Diseño de una Planta Piloto para la Obtención de Aluminato de Sodio Mediante el Método de Precipitación Controlada

##plugins.themes.bootstrap3.article.main##

Luis Lascano Lascano

Luis Mera

Fidel Vallejo



Resumen

Resumen: En este trabajo se ha sintetizado aluminato de sodio por el método de Precipitación Controlada (MPC). Se determinó que un precursor adecuado para obtener aluminato de sodio es el nitrato de aluminio 2,0 M, que fue llevado a un pH de 11,25 mediante la adición como agente precipitante de hidróxido de sodio 2,0 M a 10 mL/min. El polvo precipitado fue sometido a un tratamiento térmico a 900 °C por una hora. El polvo obtenido fue caracterizado por DRX y MEB, los resultados indican que se obtuvo un tamaño promedio de partícula de 9 micras.

Además, se realizó el diseño y el análisis económico preliminar de una planta piloto para la producción de 100 kg/semana de aluminato de sodio. El proceso en planta consta de la reacción del nitrato de aluminio 2,0 M con el hidróxido de sodio 2,0 M, la sedimentación del precipitado, el secado en bandejas horizontales por convección y la calcinación en un horno programable. Se realizaron los diagramas de bloque y de flujo del proceso, y la distribución en planta de los equipos y de las áreas de almacenamiento previstas. Finalmente se estimó la tasa interna de retorno (TIR) en dos casos extremos.

Abstract: In this work, sodium aluminate was obtained by Controlled Precipitation Method. The optimum precursor was aluminum nitrate 2,0 M, that reaches a pH of 11,25 by the addition of sodium hydroxide 2,0 M which rate is 10 mL/min. After this the dry powder was subjected to a heat treatment at 900 ºC for 1 hour. The resulting powder was characterized by XDR and SEM, the results indicate that sodium aluminate had an average particle size of 9 microns.

The second part includes the design and preliminary economic analysis of a pilot plant for the production of 100 kg/week of sodium aluminate. The global process involves the reaction of aluminum nitrate with sodium hydroxide, sedimentation of the precipitate solids, the drying in horizontal trays and calcination in a convective oven. In this section, the flow diagram, the block diagram and the layout were made. Finally, IRR was calculated considering two extreme cases.


 


Descargas

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Detalles del artículo

Biografía del autor/a

Luis Lascano Lascano, Departamento de Física - EPN

Físico, EPN

Doctorado en Física de Materiales, Universidad Autónoma de Madrid

Profesor Principal, Departamento de Física, EPN

Citas

Berrones, M. & Lascano, L. (2012). Síntesis de nanopartículas de hematita por el método de precipitación controlada. Revista Politécnica, 30(1), 91-99.

Cao, S., Zhang, Y. & Zhang, Y. (2009). Preparation of sodium aluminate from the leach liquor of diasporic bauxite in concentrated NaOH solution. Hydrometallurgy, 98, 298-303

Campo, D., & Rodríguez, J. (2011). ZrO2 tetragonal obtenido por el método de precipitación controlada. Dyna, 78(165), 224-233.

Contreras, C., Sugita, S., & Ramos, E. (2006). Preparation of Sodium Aluminate from Basic Aluminium Sulfate. Advances in Technology of Materials and Materials Processing Journal, 8(2), 122-129.

Foust, A., Wenzel, L., Clump, C., Maus, L., & Andersen, L. (2000). Principios de Operaciones Unitarias. (2da.ed.), (F. Torres, Trad.) México D. F., México: Grupo Patria Cultural S. A.

Herrera, E., Cadena, F. & Lascano, L. (2012). Estudio de la influencia del número de lavados y del tiempo de envejecimiento en la síntesis de nanopartículas de óxido de cinc por el método de Pecipitación Controlada. Revista Politécnica, 31(2), 41-50.

López, C., Sazo, V., Pérez, P., Buhman, S., Urbina, C., & García, A. (2011). Generación de mesoporosidad en zeolitas ZSM-5 sintetizadas en medio orgánico. Avances en Química, 6(2), 29-37.

Nonhebel, G., & Moss, A. (2002). El secado de los sólidos en la indutria química. (M. Terrizzano, Trad.) Barcelona, España: Reverté.

Peters, M., Timmerhaus, K., & West, R. (2003). Plant Design and Economics (Quinta ed.). New York, USA: McGraw-Hill.

Rai, S., Wasewar, K. L., Mukhopadhyay, J., Kyoo, C., & Uslu, H. (2012). Neutralization and utilization of red mud for its better waste management. Archives of Enviromental Science, 6, 13-33.

Rodríguez, J. (2001). Síntesis de polvos cerámicos por el método de precipitación. Bol.Soc.Esp.Cerám.Vidrio 40 (3), 173-184.

Ruiz, C., & Rodríguez, J. (2010). Aluminatos de sodio obtenidos del sistema Al(NO3)3 • 9H2O - NaOH a través del método de precipitación controlada. Ingeniería e Investigación 30(2), 16-24.

Segal, D. (1997). Chemical synthesis of ceramic materials. Journal of Materials Chemistry, 7(8), 1297-1305.

Towler, G., & Sinnott, R. (2008). Principles, practice and economics of plant and process design (Primera ed.). San Diego, California, Estados Unidos de Norteamérica: Butterworth-Heineman.