INDUSTRIA DEL POTASIO

El potasio es un elemento químico de la tabla periódica cuyo símbolo químico es K, y su número atómico es 19. El potasio es un elemento muy abundante y es el séptimo entre todos los elementos de la corteza terrestre; el 2.59% de ella corresponde a potasio en forma combinada. El agua de mar contiene 380 ppm, lo cual significa que el potasio es el sexto más abundante en solución.

Propiedades físicas

Densidad(g/cm3):0.86 Color: Blanco- plateadoPunto de fusión(°C):63 Punto de ebullición(°C):759Volumen atómico(cm3/mol):45,36

Propiedades químicas

Reactividad con el agua Reacciona violentamente con el agua y desprende gas hidrógeno

ReactividadReacciona fácilmente con todos los ácidos y con todos los elementos no metálicos, tales como azufre, cloro, flúor, fósforo.

Compuestos Los compuestos útiles incluyen: KBr, KCN, K2CO3. Sustancias que contengan potasio imparten un color púrpura a la llama.

Oxidación Se oxida rápidamente en el aire.

Aleaciones Aleado con sodio con un enfriamiento medio en los reactores nucleares.

Proceso de obtención del potasio

Crushing o Triturado

Scrubbing o Lavado: Proceso por el cual los minerales se separan de materiales nocivos que pueden perjudicar el proceso más adelante.

Desliming o deslamado: Proceso utilizado para eliminar la fracción más fina que a menudo causa dificultades en las etapas subsiguientes del proceso.

Sizing o Dimensionamiento o Calibrado: Esta etapa en general se encarga de separar las partículas según su tamaño y para ello pueden emplearse diferentes técnicas o equipos de cribado.

Fines Conditioning o Acondicionamiento: ¿Leer en el paper?

Slimes disposal o Eliminación de lodos:

Coarse conditioning: Acondicionamiento grueso? Leer paper.

Flotation o Flotación:

Tails??

Tails Disposal

TRITURACIÓN

El dimensionado de la alimentación tiene como compromiso mantener tan grande como sea posible el cloruro de potasio, de esta manera se obtiene la obtención de una buena liberación de cloruro de sodio y facilita el lavado(scrubbing) de los insolubles liberados durante el proceso.

Se extrae el mineral directamente de la mina con un tamaño aproximado de 1500mm y por lo general se procesa bajo tierra en una trituradora de mandíbula para reducir los grumos más grandes en un rango de 150-200 mm para facilitar el transporte subterráneo y su salida a la superficie.

El mineral de potasa se puede considerar una roca blanda, con un “Bond Work Index” entre 7 y 9. Los circuitos de trituración más simples son de una sola etapa de trituración en seco utilizando impactadores en circuitos cerrados con cribas vibratorias. Los circuitos más refinados consisten en etapas doble de triturado húmedo en combinación con cribas húmedas e hidrociclones. Las plantas que trabajan con triturado en seco son más simples de operar, pero la recolección de polvo es difícil por lo que a menudo se encuentran sucias. Las plantas de trituración húmeda son más limpias, más eficientes y permite una mejor liberación de insolubles.

Fig. 3 Trituradora primaria usada en minerales de potasio (Pennsylvania Crusher Inc. Catalog)

La materia resultante de la flotación que es mucho más áspera suele ser re-triturada en una etapa secundaria. Los más antiguos diseños usaban molinos de barra para este propósito. Reciente las extensión y re-equipamiento de las plantas existentes están reemplazando los molinos de barra por impactadores de jaula rotatorio, los cuales son más baratos de operar, ocupan menos espacio, tienen más capacidad y generan menos residuos.(fig.4)

Fig. 4 Impactadores de jaula rotatorio. (Courtesy TJGundlach)

Scrubbing and desliming

En la mayoría de minerales de potasio se encuentran minerales insolubles que pueden liberarse por la depuración con salmuera saturada después de la molienda. Durante esta etapa, se añade suficiente agua fresca en los minerales de carnalita para disolver el cloruro de magnesio.

El lavado se realiza generalmente en una serie de celdas que son fuertemente agitadas, las cuales están diseñadas para liberar las partículas insolubles unidas a la potasa. Es común encontrar dos etapas de lavado en algunas minas que poseen gran cantidad de minerales insolubles.

Después del lavado, la separación de los insolubles se hace con ciclones o cribas húmedas, mientras que la separación secundaria se realiza habitualmente con hidroseparadores, ciclones y coagulantes. (Arsentiev and Leja, 1977).

Deslodado por flotación de lodos insolubles provenientes del mineral se realiza también en dos etapas. (Banks, 1976). Este método tiene la ventaja de reducir los costos de capital para los equipos de desliming pero tiene la desventaja de tener costos elevados en reactivos. En este método se agrega un floculante para incrementar el tamaño de las partículas de lodo antes de la flotación. El lodo floculado se acondiciona con un colector y flota en dos etapas en una celda convencional de flotación.

Fig. 5 Celda de lavado (Courtesy Metso Minerals).

La etapa de desliming es considerada crítica, ya que es necesario un producto prácticamente libre de lodos para alimentar la etapa de flotación de potasa, con el fin de minimizar los costos de reactivo y asegurar una buena recuperación de potasa.

Acondicionamiento

El material grueso se acondiciona por separado del material fino con el fin de optimizar el uso de reactivo y promover la flotación de partículas gruesas. Tanto el material grueso y fino está acondicionado con un depresor y un colector de potasa. Un aceite extendedor se añade al acondicionador de grueso. Los alcoholes normalmente se utilizan para acrecentar la espuma.

Se requiere algún condicionamiento para los circuitos de limpieza de relave donde las partículas grandes requieren reactivos óptima, o la flotación es precedida por trituración secundaria para liberar las harinillas. La limpieza, la re-limpieza y el circuito de centrifugado no requieren más reagentizing.

Polielectrolitos, generalmente se hace referencia como depresores de lodo, se aplican para reducir el efecto nocivo de arcillas en la flotación de Silvita. El principal mecanismo implica el bloqueo de las superficies de arcilla para la adsorción de amina. Por lo tanto, el acondicionamiento del colector siempre es precedido por el acondicionamiento con el modificador polielectrolito.

Medios pesados (Heavy media)

Separación de medios pesados se lleva a cabo usando magnetita y ciclones, es utilizado por dos operadores mineros del miembro Esterhazy. Este proceso produce una separación de la R-O-M en un tamaño muy gruesa, de unos 12 mm en tres corrientes: colas, de productos y harinillas. Harinillas posteriormente se muelen y se someten a flotación convencional; junto con los residuos que se generan en las etapas iniciales de trituración. Los costos de reactivos son menores que con la flotación convencional, pero los costes de mantenimiento son elevados debido a las propiedades abrasivas de la magnetita.

Flotación de Potasa

Puesto que los minerales de potasa contienen sales solubles en agua, la flotación tiene que ser llevado a cabo en salmuera saturada, un sistema de electrolito altamente concentrada. Las propiedades de un sistema acuoso con una concentración tan alta de electrolito son muy diferentes de soluciones acuosas diluidas empleadas en procesos de flotación convencionales.

Tanto el material grueso y fino se flotó usando celdas de flotación convencionales del tipo Denver DR, que van desde 100 a 300- ft3. Los concentrados más ásperos se dimensionan en 0,84 mm (malla 20), el cual es el producto final de alta calidad. Los menos 0,84 mm se envía a la flotación cleaner y flotación recleaner para separar la sal fina atrapada.

La flotación de las colas de potasa más ásperas por lo general consisten en una fracción gruesa (más 1,41 mm (malla 14)) que incluyen partículas liberadas y no liberadas de KCl que no flotan debido a su baja cinética, y una fracción fina (menos 1,41 mm) que consisten en una sal fina sin potas. La cola de potasa áspera se criba en cribas Sieve Bend. Ver fig.1.1

Fig. 1.1 Funcionamiento de Criba Sieve Bend

La fracción menos de 1,41 mm (14 mallas) se desecha como colas y más de 1.41mm es retriturado y pasa a flotación de manera convecional o en celdas de columna (Figura 6).

Concentrados de centrifugadoras del tipo de pantalla-bol más ásperas y eliminador de flotación de la potasa y flotación re-limpiador se centrifuga utilizando hasta 4 a 5% de humedad. Los relaves de flotación se espesan en hidrociclones y pasan por tuberías a los depósitos de relave

Plantas de flotación de potasa están diseñados para tratar con material muy grueso en comparación con las plantas de flotación de sulfuro convencionales. Además, el equilibrio salmuera depende de la temperatura que provoca la cristalización de sales cuando la temperatura desciende o aumenta. Potash flotation plants are designed to deal with very coarse material when compared with conventional sulphide flotation plants. Besides, brine equilibrium is temperature dependent which causes salt crystallization when temperature either drops or increases. In order to cope with pumping problems derived from plugged lines or sanded-out pumps, potash plant are usually designed with a back-up set of pumps for each pump application. Back-up can be an extra full size pump sitting next to the operating pump, or in some cases, two pumps are operating in one application, each one with the capacity to pump at least 75 % of the total flow.

Figura 6: Diagrama de bloques simplificado de un circuito de flotación potasa.

Centrifugación y secado del producto

Las centrífugas screen bowl se utilizan generalmente para la flotación de salmuera concentrada (Figura 7). En el caso de secadores rotatorios mayoría si no todos se han convertido a la cocción directa. Golpeadores han sido retirados de la mayoría de los secadores en un intento de reducir los niveles de ruido.

Los gases de escape de la secadora se someten a la recuperación de polvo ciclónico generalmente seguida de depuradores húmedos. En una operación de un precipitador electrostático se utiliza para la limpieza de gas final. Torres de lavado de baja presión son marginalmente exitoso en algunos casos, pero más éxito cuando se combina con pilas de altura.

Figura 7: Diagrama esquemático de una centrífuga screen-bowl. (Máquina de Aves Co).

clasificación y compactación

La clasificación y compactación

La Potasa obtenida por flotación suele ser de tamañana estándar o fino, aunque puede producirse algunos de tamaño grueso. Para producir tamaños gruesos y granulares, una planta de compactación debe ser instalada. El tamaño de una

planta de compactación está directamente relacionada con la cantidad de partículas gruesas y granulares a producir.

Figura 8: Diagrama esquemático de un tamiz rotativo doble-deck (Rotex Inc.).

Después del secado, el producto es tamizado en una tamiz rotativo doble-deck (Figura 8) en tres productos,

2,35 x 0,85 mm (8 x 20 mallas) Grueso; 1,18 x 0,30 mm (14 x 48 mallas) estándar; y 425 x 149µm (35 x 100 mallas) fino . Las mallas se superponen convenientemente a fin de aumentar la eficiencia del cribado.

cribado de la eficiencia. El producto del cribado se almacena en contenedores para su envío a los clientes o para su posterior procesamiento.

Compactación (Figura 9) se alimentan con un material bien mezclado, caliente (> 130 ºC), previamente de- espolvoreado. Dos de alta presión rueda compacta la alimentación en escamas, de hasta 16 mm (5/8 pulg.) De espesor. La escama es tarde aplastado en impactadores y proyectará en los productos gruesos y granulares premium. Compactación varían en tamaño de 610 x 610 mm x 181 t (24 x 24 en X 200 toneladas.); 710 x 710 mm x

270 t (28 x 28 x en 300 toneladas.); y 1000 x 1200 mm x 680 t (40 x 50 pulg. x 750 toneladas). Normalidad

eficiencia de una planta de compactación bien operada, medido como el factor de conversión o los tonos de producto final dividido por tonos de alimentación a la planta es 30%.

PRODUCCION MUNDIAL

bolivia

Según los estudios de la GNRE, se estableció que el Salar de Uyuni posee una reserva de 2.000 millones de toneladas de potasio que representan más de 3.700 millones de toneladas de cloruro de potasio, constituyéndose Bolivia en el segundo -después de Canadá- con más reservas en el mundo.

La fase I de la instalación de la planta piloto está concluida con la inauguración del 9 de agosto de 2012 y ahora se encara el proceso industrial a gran escala hasta 2016. Se ha contratado la ingeniería a diseño final de la planta industrial de KCl, la que está proyectada para una capacidad de producción de 700.000 toneladas año.

peru

La canadiense Americas Petrogas y la Cooperativa de Agricultores de la India (IIFCO) invertirán 200 millones de dólares en la construcción de una planta de cloruro de potasio en Bayóvar (Piura), lo que permitirá a Perú dejar de importar este fertilizante en beneficio de la agricultura, informó el gerente general del consorcio a cargo del proyecto, Jorge Lau.En agosto de 2008, la canadiense se adjudicó la concesión del yacimiento de salmueras de Bayóvar, donde se estima un potencial de seis millones de toneladas de cloruro de potasio.De acuerdo con los términos del contrato de concesión,

Aplicaciones El potasio, aleado con sodio, se usa como refrigerante en

reactores nucleares. El isótopo de potasio K-40  sirve para datar la

antigüedad de rocas y meteoritos. El hidróxido de potasio se utiliza para: detergentes,

jabones, desazufrado de petróleo, absorbente de CO2 ... El cloruro de potasio se emplea en mezclas fertilizantes,

como abono. El yoduro de potasio se usa como desinfectante. El cromato y el dicromato de potasio se emplean como

oxidantes. El nitrato de potasio tiene utilidad en abonos, pólvora y

en pirotecnia. El carbonato de potasio se emplea en: fotografía,

jabones, vidrios, abono