63(Q t

DESARROLLO DE UN PROCESO DE FABRICACION PARA OBTENER CLORURO

DE POTASIO, CLORURO DE SODIO Y CLORURO DE CALCIO, DE LAS

SALMUERAS RESIDUALES DE LA GEOTERMOELECTRICA DE CERRO PRIETO

TRABAJO PRESENTADO ANTE LA ACADEMIA DE INGENIERIA

ING. JESUS AVILA GALIN ZOCA

Octubre, 1980

OBTENC ION DE CLORURO DE POTASIO DE LAS SALMUERAS RESIDUALES DE LA

GEOTERMOELECTRICA DE CERRO PRIETO.

1.- INTRODUCCION

El cloruro de potasio es la foi-ma más usual en que se encuentra el potasio en la natura

leza, o bien, es la forma en que se beneficia, habiéndose desarrollado la industria de

este elemento alrededorde este producto. A la fecha, entre los usos que tiene, desta-

ca el empleo como fertilizante, del que en México se utiliza el 90%. En el anexo 1.0

se aprecia un esquema simplificado de los principales usos del cloruro de potasio.

El potasio, junto con el nitrógeno y el fósforo constituyen los tres elementos primarios básicos para la fertilización. Cuadro 1.1

Pocos productos obtenidos del subsuelo han tenido una distribución tan discriminatoria

como los yacimientos de potasio, de los cuales son los paises desarrollados los que han

sido beneficiados con ellos. Entre los principales productores se puede mencionar a Ca

nadá, Estados Unidos, la Unión Soviética y Alemania.

En México, el potasio se encuentra en diversas formas, todas ellas con bajo contenido,

y se han hecho distintos estudios para su aprovechamiento, sin resultados satisfactorios.

PEMEX ha hecho varias exploraciones, con las que ha tratado de encontrar hidrocarbu-

ros y han servido para loalizar yacimientos de sales potásicas siendo los siguientes, los principales:

Depósitos en Chihuahua. A 90 km aproximados de Ojinago, cerca del pueblo ha mado Cuchillo Parado y del Rro Conchos, PEMEX perforó dos pozos, encontrando en uno de ellos sales potásicas a profundidades entre 1,300 y 1,700 mefros, sien do su composidón principalmente de cama lita y silvinita.

En el otro pozo se encontró sal a menor profundidad, ya que a 360 m se obtuvo

la primera muestra, siguiendo una serie de mantos salinos intercalados con cali-zas, encontrando composiciones variables en contenido de sodio y potasio.

No se continuaron los estudios, debido a que PEMEX lo que buscaba principal-

mente, como ya se dijo, eran hidrocarburos, pero es posible que los yacimientos

sean de importancia, debido a que se localizan en las cercanras de los yacimien tos potásicos en Nuevo México que son los más grandes de Estados Unidos.

Domos de Lomas de Tancomichapan. En la parte occidental de la isla de Tonca-michapan, en la margen del Rro Chiquito y a 25 km aproximadamente de Minati tlán, Ver, se encontraron depósi tos salinos de consideración a 350 m de profun-

didad, compuestos por silvinita y carnalita con contenido de óxido de potasio hasta de 25%.

Se ha explorado solamente un órea de 5.3 km y las reservas se estiman en 5 mi-llones de toneladas de minera1 potósico, pero se cree que las reservas pueden ser mayores.

Yacimientos de Alunita. En los Estados de Chihuahua, Aguascalientes, Durango,

Morelos, puebla, Michoacón e Hidalgo, se han reportado yacimientos de aluni-

tas. En Guanajuato se distinguen dos zonas, la de Neutie y la de Romero, de

donde los 6ltimos estudios llegan a cubicar positivamente 32 millones de tonela-

das aproximadamente con ley promedio de 22.5% de alunita. En Durango se es-

tudiaron cinco óreas con un resultado de 1,141,200 ton de roca con mós de 50% de alunita.

Los yacimientos de alunita en México tienen contenidos de óxidos de potasio de 2 a 8%.

Lagos Salados. Los lagos salados de México tienen un contenido bajo de cloruro

de potasio en relación con otras sales, ya que yerra de 1 a 3% del total de saLs,

siendo los principales el lago de Texcoco en el Estado de México y Cuifzeo en

Michoacón; aunque no se han estudiado a fondo ¡os mantos salinos que tienen esos lagos.

Se presentan asr como principales alternativas los proyectos que desarrolla la cr0. Ex-portadora de Sal en Guerrero Negro y FERTIMEX en Cerro Prieto, objetivo de esta pl éi tica.

El empleo de sales de potasio en México ha ido creciendo a medida que el suelo ha ¡do

requirkndo de este nutriente; a la fecha se estima que solamente el 7% del total de los

suelos bajo cultivo responden a aplicaciones de potasio, sin embargo, esta cantidad que

ahora es pequeña, tiende a incremenfarse al hacerse un uso mós intensivo de las super-

ficies dedicadas a la agricultura en forma permanente, como se ve en el Cuadro 1.2.

en que se muestra el consumo aparente de cloruro de potasio y sulfato de potasio, mis-mas que han sido cubiertas únicamente con importaciones.

De acuerdo con el consumo histórico, se estima que el consumo crecer6 de 73,000 to-neladas de K20 en 1980 a 196,000 toneladas en 1990, con una tase de crecimiento

anual del 10.4%. Este crecimiento se consideró el mós adecuado, en base a la tenden

cia histórica de las ventas de cloruro de potasio, sulfato de potasio y fertilizantes corn plejos NPK que lo contienen, Cuadro 1.3.

CUAD LI

ELEMENTOS F E RTILL'ANTES

iTROENO

ELEMENTOS PRIMARIOS FOSFORO

POT/.SO

ELEMENTOS SECUNDAFOS 4LUFfE

MA.GNES!O

FIERRO

MOL IB DE NO

COERE

ELEMENTOS MENORES

MAINSANESO

BORO

ZINC

CLOR O

(VAL u

lMPOFTAClONES DE ICL y K 2504 EN MEXICO

¡2

K)

Li)

)

o

c) C)

cc

o (u Li)

2C

O ¡056

1960 - 19'GS ' 1970 ' --

AÑO

KCL

1<2

T1

1075

'-u -,

200

180–

160

140

o

o u, o

ii loo z o 1-

o '

80 -J

60

40

20

o 4—J--4--4-----1-_ 1065 1970

AÑO 1985

–4----•-f-1030 1975 1980

PROYLCCION DE LA DEMANDA DE 1<20 USADO EN KCI, K 2 904 y NP)<

2.- ANTECEDENTES

Comisión Federal de Electricidad comenzó a operar una planta geolerrnc.Lc..

Cerro Prieto, B.C.N., enet año de 1972 en donde obtiene como desecho uno

ra, que entre otras sales tiene cloruro de potasio y cuya composición se

Cuadro 2.1.

Comisión Federal de Electricidad invitó a FERTIMEX a participar en un pro)'ecn recuperar las sales de las salmueras residuales de la geotermoeléctrica. Se ve orn... recuperar de las solmuras el cloruro de potasio y el cloruro de sodio, e incluriv

su alto valo otras s. s como litio y cloruro de calcio.

La planta geL: iínoelóctrica extrae salmueras a alta temperatura y presión, los al llegara lo liperficíe generan vaporo 10 kilogramos por centrrnefro cuadrado,

niéndose salr•.ra, misma que puede gen€ mas vapor de baja presón, o envin

la laguna, en donde se almaceno actualrn. L.

Cerro Prieto esta localizado en la parte n de la penrrasula de Bola California, en

una zona desértica con un u men de llu' muy escaso, romo se indica en el cuadro 2.2, que permitió tener la i o de utilizo, la energra solar para concentrar las salmu ras hasta la concentración y posible cristalización de las sales, pues sólo en esta for-ma podra ser económicamente factible, puesto que la concentración es inferior a otras

salmueras.

Cuadro 2.3.

,A SALNÍUERA A LA SALIDA DE LOS POZOS

UA SEPARADA

t/Ii

NaCl 60.77 1.86

KC1 10.78 0.33

LiC1 0.36 0.01

CaC1 2 4.25 0.13

MgC12 0.03 0.001

SiO 2 2.94 0.09

H 2 0 3187.87 97,58

3267.00 100.00

? 1.01 g/crn3 a 20°C

6.8 Kg/cii abs; 164 °C

AS DEL LUGAR

'. / - -- -

2.Z

/ \ '\ /•_ \ \,

2 300 \ •1

2 200

140

60

20

1974

1975 1976 1977 1978

E\'APOr.AC1ON AUA L . mm

p:JJc1CN A\UAL. jrirn * iTV P ;ACiON - iiC1PF1'AC1C, rnni.

100

3.- ESTUDIO PRELIMINAR

Para determinar la viabilidad de aprovechar las sálmueras de la geotermoeléctrica de

Cerro Prieto, fue necesario hacer consideraciones teóricas que permitieran hacer un es

tudio de factibilidad preliminar para lo cual se siguieron los Siguientes pasos:

3.1.- ESTUDIO DE MERCADO

El estudio de mercado indicó que para el cloruro de potaSio existe una demanda crecien

te que llegará a ser en 1990, de 196,000 toneladas de K20 (320,000 toneladas como

producto).

Con la salmuero disponible es factible obtener 80,000 t/a, por lo que no existe ningu-.

na dificultad en colocar la producción para el consumo nacional, ya que el proyecto so

lomen te resolverá una parte del problema.

En relación al cloruro de sodio, FERTIMEX tiene un autoconsumo aproximado de 50,000

Va y se estima se puedan colocat 1 el pars en una primera etapa 50,000 1/a. Existe mercado internacional, por lo qti consideró que se podrran exportar en forma con- servadora de 50,0000 100,000 t1

Con las sales de litio se tienen problemas para su mercadeo, tanto en México como en

Estados Unidos, por lo que, a pesar de su alto valor, no se toman en cuenta en la pri-

mera etapa. En cuanto a las sales de calcio, de las cuales se pueden vender hasta 50

mil t/a en solución al 37-40% en mercado local de Estados Unidos, se considera facti ble su recuperación.

3.2.- ESTUDIO TECNICO

a).- Investigación Bibliográfica.

El primer paso que se siguió para conocer la forma de aprovechar la salmuera re-

sidual, fue la de buscar en la bibliografra, las posibilidades teóricas para proc

sor lo salmuero, de modo que se pudieran separar los componentes principales:

cloruro de potasio, cloruro de sodio y cloruro de calcio.

Se encontró poca similitud entre la composición de las salmueras, con las de mar,

las del Mar Muerto y otras aguas industrializadas (Cuadro 3.2.1). Sin embargo,

pare1 estudio bHiogrófico realizado se llegó a ¡a conclusión de que ias caract

rFsticas físico-qurmicas do la salmuero, se podrá desarrollar un proceso para la

obtención de los productos deseados.

Cuadro 3. 2. 1

COMPOSICION DE SALMUERAS EN OTROS LUGARES DEL MUNDO

MARMUERTO UTAH GREAT SALT LAKE CERROpI?JETO AGUADE MA2. /0

01 07 01

NaCI 7.1 18.00 19.09 2.31 2.633 KC1 1.0 0.80 0.92 0.41 0.073 Ca01 2 3.1 --

-- 0.16 0.111 1gC12 11.0 0.90 3.10 0.001 0.504

-- 0.20 -- -- --

Si0 2 --

-- 0.01 -- Mg Br 2 0.4 -- -- -- --

LiCI -- 0.03 -- 0.01 -- 1 2504 --

-- 2.57 -- -- CaSO4 -- 0.30 -- -- --

CaCO 3 --

-- 0.07 -- --

H ,0 77.4 79.77 74.25 97.099 96.624

El método de evaporacián solar es muy usado en las regiones áridas y semiáridas

del mundo, pero se necesita además de que llueva poco, condiciones del terre-

no impermeables y de bajo valor, puesto que se requieren áreas relativamente

grandes, para llevarlo a cabo.

Características del producto.

El cloruro de potasio utilizado para la agricultura tiene un mínimo de 98.6% de

pureza y se utiliza en forma de cristales de las características que se indican en

el cuadro 3.2.2, de acuerdo al anteproyecto de norma. La calidad internacio-

nal se indica en el Cuadro 3.2.3, tanto las propiedades químicas como las espe cificaciones de granulomefría.

El cloruro de sodio debe ser cristalizado con una pureza mayor de 98% de NaCI,

y en el Cuadro 3.2.4. se indican las especificaciones.

El cloruro de calcio se comercializa en solución al 37-40% y no interesa mucho las impurezas que presente.

Localización de la planta.

Cerro Prieto, en donde se encuentra la geotermoelctrica, es un lugar adecuado para la evaporación solar, pues como se indica en el Cuadro 2.2, la evapora-

ción en todo el año es mayor que la precipitación pluvial.

En el Cuadro 3.2.5 se indican las características principales de la región, la

cual además está comunicada con ferrocarril y carretera a los sistemas naciona-les de estos medios de transporte.

d)- Proceso de fabricación.

De acuerdo con la composición de la salmuera se pensó en esta etapa en dos pro

cosos básicos para su fabricación, uno por cristalización fraccionada y el otro

por cristalización total y separación por Flotación. El primer proceso lo desarro-

116 FERTIMEX (Cuadro 3.2.8) y el segundo el Instituto de Investigaciones Elc-hicos (Cuadro 3.2.9).

Los dos procesos utilizan la energía solar, para concentrar la salmuera en una la guna do evaporación.

En la fase teórica el proceso de cristalización incluía una etapa de purificación

de salmuero para eIimkar la sílice con adición de sosa, una concentración de

salmuera en evaporadores, en los que precipitará el cloruro de sodio y aprove-

chando la diferencia de solubilidad, quedará en solución el cloruro de potasio

Cuadro 3.2.2

CLORURO DE POTASiO

ANTEPROYECTO DE NORMA DE CALIDAD

ESPECIFICACIONFS M1NJMO MAXD'JO

EzO 60

FILO 1.0

Indice de acidez o basicidad o

Tarnao de particu1a

16 U.S. 8.0

- 100 U.S.. 7.0

Cuadro 3.2.3.

ESPECIfICACiONES INTERNACIONA LES DEL CLORURO DE 1>OTASIO

ANA LISIS DE MALLA (Expresado como por ciento acumulado)

- FIN O 1TÁNrIAO uu GRANULAr

Malla 'lyler

Granulo rnctría

Malla Tyler

Granulo metrfa

Malla Tyler

Granulometría

Malla Tyk•r mel 1

20 28 35 48 65 80

- 0.8 8

43 79 89

14 20 28 35. 48 65

3 28 53 75 90 97

6 8

10 14 20

1 10 40 83 97

6 8

10 14 20

1 38 76 97 99

100 93

ANALISIS QUIMICO

FflO.:: ESTANDAR GRUESO GRANu1,p

K2O equivalente 62.4 62.4 62.3 62.3 K C 1 98.8 98.8 98.6 98.6 NaC1 0.9 0.9 1.1 0.9 Ca 0.019 0.016 0.014 0.015 Mg - 0.015 . 0.014 0.014 0. 01 : Br 0.049 0.045 0.044 0. 01 SO 0. 034 0.023 0.019 0. 0.6 hisolubles 0.007 0.008 0.007 0. 00 flumcclact y vo)ti1cs 0.08 0.09 - 0.10 0. 1 Total C1 47.56 47.56 47.60 47.17 Otros 0.050 0.035 0.035 0.01(i

Densidad (lb / pi granel

Sin asentar 66 74 74 65 Asentado 68 78 76 67

Angulo de

Reposo 31-33 0 30-31° 26-28° 3'1-3

* Para uso en Suspensiones Líquidas.

Cuadro 3.2.4

ESPEJFICACIONES DEL CLORURO DE SODiO

GRANULOMETRIA

TAMAÑO Malla U.S. estandar - 1/4 (6.73mm) + 6 (3.36rnrn)

FINO 34-42 REGULAR 22 - 42 GRUESO 21 - 28

ANALISIS Q UIM 100

CONCEPTO Iric

NaCI. 98.00 n-irr. SO4 J2E n:., CaO s. 10 rnx.

MgO 0. 04 rnx. H2 0 2.00 mdx.

Hi' rro Huellas

* Especificaciones requeridas para producir NaOH y (l en celdas electrolfticas

Líe e

--

LOCA L ZA ClON

Pre si 6ri [a róruetrica

7t0 M.\4 lIC.

Latitud 32 ° 24%,.

L()fl' Lt:(

\V 1l5 ° O8

Altitud 8 MSNM

- VEN'i'OS 1)MNAN'iES }iU.\1i)A 1) RE LJ.T\'A

N

1

-- E

a

5

\Tel. Max 50 Krn/hr

w

( CJ1AC'ii;I< s'i i)1

P1ECIPiTACION PLUVIAL

(mm)

Diario Mensual Anual

45 58.7 137.10 Máx.

o 0 23.5 Mm.

0.2 6.5 78.1 Proi.

cuo 3.2.8

DLAGRAMA TEORICO DE BLOQUES DEL PROCESO F' MN CRSTALIZACON PARA PRODUCIR CLORURO DE POTASIO. DE LAS SALMUERAS DE CERRO PRIETO B4JA CALIFORNIA NORTE

Vcpor Açua deenfrcrnier.

S4LMUERA

CURO 3.2.9

DAGRAMA TEORtCO DE BLOQUES DEL PROCESO DE FTACON

DGR EvrPoRADOR

C14 7~~ c, '512 Noct

si:COL ECC I O N

TRANSPORTE

MO L EN

Auc

LMACENDE KC

FLOTAC

Lodos

CRISTLIZACION CENTRFUGA tLMACE DE NcCI

hasta cerca de su saturación; se pasaba después a un cristalizador de cloruro de

potaSio previa adición de un poco de agua para evitar la cristalización del cloru

ro de sodio, obteniéndose así las dos sales, que con un lavado y secado posterior,

pudieran ser de la pureza adecuada para la industria de fertiUzantes el KCI, a

industriales el NaCI. En el Cuadro 3.2.6 se muestra la solubilidad de cloruro de

potasio y cloruro de sodio como sales puras. En el Cuadro 3.2.7 se muestra el

comportamiento de las mismas sales en el sistema binario.

El Instituto de Investigaciones Eléctricos consideró que los salmueras concentro-

das en la laguna de evaporación pasarán a otra laguna, en la que cristalizará el

cloruro de sodio y las salmueras saturadas en cloruro de potasio pasarán a oto la

guna, en donde cristalizará una mezcla de cloruros de sodio y de potasio, pur-

gando las aguas madres con el cloruro de Calcio, sales de litio y otras impurezas.

La mezcla de sales de cloruro de sodio y potasio se trituran hasta un tamaño fac-

tible de separarse en forma mecánica y se pasa a celdas de flotación en donde so

separan estas dos sales con la adición de reactivos específicos, obteniéndose el

cloruro de potasio. El Instituto de Investigaciones Eléctricas no consideró la re-

cuperación de cloruro de sodio.

3.3.- ESTUDIO FINANCIERO

Se consideró solamente al proceso de cristalización, utilizando rendimientos de mate-

rias primas y consumo de fluídos auxiliares, se consideraron ventas de cloruro de pota-

sio nacionales y cloruro de sodio internacionales para diferentes tasas ¡nternas de retor

no como se indica enel Cuadro 3.2.11, determinándose que la inversión máxima nece

sana para el proyecto en forma preliminar, se calculá que era conveniente continuar

con los estudios para producir las sales de potasio a partir de las salmueras, pues ¡a TIR

aconsejable se obtenía con un rango de inversión de 250 millones de pesos en que se

cubría con la estimación hecha. La estimación teórica realizada se muestra en forma

desglosada en el Cuadro 3.2.10 y ascendía a 131 millónes de pesos.

o TLMPETR.ATUR,'. 0 C

450

:

171

j1 fttE 19

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L1t(14 H'1 1

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trfla NoCI - ¡(CL H20.

- -

700

Cuadro

GRÁFICA DE LA TASA iNTERNA DE RETORNO VS ACTIVO FiJO

80

75 1

1. - Con ventas de MCi y traspiso gratuito

de salmuera.

2.- Con ventas de KCl y NaC1 y un costo -

dc salinuera de 0.5 s/n. -. Con ventas de KC1 y NaCI un costo

de sairnuera de 1.00 $/m

- Con ventas de KCI y traspaso to de s ¿ilrnue i-a.

5.- Con ventas de KC1y un costo de sal-

muera de 0.5 $/n

40

3 5

25

20

15

5

1 -.

70

65

60

5

50

4

- 0 100 200 300 .100 500

1VE3ION 1 ACTIVO F1 1 0 (1iflnc d

COSTO DIRECTO_DE LA PLANTA IMPREV1S].'OS ( i0

ACTIVO FIJO

ACTIVO CIRCULANTE

INVERSION TOTAL

92,• 181

Cuadro 3.2. 10

INVERSION ESTIMADA EN MILES DE PESOS.

CONCEPTo

TERRENO EVAPORADOR SOLAR EQUIPO PRINCIPAL TUBERIA Y SERVICIOS

COSTO 171SICO DE IJ PLANTA

SERVICIOS DE INCENIFRIA

11,000 14, 500 23, 150 53,631

76, 781

15,400

4.-

4.1.-

TRABAJO DE LABORATORI

Tanto FERTIMEX como el Instituto de Investigaciones Eléctricas verificaron los proce-

sos en estudio, a escala de laboratorio. El proceso de cristalización se comprobó expe rimentalmentu en el laboratorio de FERTIMEX, habiéndose hecho los siguientes traba-

¡ os:

SELECC ION Y COMPRO BAC ION DE METO DOS ANALITICOS

Se seleccionaron y comprobaron los métodos analrticos para deteTminar los siguientes

componentes:

METODO ANALITICO

Espectofotometría de flama Volumétrico, con solución de nitrato de plata

Volumétrico, con solución de permanganato

de potasio Complejometría con negro de eriocromo T Fotométrico, formación de ozúl de molibdeno

Volumétrico, por titulación con sosa de un

ácido complejo de boro

Con flamómetro Por sequedad Con picnómetro

Con po tenciómetro

COMPON ENTES

Sodio y potasio Cloruros

Calcio

Magnesio Sílice disuelta

Boro

Litio Sólidos totales y disueltos

Densidad

ph

4.2.-

4.3.-

ELIMINAC ION DE SILICE DISUELTA

Después de una amplia investigación bibliográfica se probaron procesos comunes para

su eliminación, usando sulfato férrico y sosa cáustica para precipitarlo dentro del

dróxido férrico formado.

Se probó también la p recipitación con compuestos de magnesio. Se hicieron pruebas

de precipitación en vra ácida y alcalina; el mejor resultado se obtuvo con una preci-

pitación alcalina, utilizando sosa cáustica.

CRISTALIZAC ION DEL CLORURO DE SODIO

Se determinaron las curvas de agua evaporada contra sal disuelta, comprobando que

el punto en que empieza la cristalización de sol es a un 65% del agua evaporada,

siendo conveniente que continúe hasta cerca de la saturación de KCI.

4.4.- CRISTALIZACION DEL CLORURO DE POTASIO

Se hicieron una serie de pruebas para encontrar las condkiones adecuadas de cristali-

zación de KCI, el cual se obtuvo bajando la temperatura a40.

Las conclusiones del trabajo experimental fueron:

Es factible obtener cloruro de potasio de las salmueras de Cerro Prieto con cali-

dad apto para la agricultura y cloruro de sodo para la industria.

Se puede eliminar la srlice en medio alcalino con sosa con un 90% de eficiencia.

Las mejores condiciones para precipitar cloruro de sodio y cloruro de potasio son

a 95°C y cerca de la saturación del cloruro de potasio el primero, con enfria-

miento posterior a 40°C sin necesidad de agregar agua para prever la precipita-

ción del cloruro de sodio, ya que ésta no se lleva a cabo en esas condiciones.

Por su parte, el Instituto de Investigaciones Eléctrkas hizo pruebas a nivel de labora-

torio, comprobando que era factible separar por flotación el KCI del NaCI.

Con la información obtenida se elaboró el Cuadro 4.1, en donde se indican los proce-sos de cristalización, de flotación y un tercero por extracción, últimamenie empleado

en lugar del de flotación, en el proyecto que se construye en Jordania, para obtener

KCI de las aguas del Mar Muerto.

(PROCESO DE LA c.r.E.

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5.- TRABAJO EN PLANTA PILOTO

Con la información obtenida, se diseñó una planta piloto, con objeto de obtener la in

formación necesaria para hacer la ingeniería básica para una planta industrial usando

el proceso de cristalización. -

En virtud de que el tamaño de planta mínimo, que utlizara equipos de tamaño comer-

cial, escalables para una planta industrial, resultó ser de un alto costo, se decidió con

tratar con compañías que tenían instalaciones adecuadas para llevar a cabo los trabajos

que se iban a realizar en la planta piloto, en los cuales participará personal de Fertili

zantes Mexicanos y poder así desarrollar la tecnología.

5.1.- PRUEBAS EN PLANTA PILOTO PARA EL PROCESO

Se hizo el diseño de experimentación para hacer los estudios en planta piloto, de las

cuatro alternativas que se indican en el Cuadro 5.4 y los cuales incluyen un evapora-

dor en donde se concentran las salmueras hasta saturación en cloruro de sodio y a con

tinuación:

5.1.1.- Cristalización fraccionada del cloruro de sodio ye! cloruro de potasio en evaporado--

res mecánicos.

5.1 .2.- Cristalización parcial del cloruro de sodio en evaporador solar y cristalización fraccio

nada de cloruro de sodioy cloruro de potasio de la salmuera que se obtiene.

5.1.3.- Cristalización parcial del cloruro de sodio en evaporador solar y cristalización de sil-

vinita por evaporación solar presentándose dos alternativas para su separación:

Flotación

Extracción

Se plane6 la investigación para obtener como mínmo la Siguiente información:

Rendimiento de materias primas.

Consumo de vapor, energía eléctrica y combustible por tonelada de cloruro de

potasio obtenido.

Necesidades de mano de obra para la planta industrial.

Constantes de diseño para equipo a escala industrial.

Necesidades de instrumentación.

-

Selección de materiales de construcción para el equipo y tuberías de la planta

industrial.

CLO

ARREGLO GENERAL DE LAGUNS YPLANT.AS

SA L MCE RA

SATURACION Ell NcCI

LAGUNA -

SATURÁCtON EN KCI

LAGUNA - 2

PRECIPITACON DE S 1 LVII NTA

L A G U N A -3

NcCI 293,000 t/o

UERA

SAL

SLVNTA

PROCESO DE

PROCESO DE

PROCESO DE SEPAR

PROCESO DE SE PAR.

CR STA L ZAC O N

CRSTAL!ZACI0N

POR EXTRACCON

POR FLOTACION

ALTERNATIVA -1

ALT E R NAT VA-2

ALTEATVA- 3

ALTERNATR'A- 4

410,000 CO»CO 96,000 5e,500 60,000 35,000

60,000 35,000 t/ct.cCi t/a KCL ?/a.tCL ?/a.XCL t/e. NoC. T/c.KCL

t/c.NcCL t/Q.KCI

0

CristaUzación de cloruro de sodio en evaporadores mecónicos hasta saturación de

cloruro de potasio a 120cC.

Crstalización de silvinita (NaCl-KCI) en evaporadores mecónicos.

Disolución en caliente de cloruro de potasio con salmuero saturada en cloruro de

sodio y obtencón de cloruro de sodio en suspensión, que al ser centrifugada y la

vada, se obtiene de calidad industrial (99% NaCI).

Cristalización del cloruro de potasio y lavado posterior para tenerlo de calidad

industrial.

Concentración en vaso solar de las salmueras de purga hasta llegar a una concen

tración de 37-40% de cloruro de calcio.

h).- Se determinan consumos de salmuero, energra eléctrica, vapor y agua suficientcs

para estimar los costos de producción.

¡)..- La inversión estimada ¡nicialmente en 131 millones de pesos subió a 1,080 millo

nes de pesos, desgiozados en la fornia siguiente:

Evaporador solar

Vasos de cristalización

Planta de proceso

Seriicios, obra civil y otros

6.-. CONCLUSIONES

6.1.- Se ha podido desarrollar un proceso de fabrcacón para obtener cloruro de potasio del

que no se dispone en México, aprovechando las salmueras residuales de la Geofermo-

eléctrica de Cerro Prieto, que de no utilizarse constituyen un problema de contamino

ción.

6.2.- Se tiene la ingenierra básica para llevar a cabo el proyecto y se está en condiciones

de hacer la ingenierra de detalle y construir las instalaciones industriales, todo lo cual

se ha hecho empleando técnicos mexicanos y algunas instalaciones de planta piloto de

Estados Unidos.

6.3.- Se ha hecho la ruta crrtica que se indica en el Cuadro 6.3, en donde se ve la posibi-

lidad de arrancar la planta industrial a finales de 1982.

Cristalización de cloruro de sodio en evaporadores mecónicos hasta saturación de

cloruro de potasio a 120C.

Cristalización de silvinita (NaCI-KCI) en evaporadores mecónicos.

Disolución en caliente de cloruro de potasio con salmuera saturada en cloruro de

sodio y obtención de cloruro de sodio en suspensión, que al ser centrifugada y la

vada, se obtiene de calidad indusfrial (99% NaCI).

Cristalización del cloruro de potasio y lavado posterior para tenerlo de calidad

industrial.

Concentración en vaso solar de las salmueras de purga hasta llegar a una concen

tración de 37-40% de cloruro de calcio.

Se determinan consunios de salmuero, energra eléctrica, vapor y agua uficientes

para estimar los costos de producción.

La inversión estimada inicialmenie en 131 millones de pesos subió a 1,080 millo nes de pesos, desgiozodos en la forma siguiente:

Evaporador solar

Vasos de cristalización

Planta de proceso

Servicios, obra civil y otros

6.- CONCLUSIONES

6.1.- Se ha podido desarrollar un proceso de fabricación para obtener cloruro de potasio del

que no se dispone en México, aprovechando las salmueras residuales de la Geotormo-

eléctrica de Cerro Prieto, que de no ufilizarse constituyen un problema de contamino ción.

6.2.- Se tiene la ¡ngenierra bósica para llevar a cabo el proyecto y se estó en condiciones

de hacer la ingenierra de detalle y construir las instalaciones industriales, todo lo cual

se ha hecho empleando técnicos mexicanos y algunas instalaciones de planta piloto de Estados Unidos.

6.3.- Se ha hecho la ruta crrtica que se indica en el Cuadro 6.3, en donde se ve la posibi-

lidad de arrancar la planta industrial a finales de 1982.

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