Proceso de nitrato de calcio

INTRODUCCION

Desde la década de 1980 a 1990 los abonos líquidos simples o compuestos, aplicados radicular o foliarmente, están a la vanguardia de la fertilización y en el futuro podrán desplazar a los granulados.
En el mundo, los países industrializados como Estados unidos, Japón, Israel y algunos de la Unión Europea así como Brasil y Argentina en América latina, utilizan el 75% de lafertilización nitrogenada en forma líquida.
Los cambios del clima afectan significativamente la producción agrícola, es por esta razón que en el país se está impulsando con mayor fuerza el uso de fertirrigación como alternativa en la nutrición vegetal.
En el año de 1993, FERTILIZANTES COLOMBIANOS S.A, FERTICOL S.A, realizo el montaje de una planta piloto para la producción de nitrato de calcio liquidodel 52% de concentración y una densidad de 1.56 Kg./m3, con una capacidad de 3.2 TM/cochada, la mayor parte de la infraestructura instalada fue construida por personal de fertilizantes colombianos S.A.
La materia prima con la cual opera la planta de nitrato de calcio es ácido nítrico del 53% de concentración y carbonato de calcio.
En enero del 2001 se realizaron modificaciones a la planta a finde incrementar su capacidad instalada de 3.2 TM/cochada de nitrato de calcio del 58% P/P y densidad de 1.58 Kg./m3
Los siguientes son los promedios estimados para la operación de la planta por cochada de producción:
Nitrato de calcio producido: 6TM
Carbonato de calcio del 98%; 2.55TM
Acido nítrico del 53% P/P: 5.95 TM (4.5m3)
Hidróxido de calcio: 15 Kg.
Fuerza humana: 8hr hombr
DESCRIPCIONDEL PROCESO

A. MATERIAS PRIMAS
A continuación se describen las materias primas utilizadas en la producción de nitrato de calcio líquido, con sus respectivas características:

ACIDO NITRICO
El ácido nítrico es producido por FERTICOL S.A. Este ácido es soluble en agua en todas las proporciones. Es un ácido fuerte y un oxidante poderoso que ataca casi todos los metales. Es característica sureacción con las proteínas a las cuales ataca, produciendo una coloración amarilla.
El ácido nítrico es usado en la obtención de nitratos y nitroderivados de naturaleza tanto orgánica como inorgánica. Los nitratos de importancia como abonos químicos son los de amonio, magnesio, potasio y calcio a los cuales el ácido nítrico les transfiere el ión nitrato el cual es de acción rápida sobre lasplantas.

Tabla 1. Características del ácido nítrico.
PARAMETRO VALOR
Formula HNO3
Peso molecular g/mol 63.02
Concentración 53%-55%
Peso especifico a 53% 1.332
Calor especifico Kcal./g ºC 66
Densidad a 15 ºc/ 4ºc 1.3337-1.3455
color Transparente
Olor Irritante

CARBONATO DE CALCIO
El carbonato de calcio es una sal orgánica de carácter básico obtenido por molienda fina de la piedra calizala cual tiene un contenido en carbonato mayor del 98% con pequeñas cantidades de carbonato de magnesio, silicato de aluminio y de hierro, es de color blanco, su granulometría comprende desde malla 2 hasta malla 200 según el proveedor.
Tabla 2. Características del carbonato de calcio.
PARAMETRO VALOR
Formula CaCO3
Peso molecular g/mol 100
Pureza Min. 98%
Presentación Polvo
Color BlancoFinos 0 min. 80%
Hierro Fe Max. 0.1%

B. SECCION DE REACCION
La operación en la planta de nitrato de calcio es por lotes. En el reactor R-1 se inyectan los flujos de ácido nítrico (HNO3 al 55%) y se carga el carbonato de calcio (CaCO3 al 98% de concentración) produciéndose la siguiente reacción:

2HNO3 + CaCO3 Ca (NO3)2 + CO2 + H2O

La reacción es exotérmica, por esto se realiza enfriamientoa través de la chaqueta que rodea el reactor, de esta forma la temperatura de la reacción se mantiene entre 58-60 ºC.
El HNO3 se recibe desde la planta de ácido nítrico U-200 de FERTICOL S.A. y es almacenado en el tanque SR-1, desde donde es enviado por la bomba PC-1 hacia el reactor R-1 para dar inicio al proceso.
El CaCO3 es adquirido en sacos de 50 Kg los cuales se encuentran ubicados en...