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• Ricardo Salazar

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UNIVERSIDAD NACIONAL SAN AGUSTÍN. FACULTAD DE INGENIERÍA DE PROCESOS.

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA. ASIGNATURA: Ingeniería de las reacciones químicas

Autores:  Purga Chavez Sandra  Salazar Oscca Ricardo  Sellerico Condori Yanina Docente: Ing. Paulino Zegarra Grupo: Numero 6

AREQUIPA_PERU

Índice Reactores presentes en la industria minera arequipeña ........................................................................................3 Reactor Intermitente ...............................................................................................................................................3 Antecedentes...................................................................................................................................................3 Descripcion de proceso ...................................................................................................................................3 Reacciones: ......................................................................................................................................................5 Reactor CSTR ...........................................................................................................................................................6 Antecedentes...................................................................................................................................................6 Descripcion de proceso: ..................................................................................................................................6 Reacciones: ......................................................................................................................................................7 Reactor tubular ........................................................................................................................................................7 PFR .......................................................................................................................................................................7 Antecedentes:..................................................................................................................................................7 Descripcion del proceso ..................................................................................................................................8 Reacciones: ....................................................................................................................................................10 PBR.....................................................................................................................................................................10 Antecedentes.................................................................................................................................................10 Descripcion del proceso ................................................................................................................................10 Conclusiones ..........................................................................................................................................................14 Anexo 1 Diagrama P&D de producción de Hidroxido de Calcio, Sociedad Minera Cerro verde ...........................15 Anexo 2 Sistema de Scrubber para H2S ................................................................................................................16

Reactores presentes en la industria minera arequipeña Reactor Intermitente Planta de cal: Oxido de calcio a Hidroxido de calcio.

Antecedentes 

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Sociedad Minera Cerro Verde, se dedica a la producción de cobre mediante un proceso de concentración de minerales, el cual requiere un pH superior a 11, para lo cual se usa el hidróxido de calcio. En la figura 1, se indica los puntos de dosificación de la lechada de cal. La Planta de CSTR(de diseño), no se dio abasto con el requerimiento de lechada de cal, para lo cual se opto por elaborar una pequeña planta por lotes, para que pueda ayudar en el proceso.

Figura Nº 1: Dosificacion de Lechada de cal en la planta de SMCV. Fuente: Informe de practicas profesionales, Pierina Soto Quispe.

Descripcion de proceso     

El operador de planta, adiciona bolsas de 750 kg de Hidroxido de calcio, proveniente de Cemento Sur, parte del grupo YURA. Sus características se indican en la figura 2. Se engancha la bolsa a un tecle, el cual se acciona y reliza el proceso automáticamente. Tiene dos modos de trabajo: Automaticamente y manualmente, con 5.5m3 y 8m3 de agua respectivamente. El ciclo de preparacion, varia; de 7 a 8 bolsas por hora, de 6.5 a 7.5 minutos por bolsa, dependiendo del consumo requerido en el área de flotación de cobre. En la figura 3, la activación de la bomba 1071, en la figura 3, se muestra el proceso con los parámetros de control, Alimentacion, cantidad de agua, agitación y descarga; los mismos que podremos visualizar en el cuadro de tendencias. La agitación es vigilada por medio del consumo de corriente del motor.

Figura 2: Datos del la cal hidratada. Fuente: MSDS de seguridad, Cemento Sur S.A.

Figura 3: Sistema de control del proceso, se muestra la tendencia de activación de la bomba respecto al nivel del Tanque 1010. Fuente Sistema DCS SMCV.

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Algunas capacidad de los equipos en planta:

Reactor Agitador Tecle(elevador) Descarga

: capacidad 12m3 : motor con amperaje nominal de 8 amperios. : capacidad de 2 toneladas : Dos bombas 10m3/min, una en stand by.

Figura 4: Vista en perfil de la planta de cal BATCH.

Reacciones: 𝐶𝑎𝑂(𝑠) + 𝐻2 𝑂(𝑙) − − − −−→ 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2(𝑎𝑐)

Reactor CSTR Planta de Cal, flujo 9000 kg/h oxido calcio y obtener hidróxido de calcio.

Antecedentes 

Sociedad Minera Cerro Verde, se dedica a la producción de cobre mediante un proceso de concentración de minerales, el cual requiere un pH superior a 11, para lo cual se usa el hidróxido de calcio. En la figura 1, se indica los puntos de dosificación de la lechada de cal.

Figura 5: Proceso continuo de producción de hidróxido de calcio, a partir de oxido de calcio. Fuente DCS en tiempo real en Sociedad Minera Cerro Verde SAA.

Descripcion de proceso:  

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El proceso inicia con la descarga del oxido de calcio, a un silo de 450 toneladas. El CaO es transportado hacia un apagador, con un ratio de agua/CaO de 2.75, bajo un control automatico, enlazado a la temperatura, la cual se encuentra seteada a 80ºC y con un caudal aproximado en 25 a 26 m3/hr. Luego, es transportado a un molino de bolas(Vertimil) el cual libera el oxido de calcio en las partículas superiores a la granulometría manifestada en los datos metalúrgicos. La temperatura encima del rango, tiene la facilidad de formar complejos gelatinosos, que no ayudan al proceso, es por eso, que se tiene un especial cuidado en la temperatura. La planta esta completamente automatizada, usando: sensores de nivel, sensores de caudal, sensores de temperatura, medidores de amperaje, controladores.

Figura 6 Datos de hoja MSDS de Oxido de calcio, proveniente del grupo Yura.

Reacciones: 𝐶𝑎𝑂(𝑠) + 𝐻2 𝑂(𝑙) − − − −−→ 𝐶𝑎(𝑂𝐻)2(𝑎𝑐)

Reactor tubular PFR Scrubber de sulfuro de hidrogeno (-SH2) a Hidrosulfuro de Sodio (NaSH) Sociedad Minera Cerro Verde SAA Uchumayo-Arequipa

Antecedentes:  

Sociedad Minera Cerro Verde, aparte de producir concentrados de cobre, tiene somo producto anexo, la producción de concentrado de molibdeno. El concentrado de molibdeno, surge al deprimir el cobre y flotar el molibdeno, para que el proceso sea realidad, en la planta de molibdeno, se usa NaSH acuoso, como depresor de cobre.

Figura 7 Hoja de datos de NaSH, Su proveedor es la empresa americana Flomin INC.

Descripcion del proceso  

Al realizar el preparado de NaSH, se forma –SH2, siendo un gas altamente peligroso, encima de las 50 ppm. El sulfuro de hidrogeno es recolectado, y enviado a un lavador(Scrubber) donde recibe una ducha con Na(OH)2.

Figura 8 Hoja de datos de Hidroxido de Sodio, Proveniente de la empresa peruana Quimpac S.A.

Figura 9 Diagrama de proceso en línea, muestra el circuito de preparacion de NaSH para ser usado en la planta de Molibdeno.

Figura 10 Diagrama en línea del Scrubber y su alimentación con el H2S ySoda Caustica, y al final salir aire limpio.

Figura 11: Planta de preparacion de NaSH en Sociedad Minera Cerro Verde.

Reacciones:

𝐻2 𝑆 + 𝑁𝑎𝑂𝐻 − − − −→ 𝑁𝑎𝑆𝐻 + 𝐻2 𝑂 PBR Ablandador de agua e Intercambiador iónico

Antecedentes Las Torresde enfriamiento de agua, pierden agua por difusion y necesitan ser reemplazadas con agua blanda, para esto se trabajp con un reactor ablandador de agua.

Descripcion del proceso 1. Durante una primera etapa el agua atraviesa el lecho de resina, donde pierde sus iones de calcio y magnesio, sustituyéndolos por iones de sodio. 2. Cuando la resina está saturada, se favorece su desbloqueo mediante una corriente de agua a fin de facilitar la regeneración. 3. En esta tercera etapa, se hace pasar lentamente la salmuera a través del lecho de resina, se obtiene una solución salina de calcio y magnesio, y la resina se encuentra nuevamente cargada de sodio. 4. En una cuarta etapa, un lavado permite eliminar la salmuera remanente en el lecho y deja el ablandador preparado para un nuevo ciclo.

Sistema Ablandador.- Conformado por dos tanque Twin de 30 pie3 de resina por cada tanque (C-3340TK-1102/1104) y un tanque para almacenamiento de salmuera (C- 3340-TK-1103).

Figura 12 Planta de ablandador de agua en Coolling tower, Sociedad Minera Cerro Verde.

Figura 13: Tanque ablandador en sistema Cooling Towerr, SMCV Arequipa

Conclusiones    

En Sociedad Minera Cerro Verde se logro identificar los cuatro tipos de reactores estudiados en clase. EN el reactor Bath de lechada de cal, se usa mayor cantidad de agu, con respecto al proceso continuo de CSTR. En el reactor PFR, se muestra que efectivamente ela reacción se encuentra dada en un fluido gaseoso, propia característica de este tipo de reactores. En el reactor PBR, Se muestra la cama de lecho activo, y que esta debe ser renovada en sus características.

Anexo 1 Diagrama P&D de producción de Hidroxido de Calcio, Sociedad Minera Cerro verde.

Anexo 2 Sistema de Scrubber para H2S