Azufre (S)
Elemento no metálico, se encuentra en depósitos volcánicos, formando minerales como sulfuros metálicos (pirita de cobre) y sulfatos (yeso). Sus aplicaciones incluyen la vulcanización del caucho, la fabricación de papel, la síntesis de colorantes, ácido sulfúrico, sulfitos, sulfatos y dióxidos de azufre, así como el tratamiento de afecciones de la piel (sulfamidas en pomada). Posee la propiedad conocida como alotropía: la capacidad de presentarse en diferentes formas según su estructura interna, como el azufre rómbico (más estable, amarillo, frágil, insoluble en agua) y el monoclínico.
Método de Extracción
Calcaroni (en la superficie)
El azufre se separa del yeso y del resto de la roca que lo acompaña. Se calienta hasta la fusión y, en estado líquido, se hace pasar a unos moldes de madera en los que se recoge y solidifica, obteniéndose el llamado azufre cañón.
Frasch (150 m de profundidad)
Emplea tres tubos de hierro concéntricos que van perforando y atravesando las capas de arenas hasta alcanzar los depósitos de azufre subterráneo. El azufre se funde al contacto con el agua caliente y se almacena en el fondo de la perforación, donde el gas comprimido lo obliga a ascender hacia la superficie. La pureza del azufre es óptima, pero puede mejorarse mediante destilación en una atmósfera de CO₂.
Ácido Sulfúrico (H₂SO₄)
Es el producto químico de mayor consumo en el mundo y el ácido inorgánico de menor costo de producción. Se utiliza en la elaboración de fertilizantes, en la refinación del petróleo, en la metalurgia del cobre, el hierro y el manganeso, y en la fabricación de pigmentos.
Método de Contacto
Materias primas: azufre, agua y aire. Los minerales de azufre se funden. Se hace pasar un chorro de aire seco por el horno para obtener dióxido de azufre. El dióxido de azufre se convierte en trióxido de azufre en presencia de oxígeno y de un catalizador de vanadio (V₂O₅). El trióxido de azufre se disuelve en agua para obtener el ácido sulfúrico.
Litio (Li)
Metal alcalino, blando, maleable, el más reactivo y ligero. Se encuentra formando compuestos oxidados (no libre). Chile aporta casi un 30 % del consumo mundial de este producto; el Salar de Atacama (II Región) es donde se obtiene el litio, siendo el segundo productor mundial después de Estados Unidos. Se obtiene por electrólisis de cloruro de litio (LiCl) fundido o de una mezcla de cloruro de litio (LiCl) (45 %) y de cloruro de potasio (KCl) (55 %). También se obtiene a partir de salmueras.
Procesos de Extracción
Estos comienzan con el bombeo de las salmueras ubicadas a unos 30 metros de profundidad. Luego son conducidas por cañerías y recibidas en pequeños estanques donde el agua se evapora y el mineral de litio se concentra. La disolución saturada y concentrada (salmuera final) contiene 5,8 % de carbonato de litio, además de sales de litio en forma pura.
Usos
- Carbonato de litio: en laboratorios de esmaltes, cerámicas, barnices, tinturas, fármacos y catalizadores.
- Hidróxido de litio: en lubricantes y jabones.
- También en procesos relacionados con energía nuclear y en la fabricación de pilas o celdas electroquímicas.
Carbonato de Litio
Es un compuesto muy abundante en la naturaleza. Se puede encontrar formando rocas, como constituyente del esqueleto de muchos organismos y también presente en salmueras.
Cobre Sulfurado
Mezcla compuesta por sulfuros de cobre y hierro, combinados con diferentes elementos.
Obtención
Extracción
Los minerales sulfurados se extraen de minas subterráneas y a tajo abierto.
Chancado y Molienda
Reducción del tamaño del mineral, obteniéndose fragmentos.
Flotación
Proceso físico-químico en el que se mezcla el mineral molido con una sustancia espumante que produce burbujas de aire. Estas burbujas atrapan las partículas de cobre y las llevan a la superficie, separándolas de las impurezas.
Fundición
El mineral se calienta y se funde a unos 1200 °C en hornos especiales (reverberos). Luego, el proceso purificador continúa en hornos convertidores en los que se aplica aire para oxidar las impurezas, obteniendo cobre blíster. Finalmente, se elimina el porcentaje de oxígeno, obteniendo 99,7 % de cobre.
Electrorefinación
Ocurre en celdas electrolíticas, donde se colocan alternadamente un ánodo y un cátodo de Cu en una solución de ácido sulfúrico.
El Salitre
Mineral blanco, translúcido y brillante. Químicamente compuesto por nitrato de sodio (NaNO₃). La palabra nitro se utiliza para designar tres tipos de nitratos: nitrato de potasio (KNO₃), nitrato de sodio (NaNO₃) y nitrato de calcio (Ca(NO₃)₂). Se deposita en forma de agujas o polvo blanquecino en zonas húmedas y saladas. Los yacimientos principales se encuentran en el desierto de Atacama. Oficinas destacadas incluyen Victoria (en la I Región), María Elena y Pedro de Valdivia. El salitre se utiliza como fertilizante en la agricultura, en la fabricación de explosivos y tinturas, y en la industria farmacéutica.
Producción
- Caliche
- Molienda
- Lixiviación
- Cristalización
- Tres opciones de productos finales: sulfato de sodio, salitre (KNO₃) y yodo (de la planta de yodo).
Yodo
Se encuentra escasamente en la naturaleza, principalmente en el agua como yoduro de sodio (asimilado por las algas). La tintura de yodo o povidona yodada es muy usada para la desinfección de heridas. Es esencial para el funcionamiento de la tiroides, por lo cual debe estar presente en la dieta alimenticia. La deficiencia de yodo provoca el bocio. En la actualidad, el yodo se extrae como subproducto de la purificación del salitre, en forma de yodato de sodio (NaIO₃). Cuando el salitre se purifica por cristalización, el filtrado contiene yodato de sodio. En este proceso, el yodo precipita en forma sólida.
Hierro
Metal de color gris, con brillo metálico, maleable y propiedades magnéticas. Los yacimientos principales se encuentran en Antofagasta y Coquimbo. Aproximadamente el 5 % de la corteza terrestre está compuesta por hierro. Su uso principal es la producción de acero (aleación del hierro). Se prepara en un alto horno mediante una reacción de reducción química. Las materias primas son: la mena, el carbón coque y la piedra caliza (carbonato de calcio). Estas sustancias se cargan por la parte superior del alto horno, mientras que por la parte inferior se inyecta aire caliente para facilitar los procesos químicos. El monóxido de carbono (CO) reduce el óxido de hierro (III) (Fe₂O₃) hasta formar el hierro fundido.
Carbón
Se produce en el subsuelo por descomposición de materiales de origen vegetal. Esta materia prima no solo es útil como combustible, sino que, mediante destilación destructiva, se obtienen de ella productos tales como el coque, el alquitrán y el gas de carbón.
Cobre Oxidado
No sigue la línea de la molienda y flotación, sino que es tratado mediante procesos hidrometalúrgicos, conocidos como lixiviación.
Lixiviación
El material chancado se ordena en tortas llamadas pilas, sobre las cuales se instala un sistema de mangueras y aspersores. Las pilas con el material mineralizado se riegan con una solución de agua con ácido sulfúrico que disuelve el cobre presente en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre. Esta solución se purifica y se concentra antes de llevarla a la Electroobtención, que consiste en una electrólisis mediante la cual se recupera el cobre de la solución proveniente de la lixiviación, obteniéndose cátodos de alta pureza (99,99 %).
Carbón
Se produce en el subsuelo por descomposición de materiales de origen vegetal. Esta materia prima no solo es útil como combustible, sino que, mediante destilación destructiva, se obtienen de ella productos tales como el coque, el alquitrán y el gas de carbón.
Cobre Oxidado
No sigue la línea de la molienda y flotación, sino que es tratado mediante procesos hidrometalúrgicos, conocidos como lixiviación.
Lixiviación
El material chancado se ordena en tortas llamadas pilas, sobre las cuales se instala un sistema de mangueras y aspersores. Las pilas con el material mineralizado se riegan con una solución de agua con ácido sulfúrico que disuelve el cobre presente en los minerales oxidados, formando una solución de sulfato de cobre. Esta solución se purifica y se concentra antes de llevarla a la Electroobtención, que consiste en una electrólisis mediante la cual se recupera el cobre de la solución proveniente de la lixiviación, obteniéndose cátodos de alta pureza (99,99 %).