Producción y Aplicaciones del Ácido Sulfúrico: Materias Primas y Procesos

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Sulfuros Metálicos y Fabricación de Ácido Sulfúrico

1. Materias Primas

a) Obtención de Azufre

  • Minerales sulfurosos ferrosos. Pirita: Molido y flotación.
  • Metales sulfurosos no ferrosos: El 85% del cobre primario procede de minerales con azufre.
  • Proceso Frasch: A partir de piedras calizas porosas que contienen azufre.
  • Por reducción del SO2: SO2 + C (coque o metano) → S2 + CO2.
  • A partir de gases: Mediante la desulfuración del gas natural o petróleo, gases de la gasificación del carbón o de la hidrogenación del petróleo.

b) Obtención de SO2

  • Combustión de azufre: A 900-1800 ºC, cámara de combustión seguida de un extractor de calor del gas.
  • Tostación de piritas: Se obtiene gaseoso y dos subproductos, óxido férrico y energía.
  • Metales sulfurosos, tostación/fundición, Pb, Zn, Cu: Tostación durante procesos metalúrgicos produciendo gases con SO2.
  • Regeneración del ácido sulfúrico: Descomposición del ácido sulfúrico gastado para producir anhídrido sulfuroso a 1000 ºC.
  • Combustión de gases con contenido de azufre: Combustión de H2S o gases similares, 1000 ºC.
  • Tostación de sulfuros: Descomposición de sulfatos en hornos a 700 ºC con adición de S elemental, pirita, coque, plástico, etc.
  • Concentración de los gases sulfurosos: Absorción de los gases diluidos en algún tipo de sustancia absorbedora y posterior desorción, se emplea agua, dimetilanilina.

Flotación

Molienda del material hasta un diámetro lo suficientemente pequeño para que posteriormente se realice una mezcla de este material con H2O aditivada con una serie de reactivos y ácidos capaces de realizar una separación de los materiales por densidad. Se obtiene un valioso concentrado metálico y una pirita cuya tostación proporciona SO2 y unas cenizas.

Tostación de Pirita

Se puede obtener: Fe, S, Pb, Zn, Ag, Au. Para que el Fe se pueda utilizar se debe obtener un óxido de Fe exento de As, Cu, Zn, Pb. Si la pirita solo tiene S y Fe, por tostación llegaría a óptimo resultado. Los metales no ferrosos se recuperan por lixiviación quemando una ceniza.

Usos de las Cenizas

Cuando las cenizas de las piritas tostadas presentan un elevado contenido de impurezas, estas cenizas se mezclan con sal y pirita y se someten de nuevo a un proceso de tostación a baja temperatura, solubilizándose de esta manera los metales no ferrosos. Las nuevas cenizas se tratan con H2SO4 que arrastra a los sulfatos de cobre y zinc. Las lejías se someten a diversos tratamientos para recuperar el Cu, Au, Ag, Zn2+, Cu2+ y otros metales. Se queda un óxido de hierro óptimo.

Usos del Ácido Sulfúrico

Es un indicador del nivel de industrialización de un país. Como desecante se emplea en química orgánica, petroquímica y refinado de aceites. Fabricación de acero, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, pigmentos, fertilizantes (sulfato amónico y potásico, ácido fosfórico). Decapado de aceros, extracción de cobre, purificación de metales no ferrosos. En la industria inorgánica se emplea en la fabricación de dióxido de titanio. Ciertos procesos de fabricación de pulpa de papel, industria textil, fibras. Tratamiento de efluentes, pesticidas, explosivos, adhesivos, lubricantes, fabricación de ácido cítrico y láctico.

Uso más importante: Sulfonación de productos orgánicos, la producción de detergentes, productos farmacéuticos se realizan mediante procesos de sulfonación.

Propiedades del Ácido Sulfúrico

a) Ácido fuerte, sabor amargo, conductor eléctrico, naturaleza alcalina, corroe metales desprendiendo H2.

b) Por ser agente deshidratante, forma uniones con las moléculas de agua, en una reacción de carbonización produce H2SO4.

c) Por ser sulfurante, es decir, se puede sulfonar con el grupo SO3 o con H2SO4.

d) Es oxidante, tanto que en caliente es capaz de disolver metales poco reactivos como Cu, Hg y Pb.

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