Ácido Sulfúrico

Universidad de Concepcin Facultad de Ingeniera Departamento de Ingeniera Qumica

CIDO SULFRICOMina de cobre y planta de cido sulfrico, Copperhill, Tenn

Integrantes: Andrs Canales Mahuzier Daniel Carrera Salgado Profesor : Fernando Mrquez Romegialli Miguel Pereira Soto Fecha : 1 de Diciembre de 2010

cido Sulfrico - Introduccin

1. INTRODUCCIN

Es conocido probablemente poco antes del siglo XVI debido a su produccin natural como consecuencia de las erupciones volcnicas. En Chile el cido sulfrico es una sustancia estratgica para la minera chilena del cobre y ser insumo esencial en la lixiviacin de minerales de cobre. Chile es el mayor consumidor minero mundial de cido sulfrico, debido a la produccin hidrometalurgia de ctodos de cobre SxEw. Buena parte de su demanda es satisfecha localmente desde las fundiciones de cobre que se autoabastecen y el resto es necesario importarlo de otros pases.

cido Sulfrico - Definiciones

2. DEFINICIONES

Propiedades

El cido sulfrico es un lquido oleoso incoloro e inodoro, el cual tiene una gran afinidad por el agua. Al mezclarse con ella, desprende una gran cantidad de calor. Es muy utilizado en la industria qumica en la elaboracin de fertilizantes, explosivos, colorantes, en el refinado del petrleo, en la produccin de hierro y acero, secado de papel y pegamentos, entre otros. En el laboratorio se usa como cido fuerte, agente oxidante, deshidratante y en sntesis orgnica. Corroe metales y tejidos, carboniza a la madera y a otras materias orgnicas, sin embargo es no inflamable.


Propiedad Densidad relativa, 18C/4C Densidad @ 25C, g/cm3 Punto de Fusin, C Punto de ebullicin, C Viscosidad @ 25C, cp Solubilidad en agua Calor latente de fusin, kJoules/mol Calor de formacin @ 25C, kJoules/mol Capacidad calorfica molar @ 25C, kJoules/mol

1.834 1.8255 10.49 340 19.7 Soluble 18.497 -810.418 139

El cido Sulfrico es un cido mineral fuerte y un oxidante fuerte. Se disocia en agua de acuerdo con dos equilibriosH 2 SO4 + H 2 O H3 O+ + HSO4 HSO4 + H 2 O H3 O + + SO42


CORROSIVIDAD Es un lquido altamente corrosivo, particularmente en concentraciones abajo de 77.67%; corroe los metales, con excepcin del oro, iridio y rodio, dando lugar al desprendimiento de hidrgeno. REACTIVIDAD Es altamente oxidante y puede dar lugar a la ignicin al entrar en contacto con materia orgnica y compuestos tales como nitratos, carburos, cloratos y polvos metlicos, etc.

Reacciona exotrmicamente con agua, por lo que es incompatible con ella, las reaccin es an ms exotrmica si la cantidad del agua es doble de la de cido. El cido es higroscpico, es decir absorbe humedad del ambiente; deshidrata sales de compuestos orgnicos si est almacenado junto a estos, la reaccin es tan fuerte que los carboniza. Debido a esta propiedad es peligroso su manejo, ya que causa quemaduras severas en todo el organismo.

cido Sulfrico Resea Histrica

3. RESEA HISTRICA

El origen del primer cido sulfrico se desconoce, pero se le menciona ya desde el siglo X, quemando azufre con salitre Valentinus, en el siglo XV. Bussy en 1824, aisla SO3 Jean Antoine Chaptal, gran escala (1756-1832) Roebuck, cmaras de plomo (1746) Phillips, proceso de contacto (1831)

Jean Antoine Chaptal

cido Sulfrico Usos

4. USOS

Manufactura:

Fertilizantes y cido fosfrico. Pigmentos y colorantes. Explosivos industriales y militares. Rayn, celofn, celulosa, acetato caprolactama Azcares para cerveza Alcoholes, fenoles y sulfatos inorgnicos. Otros Usado en la industria del cuero. Limpieza de metales y en el plateado Fabricacin de cable galvanizado Anodinado de metales y en electro plateado.

Produccin de textiles

Procesamiento de minerales ferrosos

Refinacin del petrleo como catalizador

5. DESCRIPCIN DEL PROCESO

cido Sulfrico Descripcin del proceso

Las tres materias primas empleadas por las industrias son: azufre, aire y agua. La fabricacin de cido sulfrico es barata De forma general es posible especificar un diagrama general del proceso de fabricacin del cido sulfrico que consta de tres fases diferentes Fase 1: Obtencin y preparacin de materias primas Fase 2: Proceso de fabricacin Fase 3: Procesos fin de lnea y acabado del producto

cido Sulfrico Descripcin del proceso

DIAGRAMA GENERALFa 1 se Fa 2 se Oxidacin Cataltica Fa 3 se Aire Secado

Horno Caldera

Torre Absorcin

Vapor Azufre Fusin

Torre Absorcin Oleum

H2SO4 (96-98 % )

cido Sulfrico Proceso de Contacto

PROCESO DE CONTACTO

COMBUSTIN DEL AZUFRE

Para generar dixido de azufre (SO2) S(s) + O2 (g) SO2(g)

PROCESO DE CONTACTO

Para formar trixido de azufre (SO3) 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)

TERCERA ETAPA

Para formar una solucin que contiene 98 a 99% de cido Sulfrico. SO3 (g) + H2O (l) H2SO4 (ac)

cido Sulfrico Proceso de Contacto

cido Sulfrico Proceso de Cmaras de Plomo

PROCESO DE CMARAS DE PLOMO

Se llama as porque los recipientes donde tiene lugar la hidroxilacin de SO2 son enormes depsitos formados por planchas de plomo. La reaccin en su forma ms sencilla, est indicada por estas igualdades:

SO2 (g) + O (g) SO3 (g) SO3 (g) + H2O(l) H2SO4 (ac)

Vapores NO2 en contacto torre Gay-Lussac con cido sulfrico Mezcla de cido nitrosilo sulfrico con cido sulfrico en torre de Glower

cido Sulfrico Proceso de Cmaras de Plomo

cido Sulfrico Proceso de Tostacin

PROCESO DE TOSTACIN Los

sulfuros de metal son tostados durante procesos metalrgicos, esto produce gases que contienen SO2 la tostacin de la pirita ocurren las siguientes reacciones, a unos 1000C: 2FeS2 3FeS2

En

+ 11/2O2 Fe2O3 + 4SO2 + 8O2 Fe3O4 + 6SO2

cido Sulfrico Proceso de TostacinGas de tostacin

Pirita

Intercambiador

Cenizas

Aire

cido Sulfrico Proceso de Doble Contacto

PROCESO DE DOBLE ABSORCIN-DOBLE CONTACTO

cido Sulfrico Proceso de Doble Contacto

6. SITUACIN NACIONAL

cido Sulfrico Situacin Nacional

Chile es reconocido como el principal importador de cido sulfrico, debido a su alto consumo en las operaciones hidrometalurgias para la produccin de ctodos de cobre SxEw y el dficit estructural que presenta para satisfacer esa demanda. La minera del cobre es el principal protagonista del gran desarrollo del mercado nacional del cido sulfrico, esto es debido tanto a la produccin en las fundiciones como el consumo en las operaciones hidrometalurgias.


MERCADO CHILE DEL CIDO SULFRICO (2000-2009)8000 7000 6000 5000 4000 3000a n o t d s e l i M

Produccin (+ ) Importacin (+ ) Exportaciones (-) Consumo aparente

2000 1000 0 2000 2002 2004 2006 2008

Ao


PRINCIPALES OPERACIONES Y PROYECTOS DE CONSUMOA

continuacin se muestra por regin las principales caractersticas generales que poseen los consumidores de cido sulfrico en Chile, dentro de la cuales encontramos diferentes subdivisiones de CODELCO, ANTOFAGASTA MINERALS, BHP, ANGLO AMRERICAN, entre otros.


PROPIEDAD14 12 10 8 6 4 2 0

Estatal Privada

d i t n a C

FUENTE14 12 10 8 6d i t n a C

4 2 0

Autoabastecimiento Externa

PRODUCCIN Y CONSUMO DE CIDO SULFRICO EN EL AO 2009A


continuacin se presentan las distribuciones regionales, por tipo de abastecimiento y tipo de empresa de la produccin y consumo de cido sulfrico en el ao 2009.


PRODUCCIN 4 983 (103) ton

CONSUMO 7 479 (103) ton


PRODUCCIN 4 983 (103) ton TIPO ABASTECIMIENTO

CONSUMO 7 479 (103) ton

TIPO DE EMPRESA


RELACIN PRODUCCIN Y CONSUMO DE CIDO SULFRICO EN CHILE.

El consumo de cido del ao 2009 alcanz a 7,48 millones de toneladas, (7,2 millones en operaciones relacionadas a la minera del cobre) Tasa de consumo promedio de 3,41 toneladas de cido por tonelada de ctodo de cobre electroobtenido. Ton cido Sulfrico Tasa Consumo = Ton Ctodo SxEw

DISTRIBUCIN DE LA PRODUCCIN DE CTODOS SxEw (2009)


cido Sulfrico Produccin Nacional

7. PRODUCCIN NACIONAL

IMPORTACIONES: Chile es reconocido en el mercado mundial como el principal importador de cido sulfrico como consecuencia de la demanda para la lixiviacin de minerales de cobre. En virtud de ello, el puerto de Mejillones es el destino de la mayor parte de las importaciones, por lo que el precio CIF Mejillones es una de las referencias para el precio del cido sulfrico en el mercado nacional CIF: Cost insurance freight (costo+seguro+flete)

cido Sulfrico Importacin

PRECIO DE IMPORTACION CIF MEJILLONES (US$/Ton CIF)

cido Sulfrico Importacin

IMPORTACIONES DE CIDO SULFRICO EN CHILE SEGN IMPORTADOR (2009) Importador Toneladas Miles de US$ CIF US$/Ton (Prom.) Participacin Cias. Mineras Interacid Trans Sud CODELCO BCT Chemtrade Total 1.239.025 363.674 210.460 43.770 15.396 1.872.325 159.085,1 38.650,5 10.577,0 2.217,8 3.233,2 450.996,1 128,4 106,3 50,3 50,7 210,0 114,2 66.2% 19,4% 11,2% 2,3% 0.58% 100,0%

Se observa que CODELCO es una de las empresas que no Tiene mayor participacin en lo referente a las importaciones, pero, es el que posee uno de los precio por tonelada ms bajo.

cido Sulfrico - Exportacin

EXPORTACIONES:

Aunque Chile es una zona reconocidamente deficitaria, se registran exportaciones de cido sulfrico, preferentemente a pases sudamericanos. Ello se debe en primer lugar para atender requerimientos de pases limtrofes (contratos regulares de abastecimiento y a situaciones coyunturales que enfrentan productores al registrarse excesos de produccin puntuales que no pueden ser almacenados ni puestos en el mercado nacional) En este caso se suele recurrir al mercado spot y colocar el cido en zonas deficitarias, en condiciones menos ventajosas.

cido Sulfrico - Exportacin

EI

Trimestre 2010 se registraron exportaciones de 3.488 toneladas por US$335.086, valor unitario de 96,1 US$/Ton

Un

Distribucin

de las exportaciones desde Chile efectuadas por principales exportadoresEXPORTACIONES DE CIDO SULFRICO EN CHILE SEGN EXPORTADOR (2009)

Exportador CODELCO OTROS Total

Toneladas 12.927 532 13.459

Miles US$ FOB 1.986,6 75,3 2.061,9

US$/Ton prom. 153,7 141,5 153,2

Participacin 96,0% 4,0% 100,0%

cido Sulfrico Impactos Ambientales

8. IMPACTOS AMBIENTALES

CONTAMINACIN POR SOX Combustibles fsiles, fundicin de minerales EFECTOS EN LA SALUD Bronquitis crnica EN LA VEGETACINFotosntesis y respiracin

EN LOS ANIMALESIrritante, aparato digestivo

EN EL AGUALagos y canales, lluvia cida

EN LOS SUELOSAcidificacin, fertilidad

cido Sulfrico Impactos Ambientales

CONSUMOS ENERGTICOSRecuperacin de calor

CONSUMO DE AGUACorrecta concentracin

EMISIONES GASEOSASSO2, SO3, H2SO4

VERTIDOS AL AGUAMetales pesados

RESIDUOS SLIDOSVanadio, envases

CONTAMINACIN ACCIDENTAL

Transporte y almacenamiento

cido Sulfrico Conclusiones

9. CONCLUSIONES

Gran importancia a nivel industrial, debido a su amplia gama de aplicaciones La produccin de cido sulfrico en Chile est ligada a la produccin de cobre La produccin nacional de cido sulfrico es principalmente para autoabastecimiento Chile es un pas mas bien importador que exportador Impacto ambiental debido a emisiones de: SO2, SO3, H2SO4

cido Sulfrico

GRACIAS

Planta de cido sulfrico en Antofagasta, hacia 1960

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