Quimica Industrial

QUÍMICA MENCIÓN
QM-32

QUÍMICA INDUSTRIAL

2012

LA INDUSTRIA QUÍMICA
La industria química es un referente de los tiempos modernos, si bien en la antigüedad se
conocían ya algunos elementos, sobre todo el oro, plata, hierro, cobre, plomo, estaño y mercurio
y con ayuda de reacciones químicas se obtenían algunas combinaciones, los últimos 200 años han
dado lugar a impresionantesresultados y nuevos conocimientos que han preparado el terreno al
desarrollo de la industria química.
La fabricación de un producto químico requiere en general, la realización de una serie de procesos
parciales, más o menos independientes, de los que la “preparación” y “purificación de las materias
primas” la “reacción” propiamente dicha y el “acondicionamiento de los productos finales” se
presentanen la fabricación de casi todos los productos.
Cada uno de estos procesos parciales se puede subdividir a su vez en fases de trabajo de las que,
por ejemplo, la trituración, la desecación, el tamizado y otros, son procesos físicos, mientras, la
tostación y la reducción, se cuentan entre los procesos químicos. Ambos tipos de procesos son
igualmente importantes y su coordinación garantiza elcurso deseado del proceso total.

LA INDUSTRIA DEL HIERRO
El hierro es probablemente el elemento más abundante de nuestra tierra. Ciertamente, el
contenido de hierro en la corteza terrestre (16 km) es solamente de 4,7%, pero se acepta que el
núcleo de la Tierra consta fundamentalmente de hierro, porque también otros astros contienen
mucho hierro (se han encontrado meteoritos con un contenidoen hierro superior al 90%).
En la naturaleza el hierro se presenta raras veces en estado nativo (sólo en los meteoritos) debido
a su carácter no noble. Cuando el contenido en hierro es superior a 20%, se habla de minerales
de hierro.
MAGNETITA
PIRITA

Las impurezas (ganga), pueden ser muy diferentes y su conocimiento es importante para los
tratamientos a los que debe ser sometido elmineral. Cuando los minerales contienen mucha sílice
(SiO2) se les denomina ácidos, y si contienen mucha cal (CaO) minerales básicos.

MINERALES IMPORTANTES DE HIERRO
Nombre de
mineral

Magnetita

Ematita

Hierro de
Praderas

Espato de
Hierro o
Siderita

Pirita

Contenido

50 – 70%

35 – 60%

25 – 50%

30 – 40%

45%

Combinaciones
de Hierro

Fe3O4

Fe2O3

Fe2O3 · nH2O

FeCO3

FeS2

Color y Brillo

Brillante
Negro

Rojo Mate o
brillante

Pardo mate

Marrón
Cristalino

Amarillo
brillante

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TIPOS DE HIERRO

Propiedades Químicas del Hierro
OXIDACIÓN DE HIERRO:
3 Fe + 2 O2

Fe2O3 + FeO (óxido férrico y óxido ferroso)

REACCIÓN CON VAPOR DE AGUA
3Fe + 4 H2O

Fe3O4 + 4 H2

(Formación de Hidrógeno gaseoso)

OXIDACIÓN ATEMPERATURA AMBIENTE
4 Fe + 3 O2 + 6 H2O

4 Fe (OH)3

REACCIÓN CON ÁCIDO CLOHÍDRICO
Fe + 2 HCl

FeCl2 + H2

REACCIÓN CON ÁCIDO SULFÚRICO
Fe + H2SO4

FeSO4 + H2

OBTENCIÓN INDUSTRIAL DE HIERRO
Método de Horno Alto
La Hematita y la Magnetita son las principales materias primas minerales que se utilizan en la
metalurgia del Hierro. La separación se lleva a cabo mediante reducción delmetal en contacto con
carbón coque en un alto horno. El coque es obtenido de la destilación no combustionada del
carbón mineral, procedimiento mediante el cual se extraen sus compuestos volátiles.
El proceso pirometalúrgico se lleva a cabo introduciendo en la parte alta del horno el carbón y el
mineral en forma de pellets. Adicionalmente se agrega piedra caliza y sílice. En la parte inferiordel horno se insufla oxígeno que reacciona con el carbón y forma gases de carbono (CO y CO 2), la
reacción ocurre aproximadamente a 1800ºC.

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El monóxido de carbono (CO) producido toma contacto con el mineral y la caliza y provoca su
reducción.
Las reacciones se ilustran a continuación:
1. Formación de monóxido de carbono a
partir de coque:
CO2 + C

2 CO

2. Reducción de óxidos de...