1) El documento describe el ácido sulfúrico, un compuesto químico inorgánico utilizado ampliamente en la industria. 2) Explica los métodos de producción del ácido sulfúrico, incluyendo el método de contacto que se usa actualmente y utiliza pentóxido de vanadio como catalizador. 3) Describe las instalaciones y procesos de una planta típica de ácido sulfúrico, incluyendo la purificación de gases, conversión de dióxido de azufre, absorción de trióxido de az

2. Ácido Sulfúrico
 El ácido sulfúrico es un compuesto químico inorgánico constituido por hidrógeno,
oxígeno y azufre, de fórmula molecular H2SO4 ( óleum:H2SO4 con SO3 en solución), a
temperatura ambiente es un líquido corrosivo, es más pesado que el agua e incoloro
(a temperatura y presión ambiente). El óleum tiene un olor picante y penetrante. Esta
es la sustancia más importante de la industria química mundial. Sus nombres químicos
son ácido sulfúrico y ácido sulfúrico fumante. También es llamado aceite de vitriolo,
ácido de baterías y ácido de fertilizantes.
 El ácido sulfúrico es un líquido oleoso, de densidad 1,8342g/ml, transparente e
incoloro cuando se encuentra en estado puro, y de color marrón cuando contiene
impurezas.
 Es un ácido fuerte que, cuando se calienta por encima de 30ºC desprende vapores y
por encima de 200ºC emite trióxido de azufre.
 El ácido sulfúrico es un ácido diprótico, ya que cada unidad de ácido produce dos
iones H en dos etapas independientes:
H2SO4(ac) → H(ac) + HSO4(ac)
HSO4(ac) → H(ac) + SO4(ac)

3. Propiedades Físicas:

4. PROPIEDADES QUÍMICAS
a.- Propiedades ácidas: El ácido sulfúrico da todas las reacciones
características de los ácidos.
b.- Acción deshidratante: El ácido sulfúrico, especialmente si es
concentrado, tiene una fuerte apetencia por el agua, dando lugar a una
serie de hidratos.
c.- Acción oxidante: El ácido sulfúrico no tiene un poder oxidante
particularmente notable.
d.- Reacciones orgánicas: El ácido sulfúrico interviene también en
numerosas reacciones orgánicas, bien como reactivo, bien como
catalizador.
e.- Reactividad: El ácido sulfúrico no es un material combustible en si
mismo, pero por ser altamente reactivo es capaz de iniciar la ignición de
sustancias combustibles cuando entra en contacto con ellas (materia
orgánica y compuestos tales como nitratos, carburos, cloratos, etc.).

5. Aplicaciones
Ya se ha apuntado la enorme importancia industrial del ácido sulfúrico,
consecuencia del número tan elevado de procesos industriales y de
laboratorio en que interviene, así como del volumen del ácido que entra
en juego en muchos de ellos. Su enumeración es imposible, así que nos
limitaremos a reseñar aquéllos que implican un mayor consumo del producto.

7. TRANSPORTE DE ÁCIDO SULFURICO

8. ¿COMO OBTENEMOS EL SO2 ?
a) Por combustión del azufre o del sulfuro.
Cuando se quema al aire azufre o pirita de hierro, S2Fe, se
forma dióxido de azufre:
S + O2 ↔ SO2
4 S2Fe + 11 O2 ↔ 2 Fe2 O3 + 8 SO2
b) Algunos sulfuros requieren aire precalentado para
mantener la combustión. El primer paso de la metalurgia del
cinc, del cobre y de otros metales es la combustión de los
sulfuros respectivos . En esta operación que se conoce como
tostación (calentar la substancia finamente dividida en una
corriente de aire o de gases de horno enriquecidos con aire),
se forma el óxido superior del metal y se desprende dióxido
de azufre.
El dióxido de azufre obtenido como subproducto en estos
procesos metalúrgicos, se recupera lavando los gases con
disoluciones alcalinas.
htt://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20130120091744AACRt8L

9.  También los procesos metalúrgicos liberan ciertas cantidades de este gas debido a que
se emplean frecuentemente los metales en forma de sulfuros. En la naturaleza el dióxido
de azufre se encuentra sobre todo en las proximidades de los volcanes y las erupciones
pueden liberar cantidades importantes.
Cu2S +O2(g)
 2Cu + SO2(g)
¿COMO OBTENEMOS EL SO2 ?

10. PROCESO DE PRODUCCIÓN DEL ÁCIDO SULFURICO
 Métodos usados:
Método de contacto:
 Es el utilizado actualmente.
Produce ácido 98-99%.
Utiliza V2O5 como catalizador.
Método de cámara de plomo
Catálisis homogénea por NO2
Produce ácido 65-78%.

11. MÉTODO DE CONTACTO

12. MÉTODO DE CONTACTO

13. MÉTODO DE CONTACTO

14. MÉTODO DE CAMARAS DE PLOMO

15. MÉTODO DE DOBLE CONTACTO
 En procesos de doble contacto la eficacia de la primera conversión es
de 80 - 93 %, dependiendo de la disposición de los lechos y del
tiempo de contacto. Después de la refrigeración de los gases hasta
los 190º C, el SO3 formado se pasa a una torre de absorción
intermedia con ácido sulfúrico en una concentración de 98,5 - 99,5
%.
 La torre de absorción intermedia es precedida en el proceso de
doble contacto por otra torre de absorción de óleum. Esta torre de
óleum sólo entra en funcionamiento para obtener óleum. La
absorción intermedia de este SO3 formado en las primeras etapas,
desplaza la reacción hacia la formación de más SO3 en las siguientes
etapas de conversión. El SO3 producido en la etapa secundaria es
absorbido en la torre de absorción final.
 Con este tipo de proceso se alcanzan en condiciones normales,
niveles de conversión del 99,6%.

17. 1- DESCRIPCION DE LA FUNDICIÓN:
La Fundición de la División Ventanas dispone de un Convertidor
Teniente (CT) para la fusión de concentrados de cobre y tres
Convertidores Pierce Smith (CPS) para la conversión del cobre.
Durante los procesos de soplado de estos reactores, se generan
gases que se conducen a la planta de ácido para fijar el anhídrido
sulfuroso contenido en ellos como ácido sulfúrico comercial. La
operación del CT es continua y la de los CPS se realiza en modo
batch, con sólo un convertidor en proceso a la vez.
El diseño de la Fundición considera una fusión de 423.000 tms/año
de concentrado de cobre, con 27.0% de azufre y 27,5% de cobre. El
aire de dilución en CT y CPS es de 120% y la captación de gases en
campana es de 90% en CT y 95% en CPS, todo esto para generar
una mezcla de gases a planta de ácido de promedio 109.000 Nm3/h
en base seca con 9,4% S02 en volumen.

19. 2- DESCRIPCION DE LA PLANTA DE ACIDO:
2.1- Bases de Diseño de la Planta de Acido
El diseño de la Planta de Acido Sulfúrico esta basado en las condiciones de
proceso de los gases que genera la Fundición de Ventanas:
Flujo de Gas desde la Fundición (Máximo) 125.000 Nm3 /h (seco)
Composición del Gas:
S02 10.0% - 12.0% (en vol. seco)
O2 11.0% (en vol. seco)
CO+C02 2.0% - 3.0% (en vol. seco)
H20 18.5% (en vol. máx.)
Polvo (máximo) 1.0 gr/Nm3
Polvo (normal) 0.5 gr/Nm3
Principales Polvos Contaminantes en los gases:
Cu 23.0 kg/h
Zn 50.0 kg/h
As 100.0 kg/h
Hg 2.5 kg/h

20. PRECIPITADORES ELECTROSTATICOS
VENTILADOR
VENTILADOR
OLEUM
TORRE DE
HUMIDIFICACIÓN
VENTURI-CICLONES
PRECIPITADORES
HUMEDOS
H2SO4
C>96%
TORRES CON
RELLENO CERAMICO
H2SO4
C<45%
H2SO4
H2O
CONVERCIÓN
DE SO2
ABSORCIÓN DE SO3

21. PRECIPITADOR ELECTROSTÁTICO:
Los precipitadores electrostáticos son dispositivos que se utilizan para atrapar
partículas a través de su ionización. Este dispositivo remueve partículas de un gas
que fluye usando la fuerza de una carga electrostática inducida.
El precipitador electrostática recupera de los gases materiales valiosos en forma
de óxidos metálicos.
Bibliografía
http://www.fceia.unr.edu.ar/~fisica3/Aplic-Electr.pdf
http://sistemas.itlp.edu.mx/tutoriales/fisica2/7.1.htm SIGUIENTE

22. TORRE DE HUMIDIFICACIÓN (Torre
de lavado):
La torre de humidificación es un recipiente cilíndrico de
3 a 6 m de diámetro y de 5 a 7 m de altura, revestido
interiormente de material antiácido y exteriormente
puede ser de plomo o de acero recubierto de goma
sintética para hacerlo resistente al ácido sulfúrico débil
(ácido de lavado). En el techo de la torre, están
situados en número variable los pulverizadores de
gotas para el ácido de lavado, con diámetro de 1-2
m/m y construidos con material resistente al ácido de
lavado y a la abrasión (bien pueden ser de plomo
antimonioso, P.V.C., Carpenter 20, etc.).
En las torres de lavado, el enfriamiento de gases
con velocidades ≤ 2 m/s y temperaturas entre 300 y
370 ºC se efectúa a contracorriente con la lluvia de
gotas del ácido de lavado, provocada por los
pulverizadores a presión (≤ 3 Kg/cm2 ) para enfriar y
eliminar el polvo.
SIGUIENTE

23. LAVADORES VENTURI:
Los lavadores Venturi usan un flujo líquido para remover
partículas sólidas. En el lavador Venturi, el gas cargado con
material particulado pasa por un tubo corto con
extremos anchos y una sección estrecha. Esta constricción
hace que el flujo de gas se acelere cuando aumenta la
presión. El flujo de gas recibe un rocío de agua antes o
durante la constricción en el tubo. La diferencia de velocidad
y presión que resulta de la constricción hace que las
partículas y el agua se mezclen y combinen. La reducción de
la velocidad en la sección expandida del cuello permite que
las gotas de agua con partículas caigan del flujo de gas. Los
lavadores Venturi pueden alcanzar 99 por ciento de eficiencia
en la remoción de partículas pequeñas. Sin embargo, una
desventaja de este dispositivo es la producción de aguas
residuales.
SIGUIENTE

24. CICLONES:
Los ciclones usan el principio de la fuerza centrífuga
para remover el material particulado. En un ciclón, el
flujo contaminante es forzado a un movimiento circular.
Este movimiento ejerce fuerza centrífuga sobre las
partículas y las dirige a las paredes exteriores del ciclón.
Las paredes del ciclón se angostan en la parte inferior
de la unidad, lo que permite que las partículas sean
recolectadas en una tolva. El aire limpio sale del ciclón
por la parte superior de la cámara, pasando por un
espiral de flujo ascendente o vórtice formado por una
espiral que se mueve hacia abajo. Los ciclones son
eficientes para remover partículas grandes pero no son
tan eficientes para partículas pequeñas. Por esta razón,
a menudo se usan con otros dispositivos de control.
SIGUIENTE

25. PRECIPITADORES HUMEDOS:
Los precipitadores húmedos constan de dos
torres empacadas (empacadas con virutas
de vidrio o cerámicas) operando en paralelo,
en donde el contenido de agua de los gases
se extrae por condensación y finalmente, los
gases pasan a través de dos etapas de
Precipitadores electrostáticos húmedos,
donde es removida la neblina ácida con el
resto de material particulado fino. El gas
que sale es ópticamente transparente.
SIGUIENTE

26. SECADO DE GASES:
El sistema de Secado de Gases está diseñado para retirar la humedad
remanente en el gas, antes que afecte al catalizador del reactor. Para cumplir su
cometido se dispone de 2 Torres con relleno cerámico conectadas en serie, en
las cuales el flujo de gas fluye en contracorriente con un flujo de ácido sulfúrico,
que absorbe el vapor de agua desde los gases.
A continuación de ambas Torres de Secado el gas pasa al Soplador principal, el
cual mueve los gases a través de la Planta. La capacidad del Soplador es
regulada mediante una válvula ubicada en la zona de aspiración de gases. El
Soplador es una máquina que trabaja con una alimentación eléctrica de 6.000
Volt y 3.000 kW de potencia, que gira a una velocidad de motor de 1.490 rpm y
la velocidad de compresión es de 3.770 rpm.
SIGUIENTE

27. CONVERSIÓN DE S02
El sistema de conversión está diseñado para que el 99.5% del S02 que transportan
los gases sea convertido en S03 y consta de un reactor catalítico de 4 etapas en
serie y de sus respectivos intercambiadores de calor gas-gas, del tipo tubo y
carcaza. Dentro del Reactor, los catalizadores pentóxido de vanadio y de cesio,
promueven la reacción de S02 con O2 para formar S03 . Esta reacción es
exotérmica y calienta el gas, el cual al salir del reactor es enfriado calentando el
gas que entra al reactor.
MECANISMO DE REACCIÓN:
1) 2V+5 + O= + SO2
 SO3 +2V+4
2) 2V+4 + ½ O2
 2V+5 + O=
ECUACIÓN GENERAL:
SO2 + ½ O2
 SO3 +99.0KJ
SIGUIENTE
V2O5 + SO2 < V2O4·SO3
> VO + VOSO4
VOSO+ VO > VO+ SO4 24 3
VO+ ½ O>VO24 2
25

28. ABSORCIÓN DEL S03:
El sistema de absorción consta de dos torres con relleno cerámico.
En la torre de absorción intermedia los gases fluyen en contracorriente con ácido
sulfúrico concentrado el cual absorbe el 99% de SO3(g), llegándose a producir
OLEUM (ÁCIDO SULFURICO FUMANTE).
SO3(g) + H2SO4(cc)
 H2S2O7(cc)
En la torre de absorción final los gases fluyen en contracorriente con el agua para
llegar a producir ácido sulfúrico concentrado.
SO3(g) + H2O  H2SO4(l) – 132.5KJ
El gas antes de salir de ambas Torres de Absorción, fluye a través de filtros velas
eliminadores de neblina de alta eficiencia, que remueven las gotas de ácido
arrastradas por el gas, como asimismo cualquier neblina muy fina. ASÍ, el gas
expulsado por la chimenea de la planta de ácido contiene menos de 1.200 ppm
de S02 y esencialmente nada de S03 o neblina ácida.
SIGUIENTE

29. Bibliografía:
• articles-52008_Exp_098_119 (CODELCO Ventanas)
• Problema Ambiental 23 de Marzo 2011 Informe para
Comisión de Recursos Naturales, Bienes Nacionales y Medio
Ambiente – Cámara de Diputados
• Sulfuric Acid Manufacture- Analysis, control and
Optimization-Second Edition-M.J. King-W.G.Davenport-M.S.
Moats.
• Sulfuric Acid Manufacture- Analysis, control and
Optimization-M.J. King-W.G.Davenport.
• Extractive Metallurgy of Copper-fourth edition-W.G.
Davenport-M. King.