TECNOLOGIA DE OBTENCION DE LOS SULFATOS

INDICE

1.- DEFINICION

2.-INTRODUCCION

3.-TIPOS DE SULFATOS

3.1- ORGANICOS 3.2-INORGANICOS

4. APLICACIONES

5. PURIFICION DE SO2

6. SULFATO EN LA SALUD6.1 EN PERSONAS6.2 EN ANIMALES

6. TRATAMIENTO DEL AGUA

6.1 OSMOSIS INVERSA6.2 DESTILACION6.3 INTERCANBIO IONICO

7. SULFATO DE COBRE

7.1 PARTIDAS ARANCELARIAS DEL PRODUCTO7.2 PAISES IMPORTADORES7.3 PAISES EXPORTADORES7.4 PRECIO REFERENCIAL7.5 EMPRESAS EXPORTADORAS7.6 MERCADOS

8. SULCOSA (EMPRESA)

DEFINICION

Los sulfatos son las sales o los ésteres del ácido sulfúrico. Contienen como unidad común un átomo de azufre en el centro de un tetraedro formado por cuatro átomos de oxígeno. Las sales de sulfato contienen el anión (SO4

2-)

Según diccionario químico: Sal de ácido sulfúrico resultante de la sustitución de átomos de hidrógeno por átomos de un radical mineral u orgánico:los sulfatos son solubles en agua

Introducción

El sulfato (SO4) se encuentra en casi todas las aguas naturales. La mayor parte de los compuestos sulfatados se originan a partir de la oxidación de las menas de sulfato, la presencia de esquistos, y la existencia de residuos industriales. El sulfato es uno de los principales constituyentes disueltos de la lluvia.Una alta concentración de sulfato en agua potable tiene un efecto laxativo cuando se combina con calcio y magnesio, los dos componentes más comunes de la dureza del agua.

Las bacterias, que atacan y reducen los sulfatos, hacen que se forme sulfuro de hidrógeno gas (H2S).

El nivel máximo de sulfato sugerido por la organización Mundial de la Salud (OMS) en las Directrices para la Calidad del Agua Potable, establecidas en Génova, 1993, es de 500 mg/l. Las directrices de la Unión Europea son más recientes, 1998, completas y estrictas que las de la OMS, sugiriendo un máximo de 250 mg/l de sulfato en el agua destinada al consumo humano. 

NOTA: Los sulfatos son parte esencial de unas sales dobles como los alumbres de fórmula general AB (SO4)2 · 12 H2O, siendo A y B cationes con carga +1 y +3 respectivamente. La más conocida es la alumbre de sodio formada con sodio y aluminio

TIPOS DE SULFATOS.-

Alcalinos T. fusión (ºC) Alcalinotérreos T. fusión(ºC)

Li2SO4

Na2SO4

K2SO4

Rb2SO4

Cs2SO4

845885106710601019

BeSO4

MgSO4

CaSO4

SrSO4

BaSO4

550-600112414501605>1600

a) LOS SULFATOS ORGANICOS

Los sulfatos orgánicos son ésteres del ácido sulfúrico con la fórmula genérica:

R–O–SO2–O–R'.

Se pueden formar directamente del alcohol correspondiente y del ácido sulfúrico o deltrióxido de azufre o a partir del alcohol y el cloruro de sulfurilo (Cl2SO2) en presencia de una base.

Se trata de sustancias probablemente cancerígenas.

El sulfato orgánico más conocido es el sulfato de dimetilo (CH3)2SO4 que se utiliza en algunas reacciones de metilación.

El nivel máximo de sulfato sugerido por la organización Mundial de la Salud (OMS) en las Directrices para la Calidad del Agua Potable, establecidas en Génova, 1993, es de 500 mg/l. Las directrices de la Unión Europea son más recientes, 1998, completas y estrictas que las de la OMS, sugiriendo un máximo de 250 mg/l de sulfato en el agua destinada al consumo humano. 

b) LOS SULFATOS INORGANICOS

Los sulfatos inorgánicos son las sales del ácido sulfúrico. En la naturaleza se encuentran en forma de yeso, o aljez, (sulfato de calcio dihidratado CaSO4 · 2 H2O), baritina (sulfato de bario) o sulfato de sodio (Na2SO4).

Aplicaciones

Las aplicaciones de los sulfatos suelen variar enormemente según el metal al que están unidos. Así el sulfato sódico, por ejemplo, se utiliza en la fabricación del vidrio, como aditivo en los detergentes, etc.; el sulfato de cobre se aprovecha en la fabricación de la viscosa según un determinado proceso.

Yeso y barita se utilizan en la construcción y como aditivos en la fabricación de papel y cartulina. El sulfato de bario también se utiliza en medicina para realizar radiografías de contraste.

Analítica

Los sulfatos solubles precipitan en presencia de cloruro de bario incluso de solución ácida en forma de sulfato de bario (BaSO4) como sólido blanco. Si al mismo tiempo hay permanganato presente este puede ser incluido en el precipitado dándole un color ligeramente rosáceo.

Con sodio metálico es reducido al sulfuro (Cuidado: reacción muy violenta) y puede ser determinado como tal.

APLICACIONES

Entre los sulfatos de uso cotidiano podemos destacar los siguientes:

Sulfato de Cinc (Goslarita, Vitriolo de cinc): Barnices, pinturas, conservante de la madera, ignífugos, desinfectantes, pegamentos y colas. En Tintorería se usa como mordiente. En Odontología se usa para fabricar dentina, en Oftalmología se usa para la preparación de colirios contra la conjuntivitis y la blefaritis, en Otorrinolaringología para el tratamiento de la faringitis, laringitis, otitis y rinitis, en Ginecología para lavados vaginales y, en general, en el tratamiento de diversos trastornos y enfermedades como gastroenteritis, disentería, diarreas, diabetes, etc.

Sulfato de Cobre (Calcantita, Vitriolo azul, Piedra Lipis, Cianosa): En ocasiones se usa como mena de cobre. Productos agroquímicos, electrólisis del cobre, bronceado de metales, industria papelera (sulfato de cobre tetra aminado), pilas eléctricas, curtido de pieles, tintas y colorantes. En Farmacia se usa como bactericida, desinfectante y astringente.

El sulfato de cobre y amonio: se usa como antiséptico, antiespasmódico, astringente y en el tratamiento de la epilepsia, úlceras malignas, conjuntivitis y gonorreas.

Sulfato Ferroso (Melanterita, Caparrosa, Vitriolo de hierro): En Agroquímica (fertilizantes, insecticidas, conservación de los tejidos vegetales), en Veterinaria contra la fiebre aftosa, cerámicas, tratamiento de pieles, metalurgia del oro, desinfección de basureros y estercoleros. En Oftalmología se usa en la preparación de colirios.

Sulfato de Bario (Baritina, Espato pesado, Espato de Bolonia): Antiguamente se empleaba para preparar colorantes blancos. Ahora se usa para satinar y dar consistencia al papel, para esmaltes de cerámicas, y en la fabricación de hormigón pesado (para la construcción de recintos donde se produzcan emisiones radiactivas). En Radiología de aparato digestivo.

Sulfato de Potasio: Fertilizantes, vidrios, perfumes, etc. En la preparación de Potasa Leblanc y alumbres. En Medicina se usa como laxante, purgante y diurético.

Sulfato de Sodio: Su forma Na2SO4·10H2O (sal de Glaurbert) Vidrios, esmaltes, jabones, tintas y colorantes. En las industrias textiles y papeleras. En Veterinaria presenta varias aplicaciones. Preparación de Sosa Leblanc. Para teñir la lana con colorantes ácidos y el algodón con colorantes directos.

Sulfato de Magnesio (Epsomita, Sal de Higuera, Sal de Calatayud): En Agricultura se usa para equilibrar los electrólitos en terrenos de cultivo intensivo con deficiencias en magnesio. En Medicina se usa como purgante. En la industria papelera se emplea para dar consistencia al papel. Para estampaciones en lana y algodón y para hacer incombustibles los tejidos.

Sulfato de Estroncio (Celestina, Espato pesado fibroso): En Pirotecnia para dar coloración roja a los fuegos artificiales. Esmaltes y vidrios. Mena de estroncio.

Sulfato de Calcio (Yeso): Abonos para plantas forrajeras y leguminosas, escultura, y en Agricultura se usa también para solubilizar feldespatos, reducir la alcalinidad de los suelos, movilizar el potasio, disminuir la compactación al coagular las arcillas. Material de construcción:

o Estuco: Mezcla de yeso calentado a 180ºC con cola y sulfato de cinc. La adición de gelatina retarda el endurecimiento y lo hace más duro y traslúcido.

o Escayola: Es una mezcla de yeso fino y de yeso espático pulverizado

a la que se añade una disolución de alumbre y posteriormente se cuece

a 260ºC. Se han realizado muchos estudios para mejorar el

endurecimiento de la escayola, siendo muy numerosos los reactivos

(bórax, baritina, alumbres) que ejercen algún resultado. Sulfato de hierro: En el proceso de acabado del acero antes de

la galvanoplastia o el recubrimiento, la lámina o la barra de acero se pasa a través de un baño decapante de ácido sulfúrico. Este tratamiento produce grandes cantidades de sulfato de hierro (II) como producto.

Las aplicaciones de estos minerales son muy numerosas. El ácido sulfúrico es uno de los productos industriales más importantes. Los vapores sulfúricos eran conocidos desde la Antigüedad, pero el ácido sulfúrico no se pudo obtener artificialmente hasta la Edad media, cuando los alquimistas le preparaban por calentamiento de sus sales (alumbres y vitriolos) y disolviendo el SO3 formado en agua. En el siglo XV el benedictino alemán Basilio Valentín preparó este ácido por destilación de melanterita (vitriolo de hierro) en arena. Decidió llamarle aceite de vitriolo, por el aspecto oleaginoso que presenta. Las características más destacables de esta sustancia son: 

Para su obtención se parte de las piritas, de las cuales se obtiene el SO2  por tostación:

4FeS2 + 11O2 -> 2Fe2O3 + 8SO2 

PURIFICACION DE SO2

El SO2 se debe de purificar y limpiar de polvo, bien mediante "cajas de polvo" o bien con Electrodos Cotrell, posteriormente se somete a tratamiento para convertirlo en SO3, mediante dos procedimientos alternativos:

1. MÉTODO DE LAS CÁMARAS DE PLOMO: Desarrollado en Inglaterra hacia 1740, pero en la actualidad se obtiene de esta forma menos del 20% de ácido que se produce.

2. MÉTODO DE CONTACTO: Se conoce desde mediados del siglo XIX, pero no se consiguió un funcionamiento adecuado hasta 1901 y ahora es el más rentable y empleado, aunque con diversas variantes en cuanto los procesos de catálisis. La oxidación de SO2 a SO3 es exotérmica y la temperatura del proceso debe de estar muy controlada. Sin embargo, por motivos cinéticos, se precisa un calentamiento inicial para que comience el proceso, el cual debe de realizarse entre 400 y 650ºC. Esta oxidación se realiza en presencia de catalizadores y dependiendo del tipo hay una temperatura de trabajo:

SULFATO DE COBRE

PROPIEDADES: 

- Formulación Química: CuSO4.5H2O- Densidad: 2.284- Pureza: 99 %- Color: Polvo color celeste- Olor: inodoro- pH: 3.5 – 4.5 (al 5 % en agua)

APLICACIONES DEL SULFATO DE COBRE:

Las aplicaciones de este producto Son amplias, siendo las principales: Metalurgia, agricultura, zootecnia, industria química, textil. El sulfato de cobre es especialmente elaborado para suplir funciones principales del Cobre en la planta, en el campo de las enzimas: Oxidasas del ácido ascórbico, poli fenol, citocromo, etc. También forma parte de la plastocianina contenida en los cloroplastos y que participa en la cadena de transferencia de electrones de la fotosíntesis. Su absorción se realiza mediante un proceso activo metabólicamente. Prácticamente, no es afectado por la competencia de otros cationes. Por el contrario, afecta a los demás cationes. Este producto puede ser aplicado a todo tipo de cultivo y en cualquier zona climática en condiciones naturales de invernaderos; bajo las recomendaciones de un Ingeniero Agrónomo

MINERALES:

Linarita (PbCu(SO4)(OH)2

Descripción:Cristales de color azul intenso

Tamaño de la Pieza: 4,5 x 4 x 3 cm

Localidad: Cerdeña (Italia)

Calcantita (CuSO4•5H2O)

Descripción: Cristales de color azul intenso con inclusiones de voltaíta

Tamaño de la Pieza: 7 x 7 x 4 cm

Localidad: Pozo Alfredo, Minas de Riotinto (Huelva)

Nº de Inventario: 6.1.27

Antlerita Cu3(SO4)(OH)4

Descripción: Costra de color verde esmeralda

Tamaño de la Pieza: 7 x 4 x 4 cm

Localidad: Chuquicamata, Antofagasta (Chile)

Nº de Inventario: 6.1.43

OBTENCION:

El Sulfato de Cobre se obtiene a partir del reino mineral, en rasgos generales consiste en tomar minerales oxidados y de soluciones acuosas que se pueden extraer de la mina también, se purifican y se realiza lo que se llama concentración del líquido, se extraen posteriormente los solventes orgánicos, este método se usa a gran escala a nivel minería.

Se prepara generalmente en el laboratorio para agregar aldehídos y cetonas como carburantes.

Esto se logra de forma industrial por la acción del ácido sulfúrico en una variedad de compuestos de cobre (II), tales como Óxido de cobre (II) y de carbonato del cobre. Tales reacciones se consideran reacciones redox u oxidación-reducción.

La más común de sus producciones, es la precipitación de sulfato pentahidratado por sobre saturación con ácido sulfúrico, a partir de soluciones concentradas de cobre provenientes de lixiviación de minerales oxidados de cobre, también en medio sulfato, obedeciendo las siguientes reacciones químicas.

Precipitación:

Cu2+(aq) + SO42- (aq) → CuSO4 (s)

Hidratación:

CuSO4 (s) + 5 H2O (l) → CuSO4·5H2O (s)

Estas reacciones ocurren durante el proceso en el orden que se señala.

Cu(metal) + 8HNO3(aq) ==> 2NO(gas) + 3Cu(NO3)2(aq) + 4H2O(liq) 

Cu(NO3)2(aq) + H2SO4(aq) + calor ==> CuSO4(aq) + 2HNO3(gas) 

CuSO4(aq) + calor (cristalización) ==> CuSO4(solido) (cristales de sulfato de cobre hidratado)

PARTIDAS ARANCELARIAS DEL PRODUCTO, EXPORTADAS EN LOS ÚLTIMOS AÑOS

   "Las partidas de exportación listadas a continuación pudieran contener otros productos o especies"

PARTIDADESCRIPCIÓN DE LA

PARTIDAFOB-13

%Var13-12

2833250000 SULFATO DE COBRE11,262,34

3-29%

PRECIOS FOB REFERENCIALES EN KILOGRAMOS (US$ / KGR

 2833250000 - SULFATO DE COBRECOMERCIO MUNDO

 CÓDIGO ARMONIZADO283325 SULFATOS DE COBRE

PRINCIPALES 10 PAÍSES IMPORTADORES

PRINCIPALES 10 PAÍSES EXPORTADORES

IMPORTADORES

Fuente: COMTRADE

COMERCIO PERU

Fuente: COMTRADE

PRECIOS FOB REFERENCIALES EN KILOGRAMOS (US$ / KGR)

PRINCIPALES EMPRESAS EXPORTADORAS

PRINCIPALES MERCADOS

Fuente: SUNAT

Metal Sulfato de Cobre

También llamado sulfato cúprico (CuSO4), vitriolo azul, piedra azul o caparrosa azul, es un compuesto químico derivado del cobre que forma cristales azules, solubles en agua y metanol y ligeramente solubles en alcohol y glicerina. Su forma anhídrica (CuSO4) es un polvo verde o gris-blanco pálido, mientras que la forma hidratada (CuSO4•5H2O) es azul brillante.

Sulfato de Cobre

Denominación: Tamaño de cristales:

• Cristales piedra: mayor a 12 mm

• Cristales medianos: 6 mm. a 12 mm.

• Cristales granulares: 1 mm. a 6 mm.

• Cristales nieve: 0,4 mm a 1,0 mm. (*)

• Polvo fino: menor a 0,4 mm. (*)

• Polvo súperfino: menor a 0,1 mm. (*)

• Grado Alimento Animal: Menor a 0,4 mm con anti-cake.0,1 mm a 0,6 mm con anti-cake.0,4 mm a 1,0 mm con anti-cake.

• Monohidratado: (**)

(*) Con o sin agente anti-cake(**) Polvo fino con más de 90% de sus partículas debajo de malla 200 y 65% debajo de malla 400

Las aplicaciones de este producto son variadas, siendo las principales en el sector agrícola, zootécnico, químico, textil y metalúrgico, tales como las siguientes:

• Corrección de deficiencia de falta de cobre en suelos.• Micronutrientes de plantas.• Control de algas en estanques, reservorios y piscinas.• Complemento nutritivo en alimentación de animales de granja, por su efecto estimulante de crecimiento para el engorde de porcinos y pollos.• Desinfectante y preventivo de bacterias en alimentos de animales de granja.• Tratamiento químico de aguas.• Antiséptico y germicida en infecciones por hongos.• Micronutriente mineral y catalizador cúprico en la preparación de productos farmacéuticos.• En solución para baños galvánicos.• En la producción de colorantes y pigmentos.• En la producción de preservantes de madera.• En la producción de vidrios y espejos.• En la industria metalúrgica (flotación de minerales de plomo y de cinc).• En la producción de circuitos impresos de cobre.

Aplicaciones en la agricultura.-

Para 10 litros de solución concentrada, los cuales sirven para preparar 378 litros de solución nutritiva, se emplean los siguientes fertilizantes:

Nitrato de Amonio

7.5808 g/L

Nitrato de Calcio 2.4067 g/L

Hidróxido de Potasio

0.3808 g/L

MAP 1.3355 g/L

Sulfato de Potasio

8.2794 g/L

Sulfato de Magnesio

ESTRUCTURA SUBSECTORIAL2.1 Importancia RelativaEl valor bruto de la producción (VBP) de la industria de química básica, según la Encuesta.Anual de Estadística Manufacturera – 2004 ascendió a US$ 390,6 millones, con lo cual incrementó su importancia relativa en el valor total de la producción manufacturera del país1 de 1,12% en 2002 a 1,85% en 2002. Las ventas totales se

incrementaron de US$ 162,7 millones en 1994 a US$ 332,1 millones en 2004, observándose que en su mayor parte se orienta al mercado interno (81,6%)Por su parte, la inversión bruta fija acumulada se incrementó de US$ 49,3 millones en 1994 a US$ 118,5 millones en 2004, de este último monto US$ 76,7 millones corresponde a inversión en maquinaria y equipo

EL SULFATO EN LA SALUD

EN PERSONAS

Las personas que no están acostumbradas a beber agua con niveles elevados de sulfato pueden experimentar diarrea y deshidratación, el agua presenta un sabor amargo o medicinal puede hacer que sea desagradable albeber esa agua

Los niños son a menudo más sensibles al sulfato que los adultos. Como precaución, aguas con un nivel de sulfatos superior a 400 mg/l no deben ser usadas en la preparación de alimentos para niños. Niños mayores y adultos se acostumbran a los niveles altos de sulfato después de unos días.

EN ANIMALES:

Los animales también son sensibles a altos niveles de sulfato. En animales jóvenes, altos niveles pueden estar asociados con diarrea crónica y grave, y en algunos casos, la muerte. Como ocurre en los humanos, los animales tienden a acostumbrarse al sulfato con el tiempo. Diluir agua de alta concentración de sulfatos con agua de baja concentración de sulfatos puede ayudar a evitar problemas de diarrea y deshidratación en animales jóvenes y animales no acostumbrados a beber agua con muchos sulfatos. 

NOTA:

Altos niveles de sulfato pueden también corroer tuberías, particularmente las de cobre. En áreas con altos niveles de sulfato, normalmente se utilizan materiales más resistentes a la corrosión para las tuberías, tales como tubos de plástico.

TRATAMIENTOS PARA EL AGUA , SULFURO

Tres tipos de sistemas de tratamiento pueden eliminar el sulfato del agua potable: ósmosis inversa, destilación, o intercambio iónico. Los ablandadores del agua, los filtros de carbón, y los filtros de sedimentación no eliminan el sulfato. Los ablandadores del agua simplemente cambian el sulfato de calcio o de magnesio por el sulfato de sodio, que es algo más laxante

LA ÓSMOSIS INVERSA (RO).- Es un sistema de tratamiento de agua que elimina la mayor parte de las sustancias disueltas en el agua, tales como el sulfato, forzándola a través de una hoja de plástico parecida al celofán conocida como "membrana semipermeable. " Esto puede quitar típicamente entre el 93 y el 99 por ciento del sulfato en el agua potable según el tipo de equipo de ósmosis. Un pequeño equipo de RO producirá aproximadamente 12 litros de agua por día.

Los equipos ligeramente más grandes, que son por lo general instalados bajo el fregadero, producen de 19 a 75,6 litros de agua por día. Típicamente los equipos de RO producen sólo 3,8 litros de agua por cada 15 a 38 litros de agua tratada. El resto del agua es desechada.

LA DESTILACIÓN.- 

Es un sistema de tratamiento de agua que consiste en hervir el agua, y luego enfriar el vapor hasta que condensa en un contenedor separado.

Las sustancias disueltas, como el sulfato, permanecen en la olla de agua hirviendo. Con un funcionamiento adecuado, los equipos de destilación pueden eliminar casi el 100% del

sulfato. Los equipos de destilación tardan aproximadamente cuatro horas en producir 3,8 litros de agua, así que este tipo de tratamiento consume una cantidad considerable de energía en su funcionamiento

EL INTERCAMBIO IÓNICO.- es el método más usado para eliminar grandes cantidades de sulfato del agua para suministros comerciales, ganaderos y públicos, pero normalmente no se usa el tratamiento de agua en casas particulares. Es un proceso donde un elemento o producto químico es sustituido por otro. Muchas personas están familiarizadas con el ablandamiento de agua, un tipo común de sistema de intercambio iónico. El ablandamiento de agua se realiza pasando agua dura –agua con calcio y magnesio- a través de un tanque relleno con una resina especial saturada con iones de sodio.

Los minerales responsables de la dureza se pegan a la resina, y el sodio es disuelto en el agua. Los sistemas de intercambio iónico para el retiro del sulfato trabajan de manera similar, pero usan un tipo diferente de resina. Los iones sulfato en el agua se intercambian con otros iones, por lo general cloruro, que está en la resina. Cuando la resina está llena de sulfato en toda su capacidad, debe ser "regenerada" con una solución salina.

NOTA 1: Los ablandadores del agua para la eliminación de la dureza no eliminan el sulfato, y los sistemas de eliminación de sulfato no eliminan la dureza, aunque algunos equipos comerciales contienen ambas resinas y pueden así eliminar tanto la dureza como el sulfato.Si se usan tanto un ablandador del agua como un sistema de eliminación de sulfato, el ablandador del agua se coloca por lo general antes del sistema de eliminación de sulfato.

NOTA 2: Cualquier sistema de tratamiento de agua requiere un manejo y mantenimiento adecuados para asegurar que continúe funcionando correctamente. Es importante seguir las recomendaciones del fabricante para el mantenimiento del sistema de tratamiento de agua.