Estudios e investigaciones experimentales sobre la fabricación de los termofosfatos fertilizantes y en particular sobre los productos obtenidos con el empleo de materias primas típicas de Chile

EstudioJ

e

investigaciones

experimentales

sobre la

fabrica­

cion

de

los termofosfatos fertilizantes

_r

en

particular

sobre los

_productos

obtenidos

con

el

empleo

de

materias

_{primas tipicas}

de

Chile

COMUNICADO EN LA SESION ACADEMICA DE LA FACULTAD DEL 11 DE DICIEMBRE DE 1952

PaR EL DR. PROF. ARGEO ANOIOLANI

LOS TERMOFOSFATOS FERTILIZANTES Y SU FABRICACION

La fabricaci6n de los termofosfatos

surgi6

comoconseeueneia de haberse po­ dido

experimcntalmente

eomprobar

que las Escorias Thomas, que se obtienen como

_subproducto

en la fabrieaci6n del acerc can el convertidor

basico,

tenlan eficaz acci6nfertilizante enel eultivo de las

_plantas.

Poresto sa

emplearon

ramo

abonosfosf'atadosen

agrieultura:

_ydebidoa_quesu

_produccion,

_parser

subproduc­

to de una

_{fabricaci6n, quedaba}

forzosamente Iimitada e insuficiente en relaei6n con Iademanda delos

_mereados,

_surgio

laidea de ver deobtenerlasdireetamente

utilizando como materias

_primes

los fosfatos minerales naturales.

.

EI

_{constituyente}

fosfatadomii.s

_importante

de estas escorias es el

_fosfato

tetra-cdlcico

[ca,

(PO.),

.

cao].

compuestode stntesisque Beforma durante la elabc­ raei6n del acero en el canvertidor Thomas: _pero se

_puede

abtener tarnbien

_par'

eombinaeionaelevada_temperatura

_(superior

a las 1.300·_C.) del fosfato triealcico

canel 6xido de ealcio.

EI fosfato tetracalcico se disocia facilmente a las

_temperatures

elevadas en

sus

_componentes:

[

Cal

(PO,h"

cao]

-.--�-+

Ca, (PO,h

+CaO

especialmente

en

presencia

de sflice.

Otro

_componente

de lasEseoriasThomas es el

8llico-Josfato

de

calcio,

eomhi­

naci6n del fosfato totrscaleicocan el silicato rnonocalcieo de

_composicion

cortes-pondiente

a Iaf6nnula

[

_Ca,

(�O,h

.

8iO,

.2CaO

1-

Ambos compuestos fosfatados que Be encuentran en I". Eseorias Thomas Bon insolubles en el sgua, pero 801u­

DB LA UNIVBRSlDAD DE CHILE 71

Dichas eseorias eontienen ademas el

2-4%

demanganeso, cuya

presencia

en

ellases_muy6.tilparalaintensificaci6n de la acci6n fertilizantede los

constituyen­

tea

fosfatados,

habiendose

comprobado

que esc elemento tiene la

_propiedad

de

ser un

_energico

activador catalltico de 108 procesos

qulmieo-biologiecs

_que Be

desarrollanenIas raices de las

_{plantas (1).}

EIefeetoes unaumentoenIa

_producci6n

del

_jugo

"cido de las raiees.

Los fosfato. minerales naturales

-fosforila8

y

apatitas-

contienencomo cons­

tituyente

principal

el fosfato tricalcico

_{Cal (PO.)"}

que haata pOCOS afios atrll.s

se

_crey6

_queestuviese_presente enellos slestadolibre ynodecombinaeien com­

pleja

conotros compuestos, como alcontrariose

_pudo

_comprobar

cuando Bedee­

cubri6 el nuevo metodo de analisis _por medio de los rayosX.

Estas combinaciones son 10.

_{complejos apatltieos,}

que son _compuestos for­

mados por el fosfato triealcieo en combinaci6n: 0 con el

hidrato,

0 con el car­

bonato,

0 con el tluoruro 0 con el cloruro de

calcio,

Ilamadoa:

_{hidroxiapatita,}

car­

bonatoapatita,

tluoro y

cloroapatitas.

Estes

_complejos

son _compuestos0 _{muy poco}solubles, 0insolublesen lassa­

luciones diluldas de acido citrico: son todos insolublescn el _{agua, Es}

_importante

tener

_presente

que el anhidrido fosl6ricoque contienen no es-o es poco-apro­ vechable _para la nutrici6n de las

_plantas.

De

_aqui

la necesidad de destruir las eombinaeiones quelos

forman,

en sus

eonstituyentes,

para transformarlosfosfa­ tos minerales naturalesen fertiJizantes Iosfatados.

Cuando en los aries inmediatamente

despues

de III

primera

guerra

mundial,

por el elevado awnento que

experiment6

el costo del acido

_sulfrlrieo,

la fabrics­

ci6n del

_superfosfato

_-queerael fertilizantefosfatado de mayor

empleo

en

_agri­

cultura,

aunquese hubiese

comprobado

_quesu

_aplicaci6n

noera sin ineonvenien­

tespara loscultivos_{y para}elterreno

_agrario

_{(2)- empez6}

a _resultardemasiado

C08to88, se

quiso

verde substituirla conla fabricaci6n deotms lertilizanteslos­ Iatados que

pod

Ian realisarse mas econ6micamente. Fue en esa

_epoca

_que ee

desarroll6 Ia

_preparaci6n

industrial de los termofosfatos, que seobtienen tratan­

doaelevadas temperaturas losfosfatos minerales naturalesenmezelacon sustan­

cias mineralesadecusdas enfunci6n de resctivos sobre el fosfato triealcieo, Se consider6 que los

productos

resultantes

_podrian

substituir el

superfos­

Iato _y I... escorias Thoma. a la vez.

Las substaneias minerales que ee

eligieron

_por

emplesr

con los fosfatosmi­

nerales

naturales,

fueron lossllioo-sluminatos alcalinos

naturales,

como10.

leucit&,

por

ejemplo,

0lassales alcelinasfllcilmentedisociables

_(como

elcarbonatode

sodio)

y

sllice,

juntamente

acalisa, Las mesclas obteoidascon estes

_materiales,

calenta­

dasa _{las temperaturas} entre 1.200 y 1.300· C. par un

_tiempo

de

_a1gunas

horae,

provoea la forrnaci6n de compuestos fosfatados

carsctertstieos,

queson

_losf08fatos

(I) Milon et _Crepaux: S", l'adio. fertili"""", de _i... _produil< � del ...m...

Bull. _{Soc, Agr. Perfs,} 1900. Ver tambien las numerosas _{eomprobeciones}en Joe trabajoe de:

Bertrand, Garoia, Steklasa, Stem, Guffroy,etc.

(2) A._Angiolani: Sabr. Uucar�de_pre�yde aoci6n de W. f04aIM

!mili­

78 ANALES DELA FACULTAD DE CIENCIAS FlSICAS Y MATEMATICAS

cdicico-alca1in08,

estudiados por

primera

vez _por Ditteen 1882

(3).

La

_eomposi­

ci6n de estos _compuestos

_corresponde

a la f6rmula:

[p,o,

(GaOl.

.

M,O

]

en la eusl se indica conM el metal

_alcalino,

sodio 0

_potasio,

Estas sales insolubles en eI _agua, tienen la

_propiedad

de ser solubles en las

soluciones dilufdas de acido

eltrieo,

como el fosfato tetraclilcico y el silioo-fosfato de calcic de las Escorias

Thomas;

y

empleados

comoabonos demostraron que te­

nlan buena acci6n fertilizante.

Por el _coneeptoque se _{tenia, que} el fosfato

tridlcico

no teniaacci6n fertiJi­ sante porserinsolubleen el_aguay en las solueiones diluidas de acidocltrico

(co­

mo

_{parecia comprobarlo,}

el

ningtin

0 _poco efecto que Be obtente

empleando

los

fosfatos minerales naturales en los

cultivos)

se

_adopt6

el criterio do considerar la

accion fertilizante de las EscoriasThomas _yde los termofosfatos,

proporeional

al contenido que tenian de anhldrido fosf6rico soluble en las solueiones cltricas di­

luldas.

EL PROCESO

QUIMICO

DE LA FABRICACION DE .LOS

TERMOFOSFATOS

La Iabricacion de los termofosfatos se inici6 sobre bases

quimicas

insuficien­

tes,y

pudo

realisarsecomoindustria s610 solucionando

empfricamcnte

los

proble­

mas _y las dificultades que se _presentaron en la

_practica.

Se debe afiadir tambien que tales bases han

quedado

las

_rnismas,

_probable­

menteenrelaeionCOnel hechoqueesafabricaci6nnoalcanz6unnotable

_desarrollo,

y poresto no alcanz6 a

_despertar

_gran interesen los estudiosos de cuestiones de

qulmica

industrial. La causa de ese limitsdo desarrollo reside indudablementeen

que las condiciones necesarias para que la fabricaci6n results econ6micamente

conveniente son _queel

_pals

sea

_productor

delas sales alcalinas

_apropiadas

y de combustibley, a

_precio

relativamente bsrato, Desde este puntode vista Chile se

encuentraensituaci6n bastante favorableparahacerdesarrollarBUindustria de los

termofosfatos fortilizantes: por esto meha

parecido

interesante efectuar estudios e

_{investigaciones experimentales}

_para verde

poder

poner sobre bases totalmente raeionales lafabricaci6n de los termofosfstos y, eventualmente,

perfeccionarla

0 rendirla mas econ6mica.

Los conocimientosqueseencuentranen la

_bibliografla

internaeional sobre el

argumentoselimitan unicamenteaindiearla reacci6n deresumendel_proceso

_qul­

mico _que, cuando se

emplea

el sulfatede sodio como _{reactive para} actuar

(a

las

temperatures

1.200-1.300' C) sobre el fosfato

tricaleieo,

es la

siguiente:

Cal

(PO.),

+ N

_a,SO.

+

SiO,

+C=

[

P,O,

(CaO),

.

Na,O]

+

_CaSiO)

+

SO,

+ CO

y nsda mas.

Las que van a

_seguir

a continuaci6n son mi. eonsideraciones,

La

_presencia

del carbone e. necesaria _para reducir

_previamente

el sulfate

'(3)

Dille:Compt..Rendue de SbInc..de "Academic des Scieneea, Vol. 94, pIIg. 1962.

DB LA UNIVERBIDAD DE CHILE l'

de sodio a

_sulfito,

masfBeilmente disociablequeel

sulfato,

ys.sI

poder

mBs£Bcil­ mente obtenerel metasilicatode8odio:

1)

Na,SO,

+ C ₊

_SiO,

=

Na,Si01

+

SO,

+CO- 60

calorlas

quees la sal que directamente

-segI1n

el que suseribe

(4)-

reaeeionaeon el fOil­ fato tricaleico para

produeir

el fosfato calcico-alcalinc:

2)

Na,SiO,

+

Ca,

(PO,;,

=

(p,o,

(CaO),·

Na,O]

+

CaSiO,

Tambien esta reacci6n es notablemente endotermiea.

Entonces,

el_{compuesto intermediario} paraIaobtenci6nde lOBfosfatos calcico­ alealinos es un metasilieato

_alcalino,

_y no debe ser un silicate mas 8cidoporque

un exeeso _{de silice provoea la}

_{descomposici6n}

del fosfato calcico-a1calino

segI1n

la reacci6n:

3)

[

P,Os (CaO),

:

Na,O

]+

SiO,

=

Ca,P,O,

₊

CaSiO,

conformaeion del

_pirofosfato

de

calcio,

que esinsoluble en las solucioneseltricas

diluidas,

y no tiene acci6n fertilizante. Es evidente _que esta ultima reacci6n Be

debe poresto

_evitar,

siendo

contraproducente

para lascslidades

agron6micas

del

producto

por fabricar.

Los fosfato. minerales naturales contienen notables

proporciones

de

impure­

"as,entre laseuales Is

_silice,

el 6xido de

_bie;:"",

el6xido de calcic

_bajo

formadevs­

rias

_sales,

el 6xido de

_magnesio,

etc.; todos estoscompuestos porreacci6nentresI

aelevada temperatura, si la

_proporci6n

de.nice es

suficiente,

forman verdaderas

escorias,

comolas_que seobtienen enlas

operaciones metahlrgicas,

_ydebidoa_que

Ia aldminase

_snouentra

en ellos en escasa

_eantidsd,

estas eseoriasvan a resultar constituldas poruna mezcIa desiIicatos.

Estes escoriasvan ateneren mezcIa el metasilieato de

sodio:

y para que Be

evitela reaeci6n

₃₎

es nece sarioqueno contengsexeesode

_sUice,

0sea, debenser

suficientemente

_basieas:

ademas deben resuItar suficientemente fusibles a la

temperatura

ala que debe

_producirse

Iareacci6n

₂₎

y

quedar

eneste estadotam­

bien

cuando,

por efecto deesta

reacci6n,

elmetasilicato desodioqueha reseciona­ do va a ser sustituldopor el metasilicato de calcic que sehaformado. EI

_arreglo

dela basicidad hasta el valor conveniente se hace

_agregando

caliza.

Si la escoria

_puede

obtenerse suficientemente basica y la temperatura en el homoaleansarlos1.300'C_y

_mas,

_puede

formarse tambien el fosfato tetraealeico-e­ el

_{constituyente}

de lasEscorias Thomas- per cfecto de la reacci6n:

4)

cs,

(PO.),

+ CaO =

[cal

(PO.),

.

cao]

La escoria que se forma durante 18.fabricaci6n

constituye

entonces el medio en_que deben

producirse

todas lasreaceiones del proceso

qutmico:

de

_aquila

_gran

(4) A.Angiolani:ChimicaIndustri<Jl.(Tratadode _{Qufmiea Industrial), P'g.} 369. Istituto

80 ANALRS

DB'LA

FACULTAD DB CIBNC/AS f?1SlCAS Y MATBMATlCAS

importaneia

quesu

composicien

_quimiea

Y susesrectereaffsicoa resultan sdecus­

dos para

_permitir

de obtener un

_producto

con las

propiedades deseadas;

y tiene

unafunci6n

_analoga

ala delosfundentesenla

fabrioaeien

del cementa.

Observese que tanto el fosfato

tricalcico,

par su elevado

_punto

de fusi6n

(1.730'

C),

comolosfosfatos ealcico-alcalinos, par 10 que se _conoce, ae descom­

ponen 8_temperatures

_superiores

a1.450' Cy

quedan simplemente

enintima mez­

eta canIII escoria sin quesus

constituyentes participsn

en su formaeien. Esta es­

coriaesporesto solamenteunamezcla de

_siiicatos;

y auacci6n

_qulmica

ysu_pun­

to de fusi6n

_dependen

de su

_composici6n.

La reacci6n

₂₎

arriba

indicada,

fundamental para el formarsedelos silicates

calcico-alcalinos,

consideraqueelfosfatotricalcieoseencuentre como

_components

libre de losfosfatos minerales naturales: aI contrario seencuentra en ellos

bajo

forma de

_{complejos apatltieos.}

Es este un

_punto

_que

noha sido tornadoen consi­

dersci6n por los quesehan

oeupado

del estudiode Iafabricaci6n de losterrnofos­

Iatos,

mientras tiene notable

_importancia

sea en relaeion

con

la

Iabricacion,

sea en relaci6ncon la acci6n fertilizante del termofosfato par

producir.

Los

_{compleios apatitieos,}

parrsaccionCOn el metasilicatode

sodio,

en un

pri­

mer momenta Be

_{desagregan dejando}

libre el fosfato

tricdlcico,

como indica par

ejemplo

Is

siguiente

notaci6n referente a la

dssagregacicn

de la

_{fiuoroapatita:}

5)

13Cs,

(PO,h

+

CaF2]

+

Na,SiO�

=

_{3Cs, (PO,h}

+

CaSiO,

₊2NsF

L&

_{desagregaeien}

deIs

_{hidroxiapatita}

y de I"

carbonato-epatita

Be

_producen

paracci6n de Issllice segun las reacciones:

6)

[

3Ca,

(PO.),

.

Cs(OH)z]

+

_Si02

=

3Cs, (PO,),

+

CaSiO,

+

H20

7)

[

x

_cs,

_(PO.),

. _Ca

CO,

1

+

_Si02

= _x

cs,

(PO.),

+

_CaSiO,

+

_cO2

Amsdida que el fosfato tricalcicc resulta

libre,

se

_produce

le reaecion

2)

ys indicada,

Considerando reducido el calor de formaci6n de los

_pomplejos

_apatfticos

por ser sus

constituyentes ligadoa

_par valencia. secundariss

(como

ocurre _para.

todos loscompuestos

obtenidos

par

enlace

deesta class de

_valencies),

la reaeci6n

5)

Be

puede

maB seneillamenterepresentarparla reacci6n entreel fluoruro de cal­ cia y el metasilieato de sodio,

8)

CsF2

+

_NlltSiO,

= 2NaF ₊

_CaSiO,

-II ealoriaa,

Entonces el calculo de Is

_proporci6n

de sales s6dicas_{-y de} la correspon­

diente

_proporei6n

de silica-quedeben encontrarse en laa mezclas de materias

primes

queBecarganenel homo para obtener Is formsci6n delos fosfatos calcico­ alealinosdebeser

basado,

DO0010 sobreIs rescci6n

₂₎

_sino tambien sobre Is reae­

DB LA UNIVBR.9IDAD DB CHILE 81

Por 10 _que se refiere a la

_composici6n

de la escoriaquedebe

producine

eo

nocesario considerarque debe resultar suficientemente

bllsica,

yalmismo

tiempo,

sufieientemente

fusibleparaque

puedaa

bien desarrollarselasreaccioneedel pro­

ceso qulmico

de la fabricaci6n. Pero 8U fusibilidad nodebeserdemssiado

grande

porqueeneste casoIa escoriaadheriria mas facilmente sobre eI material refracta­

rio del homo

_provocando

inconvenientesa Is mareha del

mismo;

ni poco fusible

porexcesode

_cal,

porqueenesteeasolasreaeciones quedeben

produeirse quedsnan

notablemente obstaculisadsa y no

_podrian

_lIegar

a

proporcionar

los resultados

deseados,

Se debe tambien tener _presente que el metasilieato de sodio Be forma por

primero

siendoel mas fusible detodos (P. F. = 1.0880

C);

y quepot

consiguiente

infiuye

notablemente sobre la fusibilidad inicial de II'

escoria,

que se va

modifi-cando

_despues

a medida _que se

produeen

lasreacciones

2)

y

8).

.

Por fin debe euidsrse_{que la} fabrica.ci6nBercaliceen homos_-queson del ti­

po rotatorioatubo-conrevestimiento

_refractario

no

_dcido,

_{para evitar que la}

";"0-riaque se

_forma,

_que debe ser

siempre

fuertemente

basics,

reaecionecanla sIlice

del reveatimiento refractario formando costras de silicatos que

quedarian

tenaz­ menteeementadascon eIrefractario mismo,

_Eato,

al

_contrario,

novaa ocurrirsi eI material refractario es

_quimicamente

_neutro, a _sea, suficientemente aluminoso: la eseoria en este caso

_puede

_quedar

adherida ""bre eI refractario, pero 0610 por accionesflsicas sin la intervenci6n de reaceiones

_quimicas,

y ae

puede

rnas facil­

mente

despegar,

10 que

permite

limitar mas facilmente el inconveniente de 1&

.

formaci6n decanillos> en tales

_tipos

de homos.

Las basesdel proeeso

qulmico

que se desarrolls en lafabricaci6n de 108 ter­ molosfatos

fertiliaantes

_{corresponden,}

_segtin

losresultados de mis

_{investigaciones,}

alas hasta

aqul

indicadas: y realizaudo la fabricaci6n con III

_gula

detales bases

quimicas,

es

_{siempre posible}

obtenercon

seguridad

el exitoquesedesea

_aleanzar,

como be

_{podido experimentalmente comprobar,}

No solamente:

_el

conoeimiento

de estas bases racionales

puede

tambien

_permitir

-como se

_eomprende

_y como

siempre

oeurre cuando el proeeso

quimico

de

cualquiera preparaci6n

de

produetos

estS claramente definido- de realizer

_{perfeccionamientos}

_y adelantos en la fa­

bricaci6n.

UN NUEVO. TIPO DE TERl\lOFOSFATO FERTILIZANTE

En estos tiltimos alios las

_{investiga.ciones}

de

_qulmica

agraria

por un

_lado,

y 18

experimentaci6n

agronomica

por elotro

_comprobaron,

sin dar

_lugar

a

_dudas,

queel fosfato triealcico

Cal

(PO,),

aun siendo insolubleen el _{agua y} en las solu­

eiones citrioas

_dilufdss,

tiene eficaz acci6n

fertilizante,

contrariamente 810 que se

crey6

basta hace _{pocos afios.} La

_equivocaci6n

en_{.que cayeron} los estudiosos de

estas euestiones

_{qulmico-agronomicas}

de decenios atras percausa dela

_imperlec­

ci6n de los medics de

_{investigaci6n,}

se debi6 a la creencia _quelos fosfatos mine­ rales naturales contuviesen sufosfato tricdlcico 81 estado libre: ycomoellostienen poeaa

_ninguna

acci6n

_{fertilizante,}

se

_conciuy6

_que estlt a.cci6n erain8uficiente 0

inexistente

par serel fosfato tricalcico no _apto directamente para la nutrici6n

fosfatada

de las

_plantas.

89 ANALES DE LA FACULTAD DE C1ENCIAS FISICAS Y MATEMATICAS

La.

comprobaci6n

del contrario de esta

_{equivocada deducci6n,}

ha tenidoyva

a tener una

_siempre

_mayor

_importancia

en elcampode 10. fabricacionde losferti­

lieantes fosfatados_-aunquemuehos nola

_hayan

todavla tomadoen 10.eonsidera­

ci6n_quemerece- _porque ha indicado_que se

_puede

dar otra orientacion a dicha_fa­

br;cacion,

diferente de 10.

_tradicional,

basandola no sobre la transformaci6n del fosfato tricalcico de los fosfatosmineralesnaturalesenotros ortofosfatos

(tambien

los fosfatos ealcieo-alcalinos son

_{ortofosfatos),}

sino mas sencillamente-y en­

tonces mas econ6micamente- sobre la

_{desagrsgacion}

qulmica

delos

_complejo.

apatiticos

contenidos en los Iosfatos minerales naturales (5).

Siguiendo

est. nuevo criterio -que

hay

10. mayor convenieneia de tener en

euenta por sus beneficiosas consecuencias economicas+-y losconceptos de base del proceso

quimico

de 10. fabricaci6n de los termofosiatos de mi

_elaboracion,

he

estudiado y

preparado

unnuevo

_tipo

de termofoslato fertilizante con el

_empleo,

como

_reactivos,

de minerales

tlpicos

de. Chile. Estes son los mineralesde manga­

nesc de

_{baja ley}

que en

_grandes

_yacimientos

se encuentran

_{especialmente}

en el Norte

_Chico,

_yquetodavla notienen utilizaci6n. Juntamente he

_empleado

tarnbien

el sulfate de sodio natural de las

_regiones

del nortede

_Chile;

_ycomo materias

pri­

mas

fosfatadas,

Ias

_apatitas

chilenas de buena

_ley

en fosfato tricalcico. Sobre el

smpleo

deesos minerales de manganese para 10.fabricaeien de abonos fosfatados

mehabla ya

prCOCUPadO

desdeafiosantes

_(6).

Diehosmineralescontienen el manganese

bajo

la forma de

6xidos,

y como se

sabe,

estes, por calentamiento en

_presencia

de carbono y a 10. _temperatura de 1.000·

_C.,

mas0menos, setransformanen6xido de_manganese,MnO. Por

ejemplo,

con el oxide de la braunira ee tiene:

9)

Mn,O,

+ C = 2 MnO + CO - 11 calortas,

Las

_apatitas

deChilecontienen su fosfato tricalcico

_bajo

forma de

_fluoroapa­

titay

cloroapatita:

el 6xido manganoso

produce

por reacci6n eon el fluoruro de calcic y COD el cloruro de calcio de losdes

_{complejos apatlticos,}

la

_{desagregaci6n}

qulmica

de estos

_complejos

en manera

_analoga

a10. _que

_produce

el silicato de

sodio,

0 _sea,

_dejando

_libra el fosfato tricalcico, Estas dos reacciones de translor­ maci6n de

_CaF,

y

CaCI,

son las

siguientes:

10)

CaF,

+ MnO =

lIInF,

+

yaO

-27 calortas,

11)

CaCI,

+ MnO = M

_nCI,

+ CaO - 23 calort

as.

analogas

ala8). Por la

_presencia

de I. silice se forma

_despues

lei

metasilicato de

ealeio

_CaSiO,:

la reacci6n

_{correspondiente}

se eneuentra

favorecida

por 10. acci6n (5) A. Angiolani: [.os criurioe IJulmiros yagron6mico8 actualea en III_fabricaci6n y �mpltro

cklo8'aboTl.(J8 Jo.,�fatadoR. Revista Simiente de Is Sociedad _Agrondmica de_Chile, Vot XVIII, N,o3,pigs. 105-121,Santiago, 1948.

(6) A.Angiolani:El_problemadewsabOtWs _jOlljcdatUJ8en Chile. Conferencia dietedeen la

Univeraidad deDoneepcidn en _{1939,publicada por cl Departamento}deAgriculturede la Uni­

DB LA UNIVERSIDAD DB CHILB 811

8uidificante que tiene el 6xido manganoao todavia no

combinado,

sobre Is eseo­

ria_que se forma durante Is

fabricaci6n,

par efecto de lasreaceionesentre las im­ purezaseontenidasenlas mezclas de msterias

_prima

•.

Todas las indieadas reaccionesse

_producen

entrelas

_temperaturas

de 1.100· C. y 1.300· C. Si el contenido ensllice de las mesclases

notable,

e.necesario agregar

una suficiente eantidad de ealiza _{para que} ls

cal,

que se obtiene _ya a la _tempe­

ratura de 900·

C.,

neutralice eonvenientemente la acidez de la sUice en exeeso.

EI manganese que se sgrega can el mineral

_{queda despues}

totalmente en eJ

producto;

8U_presencia

_con8tituye

una

_oeutaja

_{para la}

_{acci6nfertilizante}

del_compues­

tv

_I081atado

contenido en el

producio,

debido a_que, como _ya

_dije,

este elemento aetrla cataliticamente intensificando los prccesos

qulmico-biologicos

que se des­

arrollan en las ralees de las

plantas',

Si el fosfato tricalcieo_queserinde libreconla

_{desagrcgacien}

vieneaeneontrar­

sea_tempsraturas

_superiores

ala de 1.180· C" results de Is variedad a, solubleen

las solueionescltricas

diluldas;

mientras que si lastemperatures son inferiores a

esa, resulta de la variedad

_p,

insoluble en talessolueiones.

He realizado

_experiencias

de

_preparaci6n

de

termofosfatos

sobre la base de

las indicadas reacciones

9), 10)

Y

11),

canhomo rotatorioatubo

(largo

10_metros: diB.metro0,60 metros; revestimionto refractario totalmenteenladrillosaluminosos canel

_58%

de

_{AI,O)), ernpleando apatite}

coneJ

_58,7%

de fosfato

_{tricaleico, el2%}

de floruro de

_calcic,

el

_1,5%

de c1oruro de

_calcic:

mineral demanganeso de

ley

32%;

hulla can

e150%

de carbona

_lijo;

y calentamiento a la

_temperatura

entre 1,150 y 1.180· C. durante dos

horas:

y obtenido

productos

can la

_composici6n

t6rmin()

_{jnedio: 25%}

deanhldridofosf6rico

total,

yeJ

2,3%

demanganese, La

_proporcion

deanhidrido fosf6rico soluble enlas soluciones citricasdiluldas

resulta del

_36%

del total como

_minima,

_y esmucho mas notable

trabajando

atem­

peraturas

superiores

a los1.220'C" par Is mayor

proporci6n

defosfato

tricaicico

variedad a_que enlas condicionesde

trabajo

del homo alcanzaaformarse, Pero eI

aumentodel

_grade

de solubilidad del snhldridofosforicodeestos

produetos

enlas

soluciones cltrioas diluidas

(necesario

para las

exigencias

dela ventadeestesfel'­

tilizantes),

se obtieneeon _mayor

_{seguridad sgregando}

enlas mezcias de materias

prirnas

que se eargan en el

homo,

las eantidades necesariasde sulfatede sodio_y

carb6n para que

pueda

formarsetambien el fosfato calcieo s6dico

(que

essoluble

en_{las solucionas cttricas}

_diluldas)

enla

_proporci6n

_que se

des

ea.

Lasal

s6dica,

que setransformsparcombinaci6n canIs slliceen

_{metasilicato,}

sirve ademaspara contribuir a la

_disgregscion

de los

_{complejos apatitieos}

eemo indica la reacci6n

8).

La reacci6n de fonnaci6n del fosfato caleico-sodico es, COmo se ha

vista,

la

₂₎

_que

_puede

_{representarse}

tambien can la notacion:

12)

CIlj (PO,),

+

Na,O::

[

P,O, (CaO),

,

Na.o}

+ CaO

tratandoae

de una reacci6n de

_equilibrio

en la _que el 6xido de sodio

_desplaza

el 6xido de calcio.

Entonces,

perla

ley

de acci6n de lasmesas, parafavorecer el ren­

respee-84 ANALBS DBLA PACULTAD DB ClENClAS FlSICAS Y MATEMATlCAS

toala

_proporci6n

deCaO_queva a

_formarse,

mientrasque, porla misma

ley

Is

presencia

de un exeeeodeCaO es

_{eontraproducente}

pars. tal efecto. Esto indica

t

que I" eseoria que se

_produce

durante I"

_{prepars.ci6n,}

_que debe resultar bAsica

porsu contenido en

cal,

no debeteneruna

_proporci6n

_muy elevada en cal para

no limitar la formaci6n delfosfato c81cieo-s6dico.

Las

_experiencias

_que efectu� con el mismohomo _y lasrnismas materias

_pri­

mas, manteniendo eonstante lacantidad de mineral de manganeso, y

empleando

proporciones

crecientes de sulfato de sodio natural de Cbile

_{(de ley}

_90%

en

Na,SO.)

y lasnecesarias

proporciones

de

_caliaa,'

_y calentamiento a las tempera­

turas entre 1.200 y 1.250' C. durante dos

_horas,

dieron

_productos

euyas carac­

teristicasseindicanacontinuaci6n:

I II III

Anhfdridofosf6rico total ..

23,25%

23,25%

22,70%

P,O;

solubleensol. cltrieae..

17,00%

18,70%

21,10%

Manganeso

...

2,05%

1,97%

2,23%

Oxido de sodio Na.O ...

6,74%

7,51%

8,13%

Observese_que el eontenidoen 6xido de sodio de los termofosfatos corrientes fabricadoscon

_empleo

de soles sales

_S6dicas,

esde

12-14%.

La menor

_proporeion

de

N""O

que contiene este nuevo

_tipo

de termofosfato representa una

_ventaja

desde el _{punto de vista} de la

_rapides

de

_{aprovechamiento}

del anhldrido fosfcrico por partede las

plantas,

por lamenor _{aIcaiinizaci6n que} esa

_proporcion

de N

",,0

produce

en los

_llquidos

del terreno

_agrario,

La

_apatita

_emplesda

_para las

experiencias

contenla una notable

_proporci6n

de 6xido de hierro

_(Fe,O,

=

_13,8%),

que es conveniente hacer transformar en

oxido ferroso FeO por acci6n de limitada8

proporciones

de carbona como indica Is

reacci6n:

13)

Fe,O,

+ C = ₂FeO _{+ CO}- 41

calorias

para

sprovecbar

de la acci6n'

qufmica

Msica de este6xido en la formaci6n de I..

eseoria.

(EI

carbonequeaettlaen estay enlas derndsreaccionesdel proeeso

qul­

mico es

_{prevalentementc}

el carbone

_fijo

de los carbones _que se

_emplean).

(i:omo

ya

indiqud,

la escoria debe resultar notablemente

Msica:

su

_grado

d.

saturaciOn

expresado

por 1a raz6n:

Cso +

_MgO

+ FeO

8iO,

he encontrado quedebe tener el valor de

_1,5;.

y su _{punto de}

_fusi6n,

determinado

graficamen�

pormedio del

diagrama triangular

de Hoffmanenfunci6n desu con­

tenido en

_Si,O

-CaO

-FeO,

tener su_punto

_figurative

entre las isotermasque

Iimitanla zonade 1081.300'C.Enestascondicionesseobtienen los

meier

es resul­

DB LA

UNIVBRSILjAD

DB CHILB

EI nuevo

_tipo

de terrnofosfatocon6xidomangsnosoobtenido aobre I... ba8e8 hasta

_{aqul indieadas,}

tiene tambien la

_ventaja

de resultar exentode sulfuro de

sodio

(daiiino

para la

vegetaci6n)

porque I.._{eventual fOrmaci6n}deeste_eompues­ to por redueci6n

_eompieta

del sulfatede

sodio,

queda

neutralizads por

'el

6xido manganoso COnI" reaceicn:

14)

Na,S

+ ]\InO = ZllnS ₊

Na,O

- 40 calories,

Agrego

por fin que su fabricaci6n industrial results econ6mieamente mM conveniente que la del

tipo

eorriente sin

empleo

de mineral de _manganeao, sea

porque para obtenerlo se necesits unamenor

proporeion

de'sulfato desodio

(que

es una sal mas costosa quelos mineralesde manganeso de

baja

ley);

sea porque

queda

por esto mas Iimitada la cantidad de calor absorbida por I.. reacci6n

1)

fuertemente

_endotermica;

sea _porque la mass de rnaterialesen movimiento _y en

reacci6n para la elaboraci6n del

producto

es menor, Por estasdos Iiltimasesusaa

el consumo _{de combustible para 61 desarrollo del} proceso

qulmico

en el hOrDO es

mas reducido.