Fundamentos de Procesos Químicos Industriales: Vidrio, Cemento y Celulosa

Química Industrial: Procesos y Aplicaciones

Vidrio

Sustancias que mejoran la resistencia del vidrio

Sustancias químicas que hacen el vidrio más resistente a golpes y a distintas temperaturas:

• Vidrio Pirex: óxido de boro y aluminio.

Sustancias que otorgan color al vidrio

Sustancias químicas que le dan al vidrio un color específico: adición de iones, metales y óxidos metálicos (Si, Mn, Co, Ni, Cu₂O, Cd, Ti, U, FeO, MnO₂). En los vidrios de color se usan Si, Mn, Cu metálico, Au metálico, entre otros.

Etapas en la industria del vidrio

Etapas involucradas en la industria del vidrio:

• Preparación de materias primas.
• Fusión de materias primas.
• Proceso de flotación (para vidrio plano).
• Conformado (por ejemplo, por cloración sobre baño de estaño para vidrio plano).

Cemento

Calcinación de materias primas en la producción de cemento

¿Por qué en la producción de cemento se calcinan las materias primas?

• Para liberar CO₂.

Obtención del Clinker

¿Cómo se obtiene el clinker?

Las rocas se deben pulverizar y luego calcinar en un horno giratorio, produciéndose un polvo fino que se debe secar para eliminar H₂O.

Celulosa

Etapas para obtener celulosa a partir de madera

Etapas para obtener celulosa a partir de madera:

• Proceso Kraft.
• Método de la Sosa.
• Método del Sulfito.
• El Blanqueo.

Origen de las fibras de celulosa (cortas y largas)

¿Cuál es el origen de las fibras cortas y largas de celulosa?

La celulosa de fibra larga es mucho más resistente que la fibra corta. Su origen depende básicamente de las uniones moleculares que se establecen en las fibras de la celulosa.

Unión química de la celulosa

La unión química de unidades de glucosa forma la celulosa. La D-glucosa se va uniendo a otras unidades por medio de un enlace β(1→4) glucosídico.

Sustancia que produce mal olor en la producción de celulosa

¿Qué sustancia química emanada de la producción de celulosa es la que produce un mal olor?

La fase de reducción química de la materia produce gases que se forman por la quema de sulfitos. Estos incluyen compuestos orgánicos volátiles azufrados (COVs), que son los más responsables del mal olor.

Yodo

Obtención de yodo a partir del caliche

¿Cómo se obtiene el yodo a partir del caliche?

Al filtrar el caliche, el filtrado contiene...

Ácido Sulfúrico (H₂SO₄)

Fuentes de materias primas para el H₂SO₄

¿Cuáles son las fuentes de obtención de materias primas para el H₂SO₄?

El SO₂ se obtiene de la fundición de minerales de cobre.

Aplicaciones y Usos de Productos Industriales

• a. Ácido Sulfúrico (H₂SO₄): Fertilizantes, refinado de petróleo, producción de pigmentos, tratamiento del acero, extracción de metales no ferrosos, manufactura de explosivos, detergentes, plásticos y fibras.
• b. Vidrio: Objetos decorativos, láminas, botellas, parabrisas, piscinas, tablas de surf, lanchas, telecomunicaciones, lentes, instalaciones nucleares.
• c. Cerámica: Recipientes, decoración, en la construcción (ladrillos, baldosas o azulejos), como aislante eléctrico y térmico, blindaje, etc.
• d. Cemento: Carreteras, alcantarillados, el hormigón en la construcción e ingeniería civil.
• e. Sulfato de Amonio: Como floculante, fertilizante (muy útil en bioquímica).
• f. Celulosa: Papel, explosivos, seda artificial, aislante térmico y acústico.

Temperaturas Clave en Procesos Industriales

• Calcinación de caliza: Entre 900ºC y 2000ºC.
• Fusión de la mezcla para obtener vidrio: 1500ºC - 2000ºC.