procesos quimicos industriales

1. PROCESOS QUÍMICOS
• La industria química es una parte importante de
nuestra sociedad, ya que aplicando principios
químicos y utilizando diferentes procesos productivos
transforma las materias primas en productos que
ayudan a satisfacer las necesidades de las personas,
mejorando su calidad de vida.
• El objetivo principal de la industria química
es elaborar un producto de buena calidad con
el costo más bajo posible, y tratando de
ocasionar el menor daño al medio ambiente.

2. Clasificación de la Industria
Química
• Industrias químicas de base: estas industrias conforman
grandes procesos industriales de nuestro país debido a las
enormes cantidades de productos que elaboran, utilizando las
materias primas básicas y elaboran productos intermedios que,
a su vez, sirven de materia prima para otras industrias.
• Industrias químicas de Transformación: estas
industrias se dedican a la elaboración de productos
destinados al consumo directo, emplean como
materia primas los productos elaborados por las
industrias químicas de base.

3. • La química fina, como se denomina a este sector
industrial, comprende numerosas industrias
especializadas. Algunos productos de la química
fina son: medicamentos, fertilizantes, plaguicidas,
colorantes, explosivos, plásticos, detergentes,
jabones y aditivos alimenticios.
• Etapas del Proceso Productivo
• Tratamiento físicos iniciales: se utilizan medios
como la trituración, molienda, calentamiento y
mezcla de la materia prima que se van a utilizar y
reaccionar

4. • Tratamientos químicos: las materias primas
procesadas inicialmente se someten a una serie de
reacciones químicas que tienen lugar en un reactor y
que las transforman en productos.
• Tratamientos físicos finales: finaliza la etapa
anterior, se procede a una purificación y separación
de los productos obtenidos.
- Las técnicas más empleadas en esta etapa son:
destilación, extracción, cristalización, sedimentación
y filtración.

5. Control de calidad en las industrias de
transformación.
• Control de calidad consiste en un conjunto de
pruebas físicas, químicas y microbiológicas a las que
se someten tanto las materias primas como los
productos finales para comprobar que cumplan con
las normas establecidas.
- Es necesario asegurar y garantizar que los productos
estén en buenas condiciones y que no producirán
ningún problema a las personas a la hora de
consumirlos.

6. Papel de la Industria química en el
desarrollo económico
• Satisfacen la demanda interna del país .
• Incrementan la actividad exportadora.
• Por ejemplo:
• Celulosa 515 Millones de US$
• Refinados de petróleo 412 Millones de US$
• Metanol 291 Millones de US$

7. • El cobre es nuestro principal producto de exportación
y contribuye significativamente al desarrollo
económico del país, recibiendo muchas veces la
denominación de “el sueldo de Chile”
• Las exportaciones de cobre de CODELCO
representan un 40% de las exportaciones totales de
nuestro país.

8. Industria del Hierro
& Minerales de Hierro
Alrededor del 5% de la corteza terrestre está compuesta
por hierro;sin embargo, el hierro se encuentra en minerales
combinado con no metales como el oxígeno, azufre y silicio.
Los minerales de hierro más comunes son la hematita ( Fe2O3),
que es el más explotado en Chile, y la pirita (FeS2).
& Principales yacimientos:
• El Laco - II región que es el de mayor reserva.
• Algarrobo - III región
• El Romeral - IV región

9. Proceso
& El proceso de obtencion de hierro a partir de sus minerales se
realiza a traves de una serie de procesos de reduccion que se
realizan en el alto horno.
& Materias Primas
• Mena: Mineral de Hierro
• El carbón coque ( C(s))
• Piedra caliza como fundente: Permite fundir la roca a menor
temperatura para que asi se produzcan las reacciones quimicas del
proceso.
& Todos estos se cargan por la parte superior del alto horno.
& Por la parte inferior se inyecta aire caliente para facilitar los
procesos químicos.( logrando temperaturas de hasta 1700ºC).

10. Las principales reacciones quimicas que
ocurren en el alto horno son:
& Formación de gases reductores: La fuente
de los gases reductores es la combustion del coque.
El carbon se quema en laparte inferior del horno,donde la
temperatura es muy alta, originando monoxido de carbono
(CO) a medida que asciende.
2C(s) + O2 -----> 2CO
A estas altas temperaturas , cualquier formacion de CO2 es
reducida por las capas superiores de coque , segun:
C(s) + CO2 -----> 2CO
El vapor de agua presente en el aire inyectado reacciona tambien
con el coque :
C(s) + H2O -----> CO+ H2

11. & La reducción de los óxidos de hierro: Los
óxidos de hierro son reducidos por el H2 y
el CO obteniendose hierro fundido:
Fe2O3 + 3CO ----> 2Fe(l) + 3 CO2
Fe2O3 + 3H2 ----> 2Fe(l) + 3 H2O
& Formación de escorias: La piedra caliza
agregada al alto horno participa en la formacion de
escoria. Con las altas temperaturas, la piedra
caliza se descompone en oxidode calcio y dioxido
de carbono:
CaCO3 -----> CaO + CO2

12. El óxido de calcio (CaO) reacciona con las impurezas que
acompañan al mineral. Por ej: , con el óxido de silicio (SiO2)
para formar la escoria, principalmente silicato de
calcio( CaSiO3)
CaO + SiO2 ----> CaSiO3
El silicato de calcio es menos denso que el hierro fundido,
por lo que se acumula en la base del horno formando una capa
sobre el metal (hierro fundido) que lo protege de reacciones
con el aire.
El hierro fundido opor las salidas laterales situadas en la
base del horno.
El metal obtenido contiene alrededor de un 95 % de hierro y
el 5% restante se compone de impurezas como C, P,Mn y Si.
& APLICACIONES DEL HIERRO
• Fabricación de acero -----> acero inoxidable
(0,2-1,5% C)

13. Industria del Litio
• El litio: Es un mineral escaso, Chile tiene importantes
reservas , alrededor de 4 millones de toneladas, Chile aporta
un 30% del consumo mundial, segundo productor de litio en
el mundo
& Ubicación:
• Salar de Atacama - II Región

14. Proceso
1. El proceso de extarcion comienza con el bombeo
de las salmueras( disoluciones acuosas de
sales)ubicadas a unos a 30 metros de profundidad.
2. A través de cañerías se conducen a estanques
en donde con ayuda del calor solar, el agua se
evapora y el mineral de litio se concentra ( hasta
un contenido cercano a 5% m/m).
3-La salmuera final contiene 5,8% Li2CO3, ademas
de sales de magnesio (2%) y de boro 0,7%).
Durante el proceso de evaporacion precipitan
algunas sales que se recogen separándolas del
concentrado, que por medio de procesos químicos,
se separan para poder obtener el mineral de litio
en forma pura. El carbonato de litio asi producido
alcanza un grado de pureza de un 99.5 %

15. Aplicaciones
• En la actualidad , el litio tiene importantes apliacciones . Por
ej:
• Fabricación de baterías recargables.
• Producción de medicamentos
• En el campo de la energía atómica se emplea en la fusión
nuclear

16. Industria del azufre
& El azufre se encuentra distribuido por toda la corteza
terrestre por ej: en depositos de origen volcanico y
formando diversos minerales , como los sulfuros metalicos
como la pirita CuFeS2 y los sulfatos como el yeso
CaSO4 *2H2O.
& UN POCO DE HISTORIA
• Chinos: mezclaban azufre + NaNO3 + carbón ---->pólvora
Se utilizó para:
• Fumigaciones
• Agente blanqueador de tejidos,
• Pigmento para pinturas

17. & Los alquimistas Árabes:
• El azufre era la esencia de todo lo que ardía
• Prepararon Ácido Sulfúrico
& PREPARACIÓN
• Depende de la ubicación de los yacimientos:
• Si el depósito se encuentra en la superficie, el azufre es
separado a través del método de Calcaroni
• Y si el deposito es Subterráneo se utiliza el Metódo de
Frasch.
& Metódo de Calcaroni
1.Azufre es separado del yeso y resto de roca
2. Se calienta a fusión
3. En forma líquida se hace pasar a moldes de madera y
solidifica AZUFRE DE CAÑÓN

18. & Método de frasch
1. Se emplean tres tubos de hierro concéntricos que
perforan las capas de arena hasta alcanzar los 150 m de
profundidad.
2. Por el tubo concéntrico exterior se inyecta agua a 120°C
3. Por el tuboconcéntrico central se inyecta aire comprimido.
& El azufre se funde en contacto con el agua caliente y por su
mayor densidad se deposita en el fondo de la perforación.
& Pasa al segundo tubo concéntrico , empujado por el gas el
cual hace que el azufre ascienda hasta la superficie.

19. Industria del Iodo
• En la naturaleza se encuentra en forma de ioduros (NaI) en
el agua de mar.
& PREPARACIÓN
• Se extrae como subproducto de la purificación del salitre
en el que se encuentra como Yodato de sodio NaIO3. En los
yacimientos chilenos el yodato de sodio esta presente en un
0.2% del salitre que e extrae.
• Es así que cuando el salitre se purifica por cristalización, el
filtrado contiene el yodato de sodio, que se mezcla y calienta
con bisulfato de sodio, formándose un precipitado que
contiene yodo en forma sólida, el cual luego se lava, prensa ,
seca y purifica por sublimación.

20. Aplicaciones
• En medicina ( desinfección de heridas)
• Fármacos basados en el yodo, sirven para combatir la
amebiasis ( infeccion intestinal).
• Funcionamiento de la GlándulaTiroides, por lo cual debe estar
en nuestra dieta diaria.
• Fabricación de colorantes
• Elaboración de reveladores para peliculas fotográficas

21. Industria del Ácido Sulfúrico
& El ácido sulfúrico es el producto químico de mayor consumo en el
mundo ya que es el ácido inorgánico de menor costo de producción.
& En chile se ha iniciado la producción de ácido sulfúrico como una
forma de descontaminar los gases sulfurosos que se producen en la
mineria del cobre, los cuales han causado grandes daños a la
agricultura y ganaderia de las zonas aledañas a estos centros
mineros.
& PREPARACIÓN
& Método de Contacto:
1. Obtención de SO2 en un quemador a partir de minerales que
contienen azufre( oxidacion del azufre)
S + O2 ------> SO2
2. El SO2 se convierte en SO3 en presencia de un catalizador
(V2O5)
2SO2 + O2 -----> 2SO3

22. 3. El SO3 se pone en contacto con agua
SO3 + H2O -----> H2SO4
La formación del ácido sulfúrico es un proceso exotérmico
& PLANTAS DE Ácido Sulfúrico.
La cascada 8%
Paipote 4%
Ventanas 14%
Refimet 3%
Chagres 8%
Otros 3%

23. Aplicaciones
• Elaboración de fertilizantes
• Refineria del petróleo
• Metalurgía del cobre, hierro, manganeso
• Fabricación de pigmentos