Procesos Químicos Industriales

2011

Fernando Brierley – Felipe Salas

Química – Procesos Químicos
Industriales

La tecnología ha permitido el desarrollo de innumerables técnicas que
permiten transformar materias primas simples como la madera y la
roca en materiales más elaborados. La industria química, aunque
reciente, ha permitido un gran avance a la humanidad al permitir la
creación de infinidad de productos deuso cotidiano, desde productos
farmacéuticos hasta productos de limpieza. En este capítulo
estudiaremos algunas técnicas utilizadas en la industria química y los
procesos que dan origen al vidrio, papel, cemento entre otras especies
comercializadas hoy en día.

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© Fernando Brierley V. – Felipe Salas B.
2011
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[QUÍMICA – PROCESOSQUÍMICOS INDUSTRIALES]
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2011

Procesos Químicos Industriales

I] Obtención del Hierro y Acero
Pese a que el hierro constituye
solo un 4.7 % de la corteza terrestre, es
aceptado que es probablemente el
elemento más abundante en nuestra
tierra, puesto que el núcleo está
compuesto fundamentalmente de hierro.
El hierro se presenta raras veces
en estado fundamental y en general loencontramos
en
forma
de
combinaciones, como óxidos hidratados,
carbonatos y sulfuros.
En general no existen rocas o
minerales que no contengan hierro, de
hecho donde exista vegetación existe hierro puesto que es fundamental para la producción de
la clorofila.
A continuación exponemos los minerales más importantes que contienen hierro:
Nombre del Mineral Contenido de Hierro Fórmula
Color yBrillo
Magnetita
50 – 70 %
Brillante – Negro
Ematita
35 – 60 %
Brillante – Rojo
Siderita
30 – 40%
Cristalino – Marrón
Pirita
45%
Brillante – Amarillo

Para producir hierro puro, los minerales que contienen hierros son triturados y
mezclados con carbón coque para pasar por un proceso llamado “horno alto”. En este proceso
la mezcla de la molienda de mineral es pasada por varios procesospara su purificación y es
llevada a altas temperaturas (sobre los 1800 ℃) gracias a la combustión del carbón coque.
Una vez fundida la mezcla se obtiene hierro medianamente puro denominado hierro bruto o
arrabio.
El hierro bruto tiene un contenido de un 3 a un 5 % de carbono puro pero a su vez
también contiene impurezas como: azufre, fósforo, silicio y manganeso.
Luego de obtener el arrabio,el hierro es llevado a “hornos de cúpula” en los cuales es
nuevamente fusionado a altas temperaturas con el fin de quemar impurezas.

Fernando Brierley – Felipe Salas

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[QUÍMICA – PROCESOS QUÍMICOS INDUSTRIALES]

Denominamos acero a cualquier tipo de hierro forjable, es decir a aquellos tipos de
hierro que al ser calentados al rojo, se ablandan y pueden ser deformados.
El hierroen su estado puro no posee ni la resistencia ni la dureza necesaria para las
aplicaciones de uso común. Sin embargo al ser combinado con pequeñas cantidades de
carbono, se obtiene acero, cuyas propiedades varían en función de la cantidad de carbono y de
otros elementos presentes en esta aleación.
El acero se puede obtener a partir de dos materias
primas fundamentales:
1. El arrabio obtenidodel alto horno.
2. Las chatarras férricas.
En general para obtener acero a partir de
arrabio se utiliza el convertidor con oxígeno,
mientras que se utiliza el alto horno para los
desechos férricos.
La obtención del acero pasa por la eliminación
de las impurezas que se encuentran en el arrabio o
en las chatarras. Las reacciones químicas que eliminan estas sustancias impuras requieren detemperaturas por sobre los 1000 ℃.
La fabricación de acero se basa en la fusión de chatarra mediante una gran corriente
eléctrica que logra fundir el material y dar pie a la escorificación de las impurezas (gracias a la
cal agregada), posteriormente pasa a una etapa de adición donde se le agregan ciertos
componentes para mejorar sus propiedades y obtener otros tipos de acero (es el caso del...