Procesos-alumina COMPLETO.docx

7/26/2019 Procesos-alumina COMPLETO.docx

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UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS

FACULTAD DE INGENIERIAS Y ARQUITECTURA

ESCUELA ACADMICO PROFESIONAL DE INGENIERAAMBIENTAL

PROCESO ALMINA

Asignatua!

Procesos Industriales y Tecnologas Limpias

D"#$nt$!

Mg. Frida Delgado de Zeballos

Int$gant$s!


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Int$gant$s!

C"nt$ni-"!. Introducci"n..................................................................................................#

#. $%&'TI($)....................................................................................................*

#.!. $%&'TI($) +''-L')..........................................................................*

#.#. $%&'TI($) ')P'CIFIC$).........................................................................*

/. Marco te"rico................................................................................................ *

/.!. MI'-L D' L0MII$...........................................................................*

/.#. L %01IT.............................................................................................*

*. Proceso %ayer............................................................................................... 2

*.!. Principio b3sico del proceso................................................................... 2

*.#. Materias primas......................................................................................2

*./. Descripci"n del Proceso %ayer............................................................... 4

5. Diagrama de blo6ues..................................................................................!!

2. Diagrama de 7u8o....................................................................................... !#

4. %alance de materia.....................................................................................!#9. %alance de 'nerga..................................................................................... !/

!. 'F'CT$) M%I'TL')..............................................................................!/


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Proceso industrial Almina

+. Int"-u##i/n

La almina (Al2O3) es un material cermico muy verstil, sus propiedades la hacenespecialmente apta para aplicaciones en donde la temperatura es un factor crtico, adems de surelativa facilidad para adaptarse a diversos trabaos y usos! "u dure#a ha permitido darle forma a laindustria del abrasivo, $ue es de las ms anti%uas, y rentables, ya $ue en el mundo, en un momento

determinado, una empresa est utili#ando un abrasivo para dar forma a pie#as de manufactura!

Almina es meor conocida como o&ido de aluminio (Al2O3)! 'unto con la slice, es el in%redientems importante en la constitucin de las arcillas y los barnices, impartindoles resistenciay aumentando su temperatura de maduracin! *l &ido de aluminio e&iste en la naturale#a enforma de corindn, y de esmeril! +iertas piedras preciosas, como el rub, el #afiro, son formasde almina coloreadas por indicios de &idos de metales pesados se pueden fabricar piedrasartificiales por fusin en la llama o&hdrica! La almina Al2O3 se halla tambin en forma de &idos

hidratados $ue son los componentes de la -au&ita y de la laterita!

*l &ido de aluminio fundido y vuelto a cristali#ar es idntico en sus propiedades $umicas yfsicas al corindn natural! "olo le superan en dure#a al diamante y al%unas sustancias sintticas,concretamente el carborundo o carburo de silicio! .anto el corindn natural impuro(esmeril), como el corindn artificial puro (alundo) se utili#an como abrasivos! A temperaturaordinaria, el &ido de aluminio es insoluble en todos los reactivos $umicos comunes!


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). OB0ETIVOS).+. OB0ETIVOS GENERALES

/escribir el proceso de la Almina y desarrollar los balances de materia

).). OB0ETIVOS ESPECIFICOS

Anali#ar sobre la definicin de la Almina /esarrollar la importancia de la Almina 0nvesti%ar sobre los problemas de la Almina

1. Ma#" t$/i#"

1.+. MINERAL DE ALUMINIO

*l aluminio es uno de los elementos ms abundantes de la naturale#a, despus del o&%eno (1) yel silicio (24), constituyendo un ,3 de la corte#a terrestre! 5o obstante, dada su alta reactividad$umica, nunca es encontrado como elemento libre, sino en forma o&idada ms comnmente en laforma de aluminatos y silicatos! /entro de estos compuestos se encuentra como Al2O3 combinadocon a%ua y otros elementos comunes como hierro, silicio y titanio! Actualmente se sabe $ue elaluminio en su forma o&idada se encuentra en ms de 267 minerales en mayores o menoresporcentaes!

/ado $ue la produccin actual de aluminio metlico a escala industrial se basa en la reduccin de


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lluvias) o al tiempo, ellas tienden a perder los constituyentes, tales como8 silicio, ma%nesio, &idode hierro y &ido de titanio! *n consecuencia, se forman arcillas $ue contienen entre 36=>7 de

&ido de aluminio (Al2O3) combinado y subsecuentemente laterita $ue consiste substancialmenteen &ido de aluminio hidratado y &ido de hierro hidratado! /e acuerdo a su composicin $umicalas lateritas son conocidas como ferru%inosas o aluminosas (a$uellas ms ricas en almina y mspobres en slice y &ido de hierro) o bau&itas!

+omposicin $umica de la bau&ita+omo se ha indicado anteriormente las bau&itas son me#clas de minerales $ue contienenalmina hidratada y ciertas impure#as comunes, tales como &ido de ?e, slice y &ido detitanio (rutilo o anastasa)! 9na composicin $umica tpica de una bau&ita es la si%uiente8 Al2O3 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!36=>7 O&ido de ?e !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!@7=37 "lice ("iO2)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 1=@4 .i O2 !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 2=6 2O de constitucin !!!!!!!!!!!!!!!! @2=37 Otras impure#as

+omposicin mineral%ica de la bau&ita*n apariencia fsica los varios depsitos de bau&ita pueden diferir considerablemente! *sto,es debido a la interperi#acin previa, variaciones bsicas en la forma cristalina del &ido dealuminio y variaciones en la naturale#a de las impure#as asociadas con ella! Las bau&itas sepresentan en varias formas estructurales diferentes, dependiendo del nmero de a%ua dehidratacin y tambin de la forma cristalina debido a esto han sido clasificadasmineral%icamente en dos %randes cate%oras8

Bonohidratados (Al2O3 ! 2O) del cual e&isten dos variantes cristalo%rficas8 % boemita! a dispora! .rihidrato (Al2O3 ! 32O)8 variedad % denominada %ibbsita!


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3. P"#$s" Ba4$3.+. Pin#i&i" 56si#" -$7 &"#$s"

*l proceso -ayer se basa en la variacin de solubilidad en soda castica, $ue e&perimenta el &idode aluminio hidratado con la variacin de temperatura y concentracin de castica, esto comoconsecuencia de las propiedades anfteras del hidr&ido de aluminio!

*n el proceso se plantean bsicamente dos estados de e$uilibrio8

Crimer e$uilibrio8"e favorece a alta temperatura y alta concentracin de 5aO! "e produce la disolucin delos hidratos de almina de la bau&ita, mientras $ue la mayora de las impure#as no lo hacen!/e manera $ue se forma una suspensin conteniendo una solucin de aluminato de sodio yun residuo insoluble Dlodos roosD! Eeaccin %eneral8

Al2O3 ! n2O F 25aO G 25aAlO2 F (n F @) 2O/onde nH 5I de molculas de a%ua (@ 3)

"e%undo e$uilibrio8"e favorece a baa concentracin de 5aO y baa temperatura! 9na ve# $ue los residuosinsolubles han sido separados de la solucin de aluminato, sta es sembrada con una car%aseminal de almina trihidratada, favorecindose entonces la velocidad de la reaccinanterior en el sentido inverso (J)! Crecipitndose un &ido de aluminio trihidratado!

3.). Mat$ias &i8as

-au&itas8 es el mineral usado en el proceso -ayer contiene principalmente8 &ido de


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3.1. D$s#ii/n-$7 P"#$s" Ba4$

Aun$ue las condiciones del proceso son influenciadas por el tipo de bau&ita usada, hay 6 etapasprincipales en todas las plantas! *llas son8

a) Creparacin de la bau&ita!

b) /i%estin!

c) /ilucin y separacin de residuos!

d) Crecipitacin!

e) +alcinacin!

0! CE*CAEA+0O5 /* LA -A9:0.A

*l primer paso en la planta de almina es la reduccin del tamao de partcula de la bau&ita, paraincrementar la superficie de reaccin y facilitar su maneo! La seleccin del e$uipo de trituracin ymolienda est directamente relacionada a las propiedades fsicas de la bau&ita! La solubilidad de la

bau&ita decrece desde %ibbsita, a boehmita a dispora, mientras la dure#a del mineral se incrementa!Otro parmetro $ue afecta la seleccin del e$uipo, es el contenido de humedad de la bau&ita! *stoes dependiente de la composicin y condiciones meteorol%icas de la bau&ita! 9n mineralconteniendo ms de @7=@2 de humedad puede reducir la eficiencia del e$uipo!
http://monografias.com/trabajos10/anali/anali.shtmlhttp://monografias.com/trabajos10/anali/anali.shtml


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*n esta operacin, la pulpa proveniente del rea de molienda, es disuelta en castica fuerte paraformar una solucin enri$uecida en aluminato sdico, de acuerdo a las reacciones si%uientes8

Cara el trihidrato8

(Al2O3 ! 32O F impure#as) F 25aO ===== 25aAlO2 F 12O F DL!E!D

Cara el monohidrato8

(Al2O3 ! 2O F impure#as) F 25aO ====== 25aAlO2 F 22O F DL!E!D

La di%estin es una operacin complicada, cuyos parmetros8 temperatura, concentracin de 5aOy presin, dependen de la naturale#a del mineral de bau&ita! /e a$u, $ue se habla de dos tipos deproceso -ayer, los $ue utili#an monohidrato (-ayer *uropeo) y los $ue utili#an trihidrato (-ayerAmericano)! Cara minerales %ibbsiticos la temperatura debe estar dentro de los confines de la curva

de e$uilibrio apropiada para la e&traccin de la almina! La e&traccin de la almina del mineralocurrir en cual$uier #ona por encima de la curva de e$uilibrio para una temperatura particular!

"i las condiciones fsicas son austadas para una e&traccin por debao de la curva de e$uilibrioapropiada, la solucin se hace inestable y la reaccin inversa de precipitacin puede ocurrir! *svisto $ue en estas curvas la concentracin de 5aO es usualmente e&presada en trminos de su&ido e$uivalente 5a2O!

La cantidad de almina disuelta a una concentracin dada de 5aO, es e&presada como %rPL ocomo una relacin en peso de los &idos e$uivalentes 5a2OPAl2O3 denominada Eelacin molar+astica (EB+)! *sta relacin es e %ran importancia en el proceso, dado $ue da una informacin


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La suspensin acuosa despus del paso por los tan$ues de e&pansin es entonces diluida, parafacilitar el proceso de sedimentacin de impure#as, mediante la reduccin de la viscosidad del licor,

puesto $ue8

@! Bayor viscosidad del licor implica menos velocidad de sedimentacin en los espesadores!Adems8

2! A mayor viscosidad, mayor ener%a es re$uerida para transferir la suspensin!

La dilucin normalmente se hace con licor dbil proveniente del rea de lavado de lodos! *sto se

debe bsicamente, a $ue la suspensin al ser enfriada y llevada a la presin atmosfrica, presenta unestado de sobresaturacin, es decir el valor de EB+ para estas condiciones indica $ue el licor seencuentra en estado de inestabilidad, pudiendo producirse una precipitacin prematura, esto esfavorecido por cual$uier cantidad de almina no disuelta, $ue puede actuar como elementosnucleante! *n consecuencia el uso de un licor dbil con baa concentracin de Al2O3, incrementa elfactor EB+ a un valor tal $ue %aranti#a la estabilidad del licor, (EB+H@,4=2,76) durante lasoperaciones de separacin de residuos!

/esarenado

La pulpa $ue proviene de la di%estin, despus de todos los pasos de recuperacin trmica yadiluida, se somete a la separacin de los lodos y arenas $ue contiene! La suspensin acuosa diluidafluye dentro de hidroseparadores (hidrociclones), donde las partculas relativamente %ruesas (@77 rm a ms) denominadas arenas compuestas en su mayor parte por slice, son separadas de laspartculas finas! La solucin con partculas %ruesas sale por la parte inferior del cicln, mientras $uela solucin con las partculas finas lo hacen por la parte superior como solucin de rebose(overfloS)!


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*l licor de aluminato de sodio clarificado rebosante de los espesadores, denominado comnmenteDlicor preadoD, contiene an al%unas partculas finas de lodo roo, por lo $ue es enviado a un

sistema de filtracin de se%uridad!

?iltracin de se%uridad

Las partculas finas en suspensin $ue an permanecen en el licor, deben ser separadas, de locontrario contaminaran el producto, y ello es lo%rado mediante una filtracin de se%uridad! *lproceso se reali#a por medio de filtros a presin D;ellyD! 9na ve# $ue la solucin pase a travs deesta filtracin, es enviada a una seccin de enfriamiento por e&pansin instantnea, donde se leconfiere al licor la temperatura re$uerida para la precipitacin 67 7I+, se%n el tipo de proceso-ayer *uropeo o Americano respectivamente! Al disminuir la temperatura, la sobresaturacin de lasolucin es aumentada y favorece la precipitacin del trihidrato de almina!

0K! CE*+0C0.A+05

A pesar de baar la temperatura del licor hasta los 6I+, es difcil $ue se produ#ca una precipitacin

espontnea! "e precisa, pues, de siembra de cristales de hidrato, %eneralmente fino y en cantidadcontrolada, /e esta manera, se puede conse%uir la %ranulometra deseada! La reaccin deprecipitacin es siempre la si%uiente8

5aAl(O)1(ac) Al(O)3 F 5aO(ac)

"iembra de Al(O)3

K! +AL+05A+05

*l hidrato lavado se somete a secado y calcinacin! *l secado se consi%ue aprovechando los %ases


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9. Diaga8a -$ 57"%u$s


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,. Diaga8a -$ :u;"


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c! Optimi#acin en la utili#acin de productos $umicos, para %aranti#ar concentraciones ymeorar los mtodos de operacin, $ue evitaran la %eneracin de lodos resultantes del

proceso de sedimentacin en el tratamiento de a%uas!

?A"* /* /0"*UO

/iseo de la planta de Eefinado de Almina mediante las meores .cnicas /isponibles

para disminuir los problemas %enerados por los residuos! +reacin de una lnea base ambiental! *valuacin ambiental de los procesos $ue se efectan para la produccin de almina y el

impacto de los mismos sobre el medio natural (aire, suelo, a%ua), con especial nfasis sobrelos impactos en la salud de la comunidad afectada y otras reas a%uas abao, al i%ual $ue losimpactos sobre la economa de estas comunidades (e&i%encia le%al)!

*studio ri%uroso de la mecnica del suelo y estructural del muro de contencin para la presa

de relave!

?A"* /* OC*EA+05

*l Lavado en contracorriente de dichos lodos permite una muy completa recuperacin de la

sosa $ue puede baar el p (alcalinidad) hasta


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1. USOS Y APLICACIONES DE LA ALMINA

Bateria prima para la construccin de materialesrefractarios y abrasivos!

0ndustria farmacutica ?undamentalme para la obtencin del aluminio


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3. Bi57i"ga@>a http8PPmarinponsasociados!comPC/?05/9".E0AP*:.EA++0O5AL9B05A!pdf http8PPes!slideshare!netPmtrodavidmaciasferrerPaluminaVne&tWslideshoSH@ http8PPSSS!mono%rafias!comPtrabaos=pdf6Panalisis=precios=materia=prima=insumos=costos=

produccionPanalisis=precios=materia=prima=insumos=costos=produccion!shtml http8PPSSS!mono%rafias!comPtrabaos=pdf6Pdesarrollo=proyecto=meora=continua=cremento=

productividadPdesarrollo=proyecto=meora=continua=cremento=productividad2!shtml http8PPSSS!industrias$cas!ecaths!comP http8PPsynapse!u$ac!caPSp=contentPuploadsP27@1P@@Pmineral=processin%!pdf http8PPSSS!mono%rafias!comPtrabaos@1Pproceso=bayerPproceso=bayer!shtml
http://marinponsasociados.com/PDFINDUSTRIA/EXTRACCIONALUMINA.pdfhttp://es.slideshare.net/mtrodavidmaciasferrer/alumina?next_slideshow=1http://www.monografias.com/trabajos-pdf5/analisis-precios-materia-prima-insumos-costos-produccion/analisis-precios-materia-prima-insumos-costos-produccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos-pdf5/analisis-precios-materia-prima-insumos-costos-produccion/analisis-precios-materia-prima-insumos-costos-produccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos-pdf5/desarrollo-proyecto-mejora-continua-cremento-productividad/desarrollo-proyecto-mejora-continua-cremento-productividad2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos-pdf5/desarrollo-proyecto-mejora-continua-cremento-productividad/desarrollo-proyecto-mejora-continua-cremento-productividad2.shtmlhttp://www.industriasqcas.ecaths.com/http://synapse.uqac.ca/wp-content/uploads/2014/11/mineral-processing.pdfhttp://www.monografias.com/trabajos14/proceso-bayer/proceso-bayer.shtmlhttp://marinponsasociados.com/PDFINDUSTRIA/EXTRACCIONALUMINA.pdfhttp://es.slideshare.net/mtrodavidmaciasferrer/alumina?next_slideshow=1http://www.monografias.com/trabajos-pdf5/analisis-precios-materia-prima-insumos-costos-produccion/analisis-precios-materia-prima-insumos-costos-produccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos-pdf5/analisis-precios-materia-prima-insumos-costos-produccion/analisis-precios-materia-prima-insumos-costos-produccion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos-pdf5/desarrollo-proyecto-mejora-continua-cremento-productividad/desarrollo-proyecto-mejora-continua-cremento-productividad2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos-pdf5/desarrollo-proyecto-mejora-continua-cremento-productividad/desarrollo-proyecto-mejora-continua-cremento-productividad2.shtmlhttp://www.industriasqcas.ecaths.com/http://synapse.uqac.ca/wp-content/uploads/2014/11/mineral-processing.pdfhttp://www.monografias.com/trabajos14/proceso-bayer/proceso-bayer.shtml


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