fe2O3
B2O3
CaO
MgO
Na2O
K2O
BaO
TiO2
65,0
4,0
-
5,0
14,0
3,0
0,5
8,0
1,0
NA
74,0
-
0,2
22,5
0,5
0,2
1,0
1,5
NA
NA
54,5
14,5
0,5
7,5
17,0
4,5
0,8
-
NA
0,1
52,9
45,1
<0,1
0,08
-
-
<0,2
-
-
1,7
Fuentes: The Industrial Minerals HandyBooK II
1.6 – Aspectos tecnológicos de la industria boratera
La Figura 2 muestra los principales productos del boro derivados de los boratos.
Debe resaltarse que las operaciones y procesos empleados en el beneficio de los boratos
casi no difieren entre sí, tanto para la obtención de los distintos concentrados, como de
los refinados de base y hasta de los boratos de alto valor agregado. Comparativamente:
- La concentración de menas de colemanita, de hidroboracita, de tincal ó de
ulexita emplea etapas de reducción de tamaños seguida de una clasificación por tamaños
(la ganga tiende a acumularse en los finos). La reducción se realiza en quebrantadoras
de mandíbulas y/o molino de martillos; la clasificación puede ser en vía seca (en
zarandas ó trommels) ó en vía húmeda (trommels lavadores, clasificadores helicoidales,
hidrociclones).la separación magnética aprovecha la diferencia de propiedad magnética
existente entre los boratos (todos son del tipo diamagnético) y la ganga (del tipo
paramagnética); se emplean separadores de polea magnética de imanes permanentes de
Nd – B – Fe. Un mayor incremento de ley se logra mediante la anhidración: eliminación
del agua de cristalización mediante calcinación del concentrado, generalmente
realizada en hornos rotativos. La fusión de concentrados para la obtención de “fritas” se
realiza en hornos de solera; es aplicable solamente a la ulexita y al bórax. Esta es la vía
de obtención de los concentrados, de calcinados y de fritas indicados en la figura 2.
- La obtención de refinados de base, bórax y ácido bórico, se realiza
principalmente a partir del tincal ó de la ulexita, respectivamente. Ambos procesos son
esencialmente iguales, como se ve en la figura 2, con la única diferencia que el tincal se
solubiliza con agua caliente, mientras que la obtención de ácido bórico exige solubilizar
la ulexita con un ácido mineral. Los equipos empleados no difieren entre si: molino de
martillos para disminuir el tamaño de la alimentación, disolución en tanque agitado
calefaccionado seguido de separación sólido-líquido (en caliente) y lavado de barros
insolubles (en clasificadores helicoidales, espesadores y filtros prensa), cristalización en
tanque refrigerado por enfriamiento de la solución límpida, separación y lavado de
cristales en una centrífuga, seguida de una etapa de secado con aire caliente en secador
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rotativo. La similitud entre ambos procesos (de obtención de bórax a partir de tincal ó
de ácido bórico a partir de ulexita) es tal, que ambos pueden obtenerse en una misma
planta de tratamiento, simplemente con una adecuada modificación de las variables
operativas.
Figura 2: Materia prima y método de obtención de los principales productos comerciales del boro
Secado Spray Cristalización
Mezclado yDisolución
Purificacióny Fusión
Reaccióncon ZnO
Tratamientocon NH4OH
Fusión
Precipitacióncon SO4Zn
Tratamientocon NaOH y
H2O
CONCENTRACIÓNReducción de Tamaño - Clasificación (ganga a los finos)Separación Magnética (boratos diamagnéticos, ganga paramagnética)
Pirometalurgia (anhidración)
REFINADODisolucióncon ácido
Disolucióncon agua
caliente
MINERALES DE BOROBoratos de
CaColemanita
(25-35% B2O3)
Ca y MgHidroboracita
(<40% B2O3)
Ca y NaUlexita
(20-25% B2O3)
NaTincal
(10-18% B2O3)
Disolución
Separación S-L
Cristalización porenfriamiento
Separación S-L
Ácido bórico Bórax 5 ó 10
Octoborato desodio
Pentaboratode sodio
Bóraxanhidro
Boratosde Cinc
Perboratode sodio
AnhidridoBórico AP
Boratosde Cinc
Tetra yPentaborato
de amonio
ConcentradosUlexita 30-35
Ulexita lavadaHidroboracita 35-40
Hidroboracita 40-42Colemanita 40Colemanita 40-42
Calcinados
Ulexita 60Tincal 55Colemanita 52-54
Fritas
Ulexita anhidra
ÁcidoSO4H2
ó ClH
Aguacaliente
BarrosBarrosácidos
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Resumiendo, la concentración de los distintos minerales ó la obtención de cualquier
refinado de base se basa en operaciones y procesos idénticos que emplean los mismos
equipos pero con diferentes condiciones de operación: set en la reducción y
clasificación por tamaños, operación en vía húmeda ó en vía seca, tamaño de partícula
alimentada al concentrador, variables operativas propias del concentrador, temperatura
del horno de calcinación, temperatura y pH de disolución, temperatura de secado, etc.
También son comparables los requerimientos de servicios auxiliares (agua industrial,
vapor, electricidad). Esta característica simplifica el análisis económico comparativo de
cada alternativa de interés, lo cual ayuda a tomar la decisión de cual borato producir.
En la Figura 3, se representa esquemáticamente los procesos y algunos equipos
empleados en la obtención de concentrados de ulexita y refinados de base (bórax y
ácido bórico).
1.- Procesos de Concentración.
2.- Obtención de Refinados de Base.
2.1.- Ácido bórico. 2.2.- Bórax.
Sólidos Vapor ó H2O Ácido Pulpa Lejía
Figura 3: Procesos y Equipos para el beneficio de la ulexita
Tolvade
alimentación
Salar[Ulexita 20-25% B2O3]
Canchas de secado[Majada y Pallaqueo]
H2Olavado
Tornillo sinfín Hidrociclones
ClarificadorLiquido
evacuación
Filtros[separación sólido-líquido]
H2Olavado
Liquidof iltración
Horno rotativode
Secado
Horno rotativode
Calcinación
Ulexita40-45%B2O3
Ulexita55-60%B2O3
Molinode
martillos
EnsacadoUlexita
concentrada
Reactor de
disolución
Ulexitacalcinada y molida
Ácido SO4H2
ó ClH
Filtros[separación sólido-líquido]
Barros ácidos
CristalizadoresH2O
refrigeración
Centrifugador
Horno rotativode
Secado
Ensacado
Ácido bórico
Recirculación
VaporAutoclave
de
disolución
Ulexitacalcinada y molida
Carbonatoy bicarbonato
sódico
Filtros[separación sólido-líquido]
Barros
CristalizadoresH2O
refrigeración
Centrifugador
Horno rotativode
Secado
Ensacado
Bórax
Recirculación
Vapor
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1.7 – Obtención de boratos de alto valor agregado
La similitud tecnológica en cuanto al beneficio de minerales y la obtención de
refinados de base, demostradas en el punto anterior, son también extensivas a la
obtención de varios boratos de alto valor agregado, simplificando notoriamente la
comparación entre productos desde el punto de vista económico, de oportunidad y
conveniencia de fabricación.
La Figura 4 muestra un diagrama de la obtención de algunos boratos especiales
seleccionados por su similitud tanto en la secuencia de las operaciones y procesos como
en los equipos empleados para realizarlos. Ellos poseen en común que parten de la
misma materia prima (refinados de base, bórax y/o ácido bórico de grado técnico),
emplean la misma etapa de disolución en caliente, seguida de una filtración de
impurezas insolubles. Además, cristalizan por la disminución de la temperatura de la
solución límpida, a excepción del octoborato de sodio cuya solución debe evaporarse a
sequedad mediante una corriente de aire caliente. A continuación, los cristales se
separan y se lavan en una centrífuga, reciclando el agua madre, luego se secan con aire
caliente y pasan por una etapa de separación sólido-gas en un tren de captación de
polvos; los gases son lavados antes de ser venteados a la atmósfera. Finalmente los
cristales se clasifican y muelen, según las especificaciones comerciales, para ser luego
almacenados y envasados.
Figura 4: Métodos y Equipos para la Obtención de Boratos Especiales
DISOLUCIÓN Y REACCIÓN[en tanque agitado y calefaccionado]
12H3BO3 + 4ZnO --- 2Zn2B6O11.7H2O + 11H2O2NaOH + Na2B4O7.10H2O --- 4NaBO2.2H2O + 3H2O
H3BO3 --- H3BO3
6H3BO3 + Na2B4O7.10H2O --- Na2B10O16.10H2O + 9H2O
4H3BO3 + Na2B4O7.10H2O --- Na2B8O13.4H2O + 12H2O
Ácido bórico+ Zn
Bórax+ NaOH
ÁcidoBórico
Ácido bórico+ Bórax
Ácido bórico+ Bórax
FILTRACIÓN DE IMPUREZAS INSOLUBLES[en filtros: de cartucho, tipo galera, prensa o centrifugo]
DISOLUCIÓN[en tanque refrigerado]
H2O2 + NaBO2.2H2O + H2O = NaBO3.4H2O
CRISTALIZACIÓN[en tanque refrigerado, tanque de reposo opcional]
FILTRACIÓN Y LAVADO DE CRISTALES[en filtros: centrifugo, de cinta o rotativo (de vacío). Otros: tanques (de agua madre,
líquido de lavado, agua tratada)]
SECADO DE CRISTALES[con gases de combustión en: secador rotativo, de lecho fluidizado, neumático]
SECADOPOR
ASPERSIÓN[en evaporador
tipo cámaraSpray o en
secadorrotativo]
SEPARACIÓN SÓLIDO-GAS[tren de captación de polvos: puntas de sedimentación, ciclón, filtro de mangas]
MOLIENDA Y CLASIFICACIÓN (según especificaciones comerciales)[en molino de martillos, zaranda mecánica, clasificación neumática]
ENVASADO[silo de producto final, embolsadora-pesadora]
Boratode Cinc
Perboratode sodio
Metaboratode sodio
Ácido Bóricode Alta Pureza
Pentaboratode sodio
Octoboratode sodio
H2O2
Agua de
lavado
Agua Madre
a Reciclo
Liq. de
Lavado
Aire
Caliente
Impurezas
Insolubles
Gases a
Lavado
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2.0 – Caracterización de los procesos
Basado principalmente en el estudio sobre la ulexita boliviana, se describen las
técnicas y operaciones empleadas en la extracción y beneficio del mineral, así como de
los procesos industriales para el tratamiento de boratos y la fabricación de diversos
productos con un precio más alto.
En la Tabla 5 se presenta, a modo de ejemplo, un análisis aproximado de la
composición química de la materia prima de origen.
Tabla 5: Composición química de la ulexita boliviana
Compuesto Porcentaje
Insoluble en agua 8,33
Materia orgánica 2,08
B2O3 25,62
CaO 0,05
Na2O 6,7
Fe2O 0,08
NaCl 12,07
Na2SO4 4,25
H2O 30,08 Análisis sobre peso húmedo
Las tecnologías seleccionadas en este estudio son las que se utilizan hoy en día en la
mayor parte de los tratamientos de la ulexita; están comprobados a escala industrial,
minimizando así un posible riesgo tecnológico durante su implementación.
2.1 – Explotación
Las minas en estudio, están dentro de un ambiente geológico muy sencillo por
tratarse de un yacimiento tipo evaporítico de edad cuartárica, conformando un típico
“Depósito de Playa” constituido por ulexita acompañada por arenas, arcillas, yesos, etc.
El techo de la ulexita normalmente se encuentra soterrado bajo una delgada cubierta de
eflorescencias salinas y materiales arcillosos que varían entre 2 a 15 cm. de espesor,
mientras que en el piso aparece una arenisca tobacea verde, caliches, arcillas negras
fétidas, yeso u otros materiales clásicos. Estos materiales hacen de sedimentita
encajonada. La clara diferencia cromática y textual entre los materiales hace que la
ulexita sea perfectamente definible y distinguible con respecto a los materiales infra y
suprayacente.
Son depósitos de salares muy comunes y conocidos en la Puna Argentina, Chilena y
Boliviana.
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Básicamente la explotación es a cielo abierto. El trabajo consiste en eliminar un
pequeño encape de 10 a 30 cm. de una costra salina, arenosa y yeso, en algunos
sectores, para poner en descubierto el banco de mineral, que es arrancado y troceado por
medio de escarificación, luego es removido para separarle parte de la ganga.
Posteriormente es transportado a sectores próximos a las zonas de explotación para su
concentración.
Todos estos trabajos se pueden realizar de forma manual, semimecanizada y/ó
mecanizada. Manualmente las herramientas utilizadas son pico, pala y horquillas; y en
caso de mecanización se utiliza topadora, cargador frontal, etc.
Los métodos de explotación manuales permiten una buena selección de la
extracción, en los bancos de mineral, y la incorporación de modernos equipos de
explotación responde sin duda al aumento de la escala de producción.
El material obtenido en la remoción de la costra salina es usado como relleno, con
una ley que puede ser de 4 ó 5 % en óxido de boro (B2O3). Este es un potencial que hará
necesaria, en un futuro, la implementación de procesos para su recuperación (flotación,
etc.).
2.2 – Procesos de concentración
Considerando las premisas expuestas sobre el precio de los minerales de boro, el
primer planteamiento a realizar es el de aumentar la ley de B2O3 y la eliminación de las
impurezas en el mineral extraído del salar.
Los métodos de concentración se basan en diferencias de propiedades entre el
mineral y los constituyentes de la ganga. Así se obtiene un concentrado con alto
porcentaje de boratos (ley de boratos) y un residuo pobre en boratos (cola del proceso).
Tienen algunas operaciones comunes: El producto tal cual sale de la mina se somete a
trituración y clasificación mecánica por tamaños. En muchas menas de boratos la ganga
se concentra en las fracciones de menor tamaño (finos), mientras que el producto útil lo
hace en las fracciones gruesas. De esta manera se separan dos corrientes: la de material
grueso, que sigue el proceso para purificación de boratos ó se vende como tal debido a
que alcanza las especificaciones técnicas del mercado, y la de los finos que queda como
desecho de poco valor comercial por su menor contenido en boratos. La operación se
realiza en vía seca si el objetivo es el incremento de ley en B2O3 ó por vía húmeda
cuando además de concentrar se desea disminuir el contenido de impurezas solubles
como cloruros y sulfatos.
Las fracciones gruesas seleccionadas pueden ser luego sometidas a otros procesos
de concentración, entre ellos calcinación, la separación magnética, etc.
La recuperación de los boratos contenidos en los finos es posible mediante técnicas
adecuadas para esos tamaños de partículas. La flotación por espumas ha demostrado ser
una técnica eficiente en los países que la utilizan.
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En el caso de la ulexita se tendrá en cuenta las siguientes características:
-. La ulexita es un borato de sodio y calcio, poco soluble en agua fría,
acompañado por ganga constituida por arenas, arcillas, yeso, calcita, todo
impregnado en una salmuera compuesta principalmente por cloruros y sulfatos
de sodio.
-. La ulexita es un mineral liviano con un peso específico de 1,9.
-. La ganga tiende a acumularse en los finos.
-. La relación de contenidos H2O/B2O3 es de 0,828, permitiría incrementar la ley
del borato puro, desde 42,95 hasta 66,65 % de B2O3, por la pérdida de un 35,56
% de su peso.
2.2.1 – Descripción de los métodos de concentración
Las operaciones a las que se somete el mineral de ulexita para su
concentración son:
a).- Fragmentación de los sólidos.
La fragmentación o conminución de los sólidos en el cuadro del enriquecimiento de
los minerales agrupa a un conjunto de técnicas que tienen por finalidad el reducir, por
acción mecánica externa y a veces interna, un sólido de volumen dado en elementos de
volumen más pequeño.
Los objetivos de los procesos de fragmentación (trituración y molienda) son tres:
1. Liberación del mineral valioso de la ganga antes de las operaciones de
concentración.
2. Incrementar la superficie específica de las partículas, por ejemplo, para
acelerar la velocidad de reacción en los procesos de lixiviación, flotación,
etc.
3. Producir partículas de mineral o cualquier otro material de tamaño y forma
definidos.
En el caso de la ulexita, no es necesario emplear explosivos en etapa de arranque del
yacimiento, ni someterla a etapa de machaqueo (trituración); ya que simplemente y de
manera manual con picos, palas y horquillas se pueden obtener granos de tamaño entre
10 a 25 cm., incluso algo menores.
Si lo que se pretende es tener un producto muy homogéneo y cuya granulometría
sea incluso menor de 10 cm., se utilizan sobre todo molinos de martillos (recordamos
que la utilización de estos equipos solo se justificaría en función del aumento de
productividad y/ó capacidad de producción).
15
b).- Clasificación.
La clasificación volumétrica se efectúa a escala de laboratorio y a escala industrial
según dos métodos:
1. por vía directa, utilizando unas aberturas de dimensiones y formas dadas;
este método es válido para cortes granulométricos en general superiores a
0,2–0,5 mm.;
2. por vía indirecta, por sedimentación diferencial en un fluido; este método se
utiliza en un campo comprendido entre 1 mm. y algunas micras.
La vía indirecta proporciona una clasificación volumétrica menos precisa que la vía
directa.
La clasificación volumétrica responde a varios fines:
1. En las plantas de machaqueo y molienda, tiene por objeto sustraer los
materiales suficientemente finos a la acción de la machacadora o del molino,
permitiendo aumentar la capacidad de los aparatos y evitar la
sobretrituración.
2. En los procedimientos de concentración, tiene por objeto proporcionar una
serie de productos de dimensiones calibradas permitiendo a cada aparato ser
regulado de forma que alcance tasas de concentración superiores a las que
podrían obtenerse si la alimentación no hubiera sido previamente calibrada.
3. En ciertas industrias (carbón, fluorita, baritina, arenas…) los productos
deben satisfacer una exigencias de especificaciones granulométricas.
En el caso de la ulexita, la ganga suele acumularse en los finos, por lo que es
interesante una clasificación que elimine parte de los residuos. La clasificación puede
ser en vía seca mediante la utilización de zarandas o trommels y/ó en vía húmeda
mediante trommels lavadores, clasificadores helicoidales, hidrociclones, etc.
c).- Lavado del mineral.
El lavado del mineral es un proceso de disolución ó lixiviación mediante el cual se
elimina por aplicación de agua un componente o más de una mena que es soluble en él y
posteriormente se separa de la parte no disuelta de la mena.
En general, las operaciones de lixiviación incluyen una variedad de circunstancias
distintas, pero el denominador común de todas ellas es que el peso de la disolución es de
varias veces el peso de la mena y que se precisa grandes cantidades de agua de lavado.
Considerando las distintas solubilidades de la ulexita, sulfato sódico y cloruro
sódico en agua fría; se realiza una lixiviación selectiva, consistente en la separación del
mineral interesante (ulexita) del resto de los componentes solubles del material a lixiviar
16
(sulfato y cloruro de sodio). Para ello se hace uso de ciertas propiedades del mineral o
de sus componentes.
Las propiedades del mineral o de sus componentes que se mencionan en la
lixiviación selectiva pero que no son monopolio de ella, son: factores cinéticos
favorables o factores termodinámicos de equilibrio.
Son factores cinéticos favorables, cuando la ulexita de las menas fuese insoluble en
el disolvente (agua), o cuando siendo soluble la velocidad de disolución es inferior a la
de las impurezas solubles, ya que en este caso, acortando el tiempo de lixiviación se
obtiene una disolución con poco óxido de boro (B2O3).
Pero si la ulexita es soluble (0,49 g/100ml) en el disolvente (agua fría) y se disuelve
casi a la misma velocidad que lo hacen el sulfato sódico (19,4 g/100ml) y el cloruro
sódico (36 g/100ml), la realización de la lixiviación selectiva obliga a tener en cuenta a
los factores termodinámicos de equilibrio y ajustados a esta lixiviación.
Los factores termodinámicos de equilibrio más utilizados son: concentración del
disolvente y temperatura de la lixiviación, y por ajuste de ellos, se realiza la lixiviación
selectiva de la mena, aunque a veces las condiciones que hacen óptimas la selectividad
no permiten una óptima disolución en un tiempo apropiado, por ello hay que ir, las más
de las veces, a un compromiso entre selectividad y tiempo de reacción.
La operación de lavado de la ulexita se realiza normalmente en montones y en
algunos yacimientos se emplean tornillos o tambores tipo Akins o trommels lavadores
con una filtración final en filtros prensa.
d).- Desecación.
Es la operación encargado de eliminar un compuesto líquido que impregna al
mineral. Normalmente el líquido es el agua o un disolvente.
El secado se diferencia de la destilación, en que el líquido es arrastrado por el aire o
los gases de escape en forma de vapor y en la destilación el líquido es eliminado por
ebullición. Además, las mezclas tratadas por destilación suelen contener más líquido
que sólido, mientras que en el secado ocurre lo contrario.
La operación de secado, generalmente, es previa de otras operaciones con objeto de
obtener las siguientes ventajas:
1. Facilitar el manejo posterior del producto.
2. Permitir el empleo satisfactorio del mismo.
3. Reducir el coste de transporte.
4. Aumentar la capacidad de trabajo de los aparatos.
5. Preservar los productos durante el almacenamiento.
17
En la práctica, hablar de desecación es sinónimo de eliminación de agua. El agua a
eliminar puede estar impregnando al mineral, bien como humedad o bien como agua de
hidratación del compuesto químico que constituye la mena.
El desprendimiento del agua de la mena se realiza vaporizándola y el proceso de
eliminación es hacerla pasar del estado líquido al estado de vapor por elevar la presión
de vapor del agua del mineral sobre la presión de vapor del agua, del medio que rodea al
mineral; es decir, romper las condiciones de equilibrio.
La desecación se efectúa en el interior de un horno (actualmente hornos rotativos o
en hornos de fluidificación, con el lecho fluido, pero nunca turbulento), por intercambio
calorífico entre gases calientes y la mena húmeda. Estos gases calientes pueden ser:
gases de escape de otro proceso u originados por la combustión de un combustible.
En el caso de la ulexita, se suele emplear hornos rotativos a contracorriente para
eliminar el agua de cristalización entre 550 a 600º C, y los gases de escape del horno
son utilizados en secadores previos para la eliminación del agua que contiene el mineral
como humedad.
En la Figura 5 se presenta el aspecto que adquiere el mineral después de ser
sometido al proceso de secado.
Figura 5: Ulexita seca y molida
2.2.2 – Equipos utilizados en concentración
Los principales equipos que se utilizan en los procesos de concentración
de la ulexita son:
a).- Molinos de martillos.
Los molinos de martillos son aparatos de fragmentación que actúan por percusión y
están constituidos por una cámara de percusión limitada por unos blindajes, en el
18
interior de la cual giran, a gran velocidad (20 – 60 m/s), unos martillos articulados
dispuestos alrededor de un eje horizontal (Figura 6). La parte inferior de la cámara de
percusión se encuentra como más a menudo provista de una parrilla a través de la cual
se evacuan las partículas lo suficientemente reducidas. La ventaja de los molinos de
martillos reside en las importantes relaciones de reducción, que permiten alcanzar
“ratios” de 20–30/1 ó más.
Sin embargo, el inconveniente de estos aparatos se sitúa, más que para los molinos
de impactos, en un desgaste que llega a ser excesivo con materias duras y abrasivas y en
los riesgos de atascos, sobre todo en el nivel de la parrilla, con materiales húmedos.
Figura 6: Molinos de martillos
19
b).- Zarandas vibrantes.
Es un aparato industrial para realizar una clasificación volumétrica por vía directa
con la finalidad de separar el producto en dos fracciones: el rechazo y el que pasa a
través de la superficie vibrante.
Las zarandas vibrantes (Figura 7) permiten obtener unas frecuencias elevadas de
vibración: 800 a 3.600 por minuto, según los mecanismos; sus vibraciones pueden ser
circulares, elípticas o simplemente reducidas a choques.
-. Las zarandas de vibraciones circulares son accionadas por ejes de excéntrica o
de contrapeso. Sirven para cribados finos y giran a velocidades comprendidas entre 500
y 3.600 r.p.m. En los dos casos (excéntricas o contrapesos), la criba está suspendida
elásticamente sobre una carpintería metálica en la que reposa sobre unos resortes o
bloques de goma. Al ser la vibración circular, es indispensable que la superficie sea
inclinada para permitir el deslizamiento del producto por gravedad. El sentido de
rotación en contracorriente se requiere para un cribado preciso; la amplitud de vibración
está comprendida entre 2 y 15 mm.
-. Las zarandas de vibraciones elípticas permiten tamizar sobre una superficie
horizontal poco inclinada, y convienen para un cribado con riego. Están generalmente
compuestas de dos ejes excéntricos girando en sentido inverso. Cuando las
excentricidades se encuentran desplazadas de 180º, la vibración es rectilínea.
-. Las zarandas de choques o impactos son actualmente las únicas cribas
electromagnéticas utilizadas en la industria. Un vibrador provoca unas vibraciones que
son transmitidas a la tela y que pueden ser reguladas a una amplitud comprendida entre
1 y 3 mm. El electroimán es alimentado con vibraciones que van desde 750 a 3.000 por
minuto. El choque o impacto del resorte contra el yunque permite la desobstrucción.
Figura 7: Zarandas vibratorias
20
c).- Trommels.
Al igual que las zarandas, los trommels son aparatos industriales para realizar una
clasificación volumétrica por vía directa con la finalidad de separar el producto en dos
fracciones: el rechazo y el que pasa a través de la chapa perforada.
Los trommels están constituidos por un cuerpo cilíndrico, o tronco-cónico, de tela
metálica o de chapa perforada, que gira alrededor de un eje inclinado de 10 a 20 5 sobre
la horizontal para permitir el avance de los productos (Figura 8). La velocidad de
rotación es del orden del 40 % de la velocidad crítica. Estos aparatos, muy simples y
ventajosos, se emplean en el tratamiento de gravas, de productos de canteras, de
yacimientos aluvionales de oro y estaño, etc.
Figura 8: Trommels
21
d).- Trommels lavadores.
La eliminación de los finos primarios y de las arcillas, o desenlodado, se puede
efectuar, al principio del proceso, en la planta de tratamiento. En un cierto sentido, la
operación de desenlodado corresponde a un sistema de clasificación, puesto que elimina
las partículas de tamaño reducido que, a veces, representan a unos productos sin valor,
pero que generalmente molestan en las operaciones de concentración. Si es suficiente a
veces con un lavado enérgico sobre la criba o sobre las bandas para eliminar las
partículas finas, no es menos cierto que es importante a veces utilizar unos medios más
eficaces: para cumplir con esta tarea existen tambores cilíndricos o cilíndrico-cónicos de
desenlodado, horizontales, provistos de hojas y de placas de elevación, que trabajan a
veces a contracorriente (Figura 9). Se aumenta el efecto de atrición operando con pulpa
espesa que contenga del 50 al 70 % de sólidos.
Figura 9: Trommels lavadores
22
e).- Clasificadores helicoidales.
Los clasificadores de este tipo están constituidos por un recipiente rectangular en el
cual los sólidos más pesados y los más gruesos se sedimentan, mientras que las
partículas ligeras pasan por encima del rebosadero (Figura 10). Las partículas
sedimentadas se arrastran por medio del elemento transportador a lo largo del fondo en
pendiente de la cuba o artesa.
Se pueden distinguir en el aparato tres zonas que corresponden cada una a una
función precisa: la primera corresponde al transporte, la segunda a la clasificación y la
tercera a los sólidos sedimentados. La capa sedimentada no es homogénea y es
permanentemente removida por el sistema de arrastre.
Se prevé generalmente, cuando los sólidos se arrastran por encima del nivel de la
pulpa, un riego que permite reciclar a la zona de sedimentación los finos que se habían
mezclado con las partículas sedimentadas. En fin, un sistema de laberinto o paredes
puede hacer más profunda la zona de transporte y su efecto se suma al efecto de
turbulencia creado por los rastrillos.
La velocidad de los rastrillos o del tornillo sinfín puede ser modificada para hacer
variar el grado de turbulencia en la zona de clasificación y para agitar las arenas con el
fin de desembarazarlas de los finos que podrían tener adheridos.
La velocidad de los rastrillos está comprendida entre 12 y 30 r.p.m. la pendiente se
regula según la finura deseada. El aparato de rastrillos conviene para una separación
superior a 80 µm, mientras que el aparato de tornillo, cuya agitación es más suave,
trabaja por debajo de 100 µm.
Para las separaciones muy finas o para las grandes producciones se puede añadir al
clasificador “una copa”. En la copa se clasifican los granos; las partículas sedimentadas
se arrastran por un rastrillo; las partículas en suspensión son evacuadas por
desbordamiento periférico. Se prevé una llegada de agua a la base del aparato cuando se
quiere utilizar como deslamador.
La velocidad de los rastrillos es del orden de 2 r.p.m. y el cono forma la copa es
muy limitado.
Los parámetros de reglaje de los clasificadores mecánicos son la agitación, la
pendiente y la dilución. Cuanto mayor es esta última más grande es la velocidad de
sedimentación.
23
Figura 10: Clasificadores helicoidales
24
f).- Hidrociclones.
De concepción muy simple, los hidrociclones están constituidos por tres partes fijas
(Figura 11):
-. Una parte intermedia cilíndrica, en la cual la pulpa se inyecta tangencialmente
bajo una presión que oscila de pocos a una veintena de metros de agua. Se pueden
alcanzar unas aceleraciones del orden de 1.000 g. Esta parte intermedia está provista en
su parte superior de una cubierta provista de un diafragma; (“vortex finder”).
-. Una parte inferior que está formada de un cono de un ángulo bastante
pronunciado provisto en su parte terminal de una tobera o boquilla de descarga;
(“apex”).
-. Una parte superior cilíndrica que constituye una simple caja de evacuación, en
la cual desemboca el diafragma de descarga.
Por centrifugación, los granos más gruesos y los más densos se dirigen hacia las
paredes y son evacuados por la boquilla inferior de descarga, que constituye la salida
inferior del aparato, bajo forma de pulpa espesa; los granos finos y ligeros se extraen
con la mayor parte del agua contenida en la pulpa, por el diafragma, y constituye el
rebose.
Existen dos marchas características del ciclón:
-. una marcha, llamada “en paraguas”, debido a la presencia de una columna de
aire que atraviesa el ciclón desde la boquilla de descarga al diafragma: el ciclón actúa
entonces como clasificador;
-. una marcha llamada “en espiral”, por la cual la columna de aire que se
encuentra en el centro del vórtice no existe nada más que al nivel del diafragma: la
salida inferior puede entonces contener el 70 % de sólidos y más, según el porcentaje
sólido de la alimentación. El ciclón actúa entonces como espesador.
25
Figura 11: Hidrociclones
g).- Sistemas de secado.
Un proceso de secado involucra aporte de calor y transferencia de masa. El calor
debe transferirse al material a secar para suministrar el calor latente requerido para la
evaporación de la humedad.
En general, la HR del aire que toman los equipos de secado debe ser más baja que el
contenido de humedad de equilibrio del material a secar.
26
Los equipos de secado se pueden clasificar según:
1. El método de transferencia de calor: Se dividen en dos: los de contacto
directo en el que el material se seca al exponerse a un gas caliente
(mecanismo convectivo), mientras que los de contacto indirecto, el calor es
transferido de una fuente de calentamiento a una superficie metálica que
contacta el producto (mecanismo conductivo). Se basa en las diferencias
entre el diseño, operación y requerimientos de energía.
2. La manipulación del sólido: Cuando se tiene en cuenta la naturaleza del
material a secar como la presencia o ausencia de agitación. Esta agitación
puede ser producida por agitación o por gravedad. Los materiales friables
estarán sujetos a atrición con las agitaciones excesivas, estas agitaciones se
recomiendan si el material se va a pulverizar.
Clasificación:
1. Secadores de lecho estático
1.1. Secador de bandejas
1.2. Secador de túnel
2. Secadores de lecho móvil
2.1. Secador turbo de bandejas
2.2. Secador de bombo o cacerola
3. Secador de lecho fluidizado
3.1. Lecho fluidizado vertical y horizontal
3.2. Secador tipo transportador por vibración
4. Secadores neumáticos
4.1. Secador Spray
4.2. Secadores relámpago
5. Secadores por congelación (Liofilización)
6. Secado por microondas
En la Figura 12, a modo de ejemplo, se representan esquemáticamente algunos
secadores.
27
Figura 12: Secadores
28
h).- Hornos rotativos.
Un horno rotativo es en esencia un cilindro de acero (Figura 13), revestido
interiormente de material refractario, que gira alrededor de un eje hipotético. El giro se
consigue por la transmisión del movimiento de un motor de accionamiento, a través de
un piñón, a un engranaje circunferencial unido a la envolvente de chapa del horno.
Los hornos rotativos tienen infinidad de aplicaciones, desde secar hasta volatilizar,
pasando por tostar y fundir, pero todas ellas como operaciones continuas, ya que se
pueden conseguir en ellos altas como bajas temperaturas y una buena regulación de la
temperatura y de la atmósfera del horno. También pueden utilizarse para procesos
concurrentes o a contracorriente. Precisan cámaras de combustión independiente del
horno, en donde van colocados los quemadores. Esta cámara de combustión puede
adaptarse con cierre estanco al horno, constituyendo una sola unidad, o bien dejar un
espacio de entrada de aire si se pretende una atmósfera oxidante.
Figura 13: Hornos rotativos
29
2.2.3 – Determinación del proceso de concentración
En vista de todo lo desarrollado hasta el momento, se determina
claramente que las operaciones necesarias en el beneficio de la ulexita son:
-. Molienda fina.
-. Eliminación de la ganga (arcilla, sílice, materia orgánica, etc.).
-. Solubilización y eliminación de los sulfatos y cloruros.
-. Aumento de la ley de óxido de boro (B2O3) por eliminación del agua de
impregnación (humedad e hidratación).
-. Disminución de la solubilidad coloidal de la arcilla y eliminación
parcial de las materias orgánicas coloreadas por calcinación.
Y considerando la gran variedad de equipos que se pueden emplear en estas operaciones
a realizar; las posibilidades de combinar secuencias de procesos y equipos a utilizar
pueden ser amplias, sin que exista una única combinación que sea totalmente la más
beneficiosa de todas.
La elección de las secuencias exactas de operación y los equipos a utilizar puede ser
determinada por las necesidades del mercado, así como por la disponibilidad de medios
en la zona determinada. Y es bien sabido por todos, que estas realidades pueden variar
en el tiempo.
Expuesto lo anterior, intentaremos presentar un proceso lo bastante flexible; ya que
es indispensable su capacidad de adecuación a la realidad cambiante.
El proceso típico de la concentración de la ulexita lo podemos describir:
-. En primer lugar, la ulexita procedente del salar es sometida directamente a
una molienda fina que facilite las operaciones posteriores. Los molinos de martillos son
los más empleados en esta operación, aunque la ulexita a priori no presenta ninguna
complicación para no poder utilizar otros modelos de molinos.
-. En segundo lugar, se podría pensar en realizar, a partir de la ulexita molida,
un lavado y separación de los finos (la ganga o residuo no útil suele encontrarse más
concentrado en estas partículas) en un trommel lavador. También se podría pensar en un
lavado opcional, dependiendo de la solubilidad del B2O3 y de las impurezas (cloruros y
sulfatos), quizás en montones con anterioridad al trommel.
-. Una vez realizado el lavado, la pulpa procedente de dicha operación se podría
filtrar en determinados tipos de filtros. Aunque parece ser que la filtración de este
mineral lavado se realiza normalmente en filtros prensa, a nuestro parecer es muy
esponjoso y quizás filtre mejor en filtros de tambor o incluso en los de banda donde se
le realizaría otro lavado. También existe la posibilidad de realizar el desaguado y lavado
del mineral, después de pasar por el trommel lavador, en canchas adecuadas para esta
labor, y utilizar un molino de bolas para disgregar el sólido filtrado.
30
-. La última operación a realizar sería el secado del mineral y su posible
calcinación, dependiendo la operación a elegir del producto final que se quiera obtener.
El proceso se puede realizar utilizando un aparato de presecado o no, y terminando la
operación en un horno rotativo a la temperatura determinada según la calidad elegida
del producto final. Según el resultado a obtener, el horno rotativo puede ser
reemplazado por otro tipo de equipo secador.
-. Realizada la etapa de secado, solamente queda moler el mineral para producir un
grano suelto que se pueda ensacar con toda facilidad para su transporte y venta. El
molino empleado en esta etapa suele ser un molino de martillos, pero, al igual que
decíamos al principio, no vemos razones de peso que impidan la utilización de otros
tipos de molinos.
En la Figura 14 se presenta un esquema que representa las operaciones descritas en
este apartado.
Figura 14: Proceso de Concentración
H2Olavado
Salar(extracción ulexita)
Filtros prensa(separación S-L)
Líquido Finos y lejía
Tratamiento de ef luentesó
vertido
Sólidos
H2Olavado
EnsacadoraUlexita
concentradaanhidra
H2Olavado
Canchas delavado y desaguado
(Opcional)
H2Olavado
Finos y lejía
Molino de martillos(reducción de tamaño)
Canchas delavado y desaguado
(Opcional)
Molino de bolas(opcional)
Secadero de platos(pre-secado)
Horno rotativo(calcinación)
Molino de martillos(reducción de tamaño)
Trommel lavador(lavado y clasif icación)
31
2.3 – Procesos de refinado
La importancia de los refinados de base del boro (ácido bórico y bórax) radica
en su gran utilidad en el campo industrial. De aquí, la necesidad de exponer los procesos
a realizar para su obtención a partir de la ulexita.
2.3.1 – Bórax
El bórax, Na2B4O7.10H2O es una sal que cristaliza en prismas
monoclínico-incoloros. Sus disoluciones acuosas tienen reacción débilmente alcalina.
Su pH a la temperatura ordinaria es 9,2, bastante independiente de la concentración;
posee un sabor que al principio es dulce, pero en seguida degenera en sabor de lejía.
La solubilidad del bórax aumenta mucho con la temperatura (Tabla 6):
Tabla 6: Solubilidad del bórax
Temperatura
ºC 0 10 20 25 30 40 50 60,6 70 80 100
g Na2B4O7 en
100 g H2O 1,04 1,62 2,02 3,16 3,90 6,30 9,78 19,8 24,0 30,6 52,2
El cuerpo precipitado que coexiste con la solución a los 60,6º C es el 10-hidrato, y a
partir de este punto, el 5-hidrato. La densidad de bórax es 1,73.
El 10-hidrato es estable en presencia del aire húmedo. El bórax recién recristalizado
pierde irreversiblemente más de 5 moléculas de H2O y acaba por convertirse en un 2-
hidrato amorfo. Cuando se le calienta a unos 50º C, por ejemplo, al secarle con aire
caliente, se convierte en el 5-hidrato reversible, el cual desprende difícilmente en estas
condiciones más agua para convertirse en el 2-hidrato amorfo mencionado.
Si se seca a 190-200º C se obtiene el monohidrato, cuya deshidratación total se
consigue tan sólo calentando a 400-450º C.
A temperaturas que estén por encima de los 60,6º C el bórax cristaliza de sus
soluciones acuosas en forma del pentahidrato trigonal, que es el llamado bórax de
joyeros, o, falsamente, bórax octaédrico. El bórax libre de agua funde a 741º C.
Los hidratos del bórax se pueden obtener en aparatos y depósitos de hierro, pues no
tiene propiedades corrosivas para este metal.
32
El proceso de obtención del Tetraborato de Sodio (bórax) a partir de ulexitas
bolivianas sin calcinar se representa en la Figura 15 y sus principales etapas son:
Calcinación.
Molienda.
Disolución.
Filtración.
Cristalización.
Filtración.
Secado.
Ensacado.
Ulexita
NaHCO3 NaCO3
Ulexita Ulexita
Pulpa
Agua
recuperación
FILTRACIÓN
Sólidos
CALDERA
Agua y
cristales
de Bórax
Bórax puro
Producto
Bórax
ENSACADO
Agua condensada de recuperación del secador
CRISTALIZACIÓN
HORNO ROTATORIO
Figura 15: Diagrama de flujo para la obtención del Tetraborato de Sodio
Agua condensada de
Salida de vapor
Agua condensada
de los hervores
Solución saturada con tetraborato
Secado
CENTRIFUGADOR
Filtración
Purga
Bórax húmedo
Agua madre para recirculación
CALCINACIÓN MOLIENDAREACTOR
disolución
Agua de ref rigeración
Agua para el proceso
33
El primer proceso es el de calcinación a 500 – 550º C, que se realiza para eliminar
parte del agua de cristalización y sobre todo para calcinar la materia orgánica.
El mineral calcinado se muele finamente en molinos de bolas para facilitar el
tratamiento posterior de disolución.
A continuación, este mineral se disuelve en cantidad de agua suficiente con la
cantidad de carbonato sódico o de bicarbonato, calculada según la cantidad de B2O3
contenida en el mineral; la solución debe prepararse muy concentrada, y en lugar de
agua se puede emplear aguas madres o aguas de lavado. La solución se calienta durante
unas tres horas en autoclaves con agitadores a la temperatura de 120 – 140º C y a la
presión de 1 – 3 atm. Algunas veces, hacia el final de la operación, se añaden pequeñas
cantidades de un compuesto de aluminio soluble en agua, con el fin de eliminar la sílice.
Para eliminar las materias orgánicas coloreadas y las combinaciones del hierro, se tratan
con hipoclorito o permanganato cálcico. Se añade bicarbonato para transformar en
carbonato el exceso de cal que contienen estas menas en el estadio de tetraborato
(bórax):
4NaCaB5O9+2NaCO3+2NaHCO3+50H2O = 5(Na2B4O7.10H2O)+4CaCO3+H2O
Las cantidades que hay que añadir de carbonato y de bicarbonato sódicos se
calculan partiendo de las determinaciones del B2O3 y de los correspondientes
contenidos en CaO y en Na2O:
Kg B2O3 x 0,7611 = carbonato sódico (Na2O)
Kg CaO x 1,890 = carbonato sódico (CO2)
[Kg carbonato sódico (CO2)–Kg carbonato sódico (Na2O]x1,585 = Kg NaHCO3
2 x Kg carbonato sódico (Na2O) – Kg carbonato sódico (CO2) = Kg Na2CO3
El CaO respectivo comprende también las cantidades presentes de compuestos de
MgO y de sulfato cálcico.
Al aplicar los cálculos anteriores a la ulexita, como contiene metales alcalinos y son
fácilmente disgregables hay que disminuir los Kilogramos de carbonatos sódicos en la
cantidad de Kilogramos de Na2O introducidos con el mineral, calculada en Kilogramos
de carbonato sódico, para lo cual se multiplica dicho Na2O del mineral por 1,71. Como
el bórax cristaliza mejor en presencia de un pequeño exceso de carbonato sódico, se le
añade 6 – 11% de exceso del mismo, calculado según el contenido de B2O3.
Las aguas madres pueden ser empleadas en circuito mientras no llegue a ser
peligrosa la acumulación en ellas de otras sales (por ejemplo: la sal de Glauber que se
ha formado, entre otras maneras, por reacción del yeso, reacción que consume
carbonato sódico).
34
La solución obtenida en la etapa de disolución va separando por decantación en
reposo las partículas más gruesas de sus impurezas; una vez decantada se la pasa por
filtros de presión, y al líquido filtrado se le separan la mayor parte de sus impurezas
insolubles, concentrándolo en concentradores de contracorriente; se clarifica y se filtra a
presión por filtros-prensa. Hay que tener en cuenta que la cantidad de residuos en esta
etapa es considerable.
Las impurezas orgánicas que no han sido destruidas por la calcinación colorean de
amarillo hasta pardo las soluciones, pero no afectan al bórax que cristaliza de ellas. Si se
considera necesario, como ya se ha dicho, se las destruye tratando la solución por
hipoclorito o por permanganato cálcico.
La solución clara, saturada y caliente de bórax se diluye con aguas madres de
purificación, o de disolución, hasta que sólo contenga 380 – 400 Kg bórax/m3. Una
adición de 2 – 4% de carbonato sódico (calculado según la cantidad de bórax) favorece
la cristalización separándose los cristales mejor formados. La solución se enfría en
calderas provistas de serpentines de refrigeración y de agitadores mecánicos, y en caso
necesario se inicia la cristalización por siembra.
Los cristales de bórax formados se centrifugan, lavan con agua y se secan en
secaderos rotativos, evitándose cuidadosamente todo sobrecalentamiento que pueda
eliminar agua de cristalización; finalmente se les clasifica por tamizado y se ensaca si el
producto es destinado a la venta.
En conclusión, podemos afirmar que los procedimientos teóricos determinados nos
permiten obtener un porcentaje de extracción expresado tanto en función al Na2B4O7
como al B2O3 de aproximadamente un 90%, y un producto final con una calidad y
pureza del 99% de tetraborato de sodio decahidratado, según normas de calidad (SGS,
Farmacopea Argentina, Normas españolas y Argentinas de calidad).
Cuando se quiere obtener bórax puro hay que purificarlo por repetidas
recristalizaciones. Se disuelve el bórax en bruto en agua hasta la concentración 28 – 30º
Bé; se filtra y se cristaliza.
Se podría considerar como fuente de carbonato sódico al mineral de trona
(Na2CO3NaHCO3.2H2O), también llamada Kollpa y que se encuentra en los salares
bolivianos sin industrializar.
El proceso consiste en purificar la trona para obtener un valioso compuesto que
tiene en su composición, el carbonato de sodio, ya que éste es una materia prima para
obtener el bórax, la obtención se realiza de la siguiente forma: primero, se procede a la
calcinación con la intención de eliminar la humedad, reducir las sustancias orgánicas a
carbón para eliminarla de una manera más sencilla y, principalmente, reducir el
hidrocarbonato en carbonato de sodio y dióxido de carbono, más agua que se elimina;
esto nos permite tener una materia prima más estable en su composición. El segundo
proceso que se realiza es el molino, realizado con la intención de obtener un mineral de
tamaño uniforme, además que éste afecta directamente en el rendimiento. El tercer
proceso que se realiza es la disolución, ya que estamos hablando de sustancias muy
solubles en el agua; por tanto, se debe tener cuidado en el tiempo necesario para su
disolución y la temperatura a la cual se trabajará, ya que ésta ayuda a la disolución,
35
según el diagrama de solubilidad; pero también puede darse la formación de cristales no
deseados, según las temperaturas a las cuales se trabajen; es por esto que se recurre a los
diagramas de fase para determinar los parámetros de trabajo, esto se realiza en
condiciones de agitación constante. El cuarto proceso se denomina cristalización, es una
operación muy importante, por lo cual se trabaja con bases teóricas y experimentales, el
proceso químico con el que se trabaja es la cristalización por enfriamiento, mediante el
cual precipita materia sólida en solución, para llegar a este punto se debe pasar las
condiciones de equilibrio, es decir llevar a una sobresaturación, esto se da debido a dos
factores: la naturaleza del soluto y la temperatura; estos dos factores están
interrelacionados, ya que un compuesto es más o menos soluble de acuerdo a sus
propiedades que determinan el rango de temperatura dentro el cual puede trabajar,
además se debe determinar el tiempo empleado en este proceso, de que el tiempo de
enfriamiento nos presenta dos fenómenos diferentes: la formación de nuevos núcleos
cristalinos y el crecimiento de los cristales ya existentes, mediante el decremento de
temperatura se obtiene las condiciones de sobresaturación y por consiguiente la
precipitación de materia sólida en solución. El quinto proceso es el filtrado, ya que
existe materia sólida en la solución saturada, este proceso nos permite separar los
cristales de la solución, un posterior lavado permite la eliminación de las aguas madres
y la obtención de un carbonato sódico adecuado para ser empleado en el procesamiento
de la ulexita (Figura 16).
Trona
Trona Trona
Solución saturada con Carbonato
Agua
recuperación
FILTRACIÓN
Sólidos
CALDERA
Agua y
cristales
de Carbonato
CENTRIFUGADOR
Filtración
Solución saturada con Carbonato
NaCO3.10H2O
Agua madre para recirculación
CRISTALIZACIÓN
Proceso de
Bórax
Figura 16: Diagrama de flujo para la obtención del Carbonato de Sodio
Agua condensada de
Salida de vapor
Agua condensada
de los hervores
Purga
SECADO MOLIENDAREACTOR
disolución
Agua de ref rigeración
Agua para el proceso
36
2.3.2 – Ácido bórico
El ácido bórico (ácido orto-bórico) H3BO3 cristaliza en escamas
triclínico-pinacoidales de sus soluciones acuosas. La presencia de otros cuerpos en la
disolución puede alterar el crecimiento de los cristales, pero no altera la estructura
cristalina. Es un ácido débil, y sus soluciones acuosas reaccionan débilmente como
ácidos y más débilmente que el ácido sulfhídrico.
Su solubilidad aumenta mucho con proporción a la temperatura (Tabla 7):
Tabla 7: Solubilidad del ácido bórico
Temperatura en ºC 0 20 40 60 80 100
g H3BO3 en 100 g agua 2,66 4,90 8,70 14,4 23,6 39,7
El ácido bórico se volatiliza mucho con el vapor de agua. Si se seca a 100º C, se
transforma en ácido metabórico HBO2, el cual, si continúa aumentando la temperatura,
se convierte en anhídrido sin que se formen cuerpos intermedios. El anhídrido funde a
580º C.
Las soluciones de ácido bórico, y más particularmente aquellas que contienen ácidos
minerales, atacan las vasijas de hierro; hay que usar, pues, para su obtención, aparatos
construidos en acero inoxidable, en madera, en gres, o emplomados o revestidos de
baldosas antiácidas. El procedimiento de obtención consiste esencialmente en añadir el
borato finamente molido al ácido sulfúrico calentado a 90º C, agitando constantemente.
Durante esta reacción se va separando la cal de la ulexita en forma de yeso:
2(B4O7Ca.BO2Na.8H2O) + 3SO4H2 ------- 2SO4Ca.2H2O + SO4Na2 + 10BO3H3
Si es necesario se decolora la solución con carbón animal, se filtra en caliente y se
deja que cristalice enfriando lentamente la solución. Las soluciones muy concentradas
producen ácido bórico en escamas pequeñas; las soluciones poco concentradas y en
presencia de materias coloidales dan ácido bórico en escamas muy grandes si se las deja
enfriar muy lentamente (8-14 días); en este caso se emplean como materias coloidales la
cola o un cocimiento de semillas de lino.
Cuando el ácido bórico se necesita muy puro, hay que recristalizarle: se disuelve
entonces con vapor directo hasta que la solución tenga una densidad de 6-8º Bé medida
en caliente, o si se quieren obtener escamas grandes, la densidad no debe exceder de 4-
5º Bé. El ácido bórico así cristalizado se centrifuga, se lava con agua y se seca con aire.
37
Las aguas madres de la purificación, así como las de fabricación retornan a las
instalaciones de obtención hasta que se presente el peligro de que cristalicen las sales
disueltas de otros elementos.
En la Figura 17 se representa un esquema general del proceso.
Ulexita
H2O H2SO4
Ulexita Ulexita
Pulpa
Agua
recuperación
FILTRACIÓN
Sólidos
CALDERA
Agua y
cristales
de ácido
bórico
Ácido bórico puro
Producto
Ácido bórico
ENSACADO
Secado
CENTRIFUGADOR
Filtración
Solución saturada con ácido bórico
Purga
Ácido bórico húmedo
Agua madre para recirculación
Agua condensada de recuperación del secador
CRISTALIZACIÓN
Figura 17: Diagrama de flujo para la obtención del Ácido bórico
Agua condensada de
Salida de vapor
Agua condensada
de los hervores
HORNO ROTATORIO
MOLIENDAREACTOR
disolución
Agua de ref rigeración
Agua para el proceso
CALCINACIÓN
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En los países que hay que importar el ácido sulfúrico o clorhídrico a precios
elevados, sería conveniente considerar procesar azufre hasta la obtención de SO2 que,
como sustituto del ácido sulfúrico, podría reducir los costos en porcentaje significativo.
A nivel experimental, tenemos referencia de un proceso semicontinuo para
producción de ácido bórico de alta pureza, a partir de minerales que contengan
derivados del boro (principalmente el mineral ulexita) y mediante la reacción de
desplazamiento del boro con anhídrido sulfuroso (SO2). Este anhídrido sulfuroso es
obtenido al quemar azufre puro o caliche de azufre de buena pureza. Los gases de
combustión, conteniendo un elevado porcentaje de SO2 son enfriados por medio de aire
ambiente. El anhídrido sulfuroso es purificado en un sistema de absorción y deserción,
secado y comprimido, con esto se consigue licuarlo y se le envasa en recipientes de
acero. Desde ellos se le utiliza para la reacción con la ulexita en suspensión acuosa y
caliente. Terminada la reacción, la suspensión caliente se filtra y el filtrado claro es
enviado a cristalización y posterior centrifugado de los cristales de ácido bórico. Los
cristales húmedos, lavados, son enviados a un secador Flash en donde se secan por
contacto con el aire caliente obtenido del enfriamiento de los gases de combustión del
azufre. Los cristales secos de ácido bórico son clasificados por tamaño, almacenados y
posteriormente envasados.
2.4 – Boratos de alto valor agregado
A modo de ejemplo, presentamos una serie de ideas generales sobre las
propiedades y procedimiento para la obtención de algunos compuestos del boro.
a).- Perborato sódico.
El monoperoxihidrato del metaborato sódico trihidratado, conocido bajo la
denominación comercial de perborato sódico, es un producto que tuvo grandes
aplicaciones en los años que siguieron a la primera guerra mundial; teóricamente
contiene 10,38 % de oxigeno activo y los productos industriales se comercian a base de
un contenido de 10,2 % del mismo. Además de perborato existen una serie de
combinaciones que derivan igualmente del metaborato, o del bórax, pero que
industrialmente carecen de importancia.
De todos los procedimientos propuestos para fabricar el perborato en gran escala,
los más aprovechables son generalmente aquellos que tienen como objetivo la
precipitación de la sal sólida de sus soluciones acuosas. De esta manera se eliminan con
las aguas madres todas las impurezas que pueden influir perjudicialmente sobre la
estabilidad de la sal sólida. Por el contrario, los procedimientos para obtener el
perborato, u otros peroxihidratos, basados en la evaporación o fusión de la mezcla
reaccionante total, dan productos casi siempre de estabilidad mala, porque quedan en el
perborato todas las impurezas de las materias primas.
Para que sea económica la obtención de un producto estable es preciso que todas las
aguas madres producidas retornen al proceso de fabricación, sin pérdida alguna después
de ser purificadas periódicamente. Además, es necesario, purificar previamente todas
las primeras materias empleadas.
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Industrialmente el perborato se obtiene por procedimientos químicos y
electrolíticos.
En cuanto a la calidad de los productos acabados no hay diferencia entre los que se
obtienen por los distintos procedimientos. La sal sólida calentada en un termostato a
45º C durante siete días no ha de perder más del 1 % de su oxígeno activo, ni más del
2 % calentada durante diez días. Su solución al 4 % calentada a 60º C durante una hora
debe contener todavía el 90 % del oxígeno que contenía antes de ser calentada. Si el
ensayo se prolonga durante dos horas debe retener el 85 % del oxígeno activo.
b).- Pentaborato potásico.
La solubilidad de los cristales rómbico-hipiramidales de esta sal aumenta mucho con
la temperatura (Tabla 8):
Tabla 8: Solubilidad del pentaborato potásico
Temperatura ºC 0 18 30 62,8 75 89,9 100 102,3
KB5O8 % en peso 1,57 2,75 3,90 9,9 13,2 18,0 22,3 23,4 Sólo coexiste con la solución como cuerpo precipitado el 4-hidrato.
Normalidad en KB5O8 0,001 0,01 0,1 pH (18-20º C) 8,45 8,43 7,99
Este compuesto cristaliza de las soluciones calientes saturadas de ácido bórico y
lejía de potasa, o de las de bórax, ácido sulfúrico y cloruro potásico en cantidades
equivalentes; sin embargo, resulta prácticamente ventajoso el empleo de un exceso de
ácido bórico (6 moles B2O3 por 1 mol K2O en lugar de la cantidad teórica que es 5).
c).- Boratos de amonio.
El pentaborato forma un 4-hidrato isótopo de la correspondiente sal potásica; es
estable en presencia del aire y su solubilidad aumenta con la temperatura (Tabla 9).
Tabla 9: Solubilidad del pentaborato amónico
Temperatura ºC 0 10 20 30 40 60 75 90
NH4B5O8 % en peso 3,96 5,39 7,07 9,10 11,4 18,3 24,4 30,3 Molaridad 0,0125 0,025 0,05 0,10 solución saturada
pH 8,31 8,19 7,90 7,52 7,1
El diborato cristaliza de sus soluciones únicamente en presencia de un exceso de
amoníaco. Su producto comercial es el 4-hidrato. La solubilidad aumenta con la
temperatura (Tabla 10).
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Tabla 10: Solubilidad del diborato amónico
Temperatura ºC 0 10 20 30 40 50 60 75 90
(NH4)2B4O7 % en peso 3,75 5,26 7,63 10,8 15,8 20,9 29,5 30,8 52,7
Los boratos amónicos se obtienen por reacción entre el ácido bórico y una solución
de amoníaco en vasija cerrada y a elevada temperatura; al enfriar cristalizan los boratos
amónicos.
d).- Ácido borofluorhídrico, fluoruro de boro.
El ácido bórico y el ácido fluorhídrico se combinan en sus soluciones acuosas
formando el ácido borofluorhídrico, que es un ácido fuerte que no puede ser destilado
sin que se descomponga, y cuyas sales poseen una solubilidad superior a las de los
correspondientes percloratos:
H3BO3 + 4HF ------- HBF2 + 3H2O
El fluoruro de boro es un gas que forma humos en contacto con el aire, y se le
obtiene calentando, en vasijas de vidrio, mezclas de ácido sulfúrico concentrado con
fluoboratos, sódico o amónico y óxido de boro:
6NaBF4 + 3H2SO4 + B2O3 ------- 3Na2SO4 + 3H2O + 8BF3
El gas que se desprende se lava con ácido sulfúrico saturado de óxido de boro.
Funde a -128,8º C y hierve a -101º C.
También se le puede obtener calentando en vasijas de hierro, espatoflúor, óxido de
boro y ácido sulfúrico.
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e).- Cloruro de boro.
El cloruro de boro es un líquido transparente que desprende humos en contacto del
aire húmedo; hierve a 13º C y el agua le descompone. Para obtenerle se calientan a
400-700º C en corriente de cloro, boratos, o bórax anhidro mezclado con carbón
vegetal; regularmente se emplea una mezcla de 56 % de bórax y 44 % de carbón
vegetal, que se calienta a 525º C:
7Cl2- + Na2B4O7 + 7C ------- 4BCl3 + 7CO + 2NaCl
El producto obtenido se purifica por destilación, pero es muy difícil separarle el
fosgeno. Se puede obtener un cloruro de boro libre de fosgeno por acción del
cloro sobre el boro elemental calentado al rojo, o sinterizando a 1200-1300º C
una mezcla de óxido de boro y carbono, que mediante esta operación queda
completamente libre de oxígeno; del producto aglomerado se obtiene el cloruro de boro
calentado a 500-1000º C.
3.0 – Conclusiones
La importancia de los productos de boro se ve reflejada en la gran variedad de
aplicaciones industriales que poseen.
Los yacimientos de minerales de boro de importancia comercial se encuentran
solamente en un reducido número de regiones geográficas en el mundo.
La Puna Sudamericana posee las terceras reservas mundiales de boratos, después de
Turquía y la costa oeste de Estados Unidos.
Los minerales que en su composición contienen boro, como la ulexita, en los países
europeos han sido catalogados “como materiales estratégicos para el desarrollo”.
Mediante los procesos antes mencionados se puede obtener un producto puro, con
calidad de exportación.
Para el tratamiento de los recursos no metálicos media un proceso que no es tan alto
como el de los minerales metálicos y por tanto se da paso a mayores ganancias.
Antonio Ros Moreno
2009
42
4.0 – Bibliografía
Alonso R.N. y Hoya L. (2005), Boratos; Secretaría de Minería y Recursos
Energéticos, Bolivia.
Baele J. (2000), Boro; Mining Engineering. V 52, 29-30.
Bellivián O. (1984), Antecedentes y Acciones para el Aprovechamiento de los
Recursos del Salar de Uyuni; Servicio Geológico de Bolivia.
Blazy P., El Beneficio de los Minerales; Editorial Rocas y Minerales.
Demp. P., The Chemistry of Borates; London Bórax. 1956.
Flores H.R. y Valdez S.K., Determinaciones termogravimétricas y de calor
específico de un concentrado comercial de ulexita, entre temperatura ambiente y
1.000º C; Revista de Metalurgia, 42 septiembre-octubre 404-408, 2006.
Garcés I., Reyes J., Geraldo Cl. y Yunis F., Estudio experimental de la solubilidad
de ulexita en agua y determinación de correlaciones generalizadas para medir su
densidad, viscosidad e índice de refracción; Depto. de Ingeniería Química
Antofagasta.
Garcis I. y Chong g. (1993), Yacimientos de Boro de Chile; Rev. Innovación, Nº 1,
23-36, Chile.
Gauchilla D. y Solís A., Obtención del Bórax a partir de la Ulexita y la Trona;
Depto. de Ingeniería Industrial, Unidad de Producción Industrial, Universidad del
Valle.
Heinerth E. (1956), Tecnología de los Compuestos del Boro; Tecnología Química,
Tomo I y II, Editorial Gustavo Gili, s.a., Barcelona.
Raymond K. (1963), Cristalización; Enciclopedia de Tecnología Química, Tomo IV.
Rovira Pereira A. (1969), Metalurgia General; editorial Dossat, s.a.
Skoog D.A., West D.M., Holler F.J. y Crouch S.R., Química analítica; McGraw-
Hill, 2004.
Tinte M., Mattenella L.E. y Flores H.R. (2005), Boratos de Noa: De la Mina al
Producto Útil; Instituto de Beneficio de Minerales (Fac. de Ingeniería – U.N. Salta).
ANTONIO ROS MORENO
CURRICULUM VITAE
Nombre: Antonio Ros Moreno
Fecha de nacimiento: 05 de mayo de 1961
Dirección: C/
Cartagena (Murcia)
Telf.:
E-mail: [email protected]
TITULACIÓN:
Ingeniero Técnico de Minas; Especialidad en Mineralurgia y Metalurgia.
Técnico Superior en Prevención de Riesgos Laborales (Seguridad).
Estudios de Administración y Dirección de Empresas.
EXPERIENCIA PROFESIONAL:
Actual: Búsqueda de trabajo, desarrollo de Patente de Invención Núm.
201231557 otorgada por la Oficina Española de Patentes y Marcas, redacción y
publicación de manuales técnicos, asesoramiento y promoción de proyectos.
2003–2010 (Cierre Empresa): Jefe de Producción Hidrometalúrgica y
Control de Procesos en Española del Zinc, S.A.
1987–2003: Jefe de Producción y Mantenimiento Hidrometalúrgico en
Española del Zinc, S.A.
1984–1987: Jefe de Turno de Lixiviación en Española del Zinc, S.A.
ACTIVIDADES: Jefe de Producción Hidrometalúrgica y Control de Procesos en
empresa metalúrgica-química con un equipo humano de unas 300 personas (180 bajo mi
responsabilidad directa), incluyendo las siguientes funciones:
- Gestión de los recursos asignados a fabricación según las directrices marcadas,
asegurando la optimización de las materias primas, de los recursos humanos, de los
equipos y, así, de los niveles de calidad requeridos.
- Planificación integral de todas las operaciones productivas en coordinación con otros
departamentos afectados, implementación, seguimiento y control de los procedimientos
de fabricación y las productividades asociadas.
- Participación en el diseño e implementación de la Mejora Continua.
- Implementación de la política de personal (selección, formación, etc.) de acuerdo a las
directrices de la Dirección de Operaciones.
EXPERIENCIA EN PROCESOS PRODUCTIVOS:
Los principales procesos industriales en los que he trabajado en su planificación, gestión
y control son: (1).- Calcinación de mineral en Horno de Fluidificación (260 t/día). (2).-
Producción de vapor en Caldera de 42 bar. (12 t/h). (3).- Producción de ácido sulfúrico
(254,4 t/día). (4).- Tratamiento de aguas residuales (1.000 m3/día). (5).- Lixiviación y
purificación de calcinas (1.500 m3/día). (6).- Extracción con solventes orgánicos de
metales (20.000 t/año). (7).- Electrolisis de sulfatos (50.000 t/año). (8).- Fusión en
Hornos de inducción y moldeo de aleaciones (50.000 t/año).
Destacando el conocimiento de la dinámica y cálculo de los principales
parámetros de los distintos procesos: (a).- Operaciones físicas unitarias (sedimentación,
flotación, filtración, centrifugación, evaporación, adsorción, aireación, etc.). (b).-
Procesos químicos unitarios (neutralización, precipitación, coagulación y floculación,
oxidación-reducción, procesos electroquímicos, extracción con disolventes, intercambio
iónico, desinfección, etc.). (c).- Procesos biológicos unitarios (tratamientos aerobios,
anaerobios y anóxicos). (d).- Incineración de residuos y su problemática
medioambiental. (e).- Vertido y almacenamiento controlado de residuos (especialmente
como jarofix). (f).- Auditorias de residuos (propósito y ventajas, alcance, elementos
esenciales, metodología y gestión).
EXPERIENCIA EN MANTENIMIENTO Y PROGRAMACIÓN DE PARADAS:
(1).- Planificación y coordinación de las labores de mantenimiento mecánico, eléctrico e
instrumentación (tanto preventivo, predictivo, correctivo como legal), dirigiendo y
coordinando el equipo de profesionales a mi cargo, responsabilizándome también de la
gestión del almacén y de los servicios generales de la planta. (2).- Implementación del
Plan de Mantenimiento basado en RCM y TPM. (3).- Implantación GMAO y
conocimiento de SAP (integrado sistema ERP). (4).- Auditorías Técnicas y de Gestión
de Mantenimiento. (5).- Organización, planificación y optimización de paradas
mensuales, cuatrimestrales y anuales.
Matizando la utilización de las siguientes técnicas específicas de mantenimiento:
(a).- Análisis de Fiabilidad de Equipos. (b).- Alineación de Ejes. (c).- Equilibrado de
Rotores. (d).- Diagnóstico de Fallos en Equipos. (e).- Mecanismos de Desgaste y
Técnicas de Protección. (f).- Análisis de Averías. (g).- Técnicas de Mantenimiento
Predictivo. (h).- Análisis de la degradación y contaminación del aceite. (i).- Análisis de
Vibraciones. (j).- Planificación de tareas.
ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS:
Dirección de Obras: - Instalaciones de extracción con disolventes y lavado de la
jarosita. - Caldera auxiliar de proceso. - Instalaciones de Filtros Banda. - Depuradora de
aguas residuales. - Instalaciones de tratamiento de cementos de cobre. - Depósitos de
tratamiento de fangos residuales y tanques de mezcla para ácido.
Calidad y Seguridad: - Colaboración en la implantación de las Normas de Calidad
9002/94 y 9001/2000. - Participación en desarrollo e implantación Plan de Prevención
de Riesgos Laborales. - Realización de Auditorías Internas de Calidad. - Investigación
de accidentes.
I+D+i: - Investigación y desarrollo del proceso “Excinox” para tratamiento de materias
secundarías de zinc por extracción (Patente de Invención Núm. 201231557). -
Participación en investigación y desarrollo del proceso “Recox” para tratamiento de
óxidos de zinc. - Investigación, desarrollo e implantación nuevo tratamiento del
cemento de cobre. - Participación en investigación, desarrollo y puesta en marcha del
proceso “Excinres”. - Investigación de métodos múltiples en la cementación y diversos
tipos de reactivos. - Investigación del proceso “LAF” para obtención de plomo y
jarosita. - Pruebas de filtración y depuración de líquidos residuales. - Investigación y
desarrollo procesos de tratamiento de Ulexita boliviana.
Docente: - Profesor en Cursos de Operador de Planta Química y Mantenimiento en
Instalaciones Industriales. - Publicación de varios artículos con certificado ISSN
(http://www.mailxmail.com/autor-antonio-ros-moreno-2).
Otras actividades: - Desarrollo de programas para el Control de Procesos. -
Participación redacción Estudio de Impacto Territorial (Modificación nº 130 PGC).
FORMACCIÓN ADICIONAL: - Inglés a nivel de traducción. - Conocimientos de
Ofimática. - Curso de Mantenimiento. - Logística Aplicada. - Cursos ISO 9000/2000,
Auditorías Internas de Calidad, Plan de emergencia Interior y Riesgos Laborales en
Minería. - Cursos de Ingeniería Medio Ambiental e Hidrometalurgia. - Curso de
Operación de Calderas.
Atte.
Antonio Ros Moreno