Design of a chemical plant to obtain phosphoric acid based on the study of the need for phosphate products in Cuba
Abstract
The production of phosphoric acid as a source of numerous phosphate products represents one pf the issues of greatest economic interest for Cuba today. The industry of this product derives a series of phosphates that can be used in the production of fertilizers, which, in our country, is very scarce and has a high demand. In addition, there are natural reserves of phosphorite rock that can be used to produce phosphoric acid, develop the fertilizer industry and in turn boost agriculture and the national economy. The objective of this work is to propose the preliminary design of a chemical plant to obtain phosphoric acid from Cuban phosphorite. For this, a bibliographic search was carried out that provided very useful data for the process and from it the production scheme was established with fundamental stages of chemical reaction, filtration and evaporation. The corresponding material balances were made and the necessary equipment was determined, which includes reactors, press filters and an evaporator. Finally, the economic evaluation was carried out through the determination of profitability indicators, which revealed a net present value of $10 205 137,34, an internal rate of return of 65% and an investment recovery period of approximately 1,8 years, which demonstrates that the process of obtaining phosphoric acid from phosphorite is economically viable.
References
2. INDUSTRIA BÁSICA. Análisis de muestras mineralógicas. NRIB, 1983.
3. INDUSTRIA BÁSICA. Preparación de muestras para análisis mineralógico. NRIB-786, 1986.
4. LABORATORIO CENTRAL DE MINERALES "JOSÉ I. DEL CORRAL". Sistema de cuarteo y homogenización para muestras de laboratorio. NC 11-01-04,1976.
5. LABORATORIO CENTRAL DE MINERALES "JOSÉ I. DEL CORRAL". Preparación de muestras para ensayos básicos y complementarios. NC 11-05-02 ,1976.
6. LABORATORIO CENTRAL DE MINERALES "JOSÉ I. DEL CORRAL". Análisis químico de calizas, margas y dolomitas. NC 44-19 ,1980.
7. LABORATORIO CENTRAL DE MINERALES "JOSÉ I. DEL CORRAL". Determinación de materia orgánica en muestras de suelos. NRAA-892 ,1985
8. LABORATORIO CENTRAL DE MINERALES "JOSÉ I. DEL CORRAL". NILM ,1988.
9. ORDOÑEZ, Yan C; RODRÍGUEZ, Carmen; RODRÍGUEZ, Leonardo. Determinación de las condiciones óptimas para la obtención de un fertilizante fosfatado a partir de la roca fosfórica cubana. Ingeniería y Competitividad, 2017, 19(2), p. 131 – 142. E-ISSN: 2027- 8284.
10. ARMAS HERNÁNDEZ, Lenier. Diseño de una planta química para la obtención de ácido fosfórico basado en el estudio de la necesidad de productos fosfatados en Cuba. 2021. Tesis de grado. Universidad Central "Marta Abreu" de las Villas. Facultad de Química Farmacia. Departamento de Ingeniería Química.
11. SCHORR, Michael; VALDEZ, Benjamín; OCAMPO, Juan de Dios. Selección de materiales para la fabricación de equipamiento en plantas productoras de ácido fosfórico. Química Hoy, 2011, 1 (4), p. 41-46. ISSN: 2007- 1183.
12. HASSAN, E. Decreasing iron content in wet-process phosphoric acid. [en línea]. Florida Institute of Phosphate Research: 2001. Final Report. Disponible en:https://fipr.floridapoly.edu/wp-content/uploads/2014/12/01-154-171Final.pdf.
13. Caracterización y análisis de mercado internacional de minerales en el corto, mediano, y largo plazo con vigencia al año 2035. En: Repositorio Digital Biblioteca UPME [en línea]. CRU, 2018 [Fecha de consulta: 18 de septiembre de 2021]. Disponible en https:// bdigital.upme.gov.co.
14. EL-BORAEY, Hanaa A., et al. Beneficiation of Low-Grade Phosphate Ore Using Desliming and Gravity Separation Technique. Journal of Chemical, Biological and Physical Sciences (JCBPS), 2017, 7(2), p. 301. E-ISSN: 2249-1929.
15. EFMA EUROPEAN FERTILIZER MANUFACTURERS' ASSOCIATION, et al. Production of phosphoric acid. Best available techniques for control in the European fertilizer industry, 2000.Disponible en: https://www.fertilizerseurope.com/wp-content/uploads/2019/08/Booklet_4_final.pdf
16. RODRÍGUEZ, Carmen Acosta. Estudio sobre la producción de ácido fosfórico y derivados para la obtención de fertilizantes. Proyecto de Investigación. Centro de Ingeniería e Investigaciones Químicas. Laboratorio de Química Inorgánica. La Habana, 2016.
17. SRIVASTAVA, A. Phosphoric Acid Production [Online]. 2019. [Accessed 15 mayo 2019]. Available: (https://www.cheresourceds.com)
18. PETERS, M. S; TIMMERHAUS, K. D.; WEST, R.E. Plant design and economics for chemical engineers. Fourth edition. University of Colorado: McGraw –Hill Book Co, 1991. ISBN:0-97-100871-3.
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