salitre

SALITRE
INGRID GARCES M./UNIV. DE ANTOFAGASTA
Oficina Salitrera "Mapocho" de propiedad de The Liverpool Nitrate Co. Ltda*. Directorio con residencia en
Londres, administrada, por el Señor Mac Donald Halliday.
Esta oficina se ubicó a 12 kilómetros de la Estación Huara del Ferrocarril Salitrero de Iquique a Pisagua
(Cantón Norte), contando con desvio que llegaba hasta las canchas, para el carguío del salitre y movilización de
pasajeros. Circulaba diariamente un tren local de pasajeros, entre Huara y Pozo Almonte,el cual entraba hasta
las oficinas de la administración.
Superficie: Tuvo una superficie de 196 Estacas Peruanas de terreno salitrales.
Producción: su producción mensual de salitre alcanzó los 45.000 quintales métricos (con capacidad fija de
55.000 quintales métricos). Se elaboraba salitre potásico (35% potasa) y salitre corriente.
Oficina Salitrera "Santa Laura” ubicada en la I región de Tarapacá.
*
Fuente: Departamento de Tarapacá. Informaciones Salitreras Cantón Norte Cantón Sur: Huaneras - Salares - Alto
Comercio - Industrias - Internadores de Ganado.
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INTRODUCCION
Uno de los minerales más influyente en Chile, ha sido el salitre natural. Si bien este producto fue utilizado antes
de la llegada de los españoles, este mineral ya era conocido desde los siglos VII u VIII, según señala el
antropólogo Carlos Kellar (SQM, 1985) los indígenas atacameños fueron los primeros en descubrir y utilizar las
cualidades de fertilizantes del salitre.
Se tiene antecedentes que indican que en la primera mitad del siglo XVIII, los mineros usaban el caliche en la
elaboración del nitrato de potasio para producir la pólvora.
El primer envío de caliche desde Tarapacá fue a la región de Concepción, antes de 1800, con el fin de suministrar
álcali en la fabricación del jabón. Tadeus Haenke, científico polaco que ingresó al Perú, en 1794, contribuyó a la
tecnología de la industria tarapaqueña en 1808, cuando entregó la fórmula conocida en Europa para convertir el
caliche de Tarapacá en salitre potásico.
El 21 de Julio de 1830, Chile inicia la exportación de salitre a los principales mercados mundiales, fecha de
llegada del primer buque cargado de salitre al puerto de Liverpool. La etapa de industrialización comienza en
1853, año en que se incorpora la máquina de vapor patentada por Pedro Gamboni, comenzando las exportaciones
de nitrato de sodio, dándose inicio a construcción de nuevas plantas y diversificándose a otras oficinas.
En la década de 1850, Pedro Gamboni realizó mejoras al sistema “paradas”, siendo la más importante la
aplicación del vapor en vez del fuego directo para disolver el salitre. En 1856 descubrió en las soluciones
obtenidas en la elaboración del salitre en presencia de yodo, pasando las algas marinas a segundo termino como
fuente de obtención de yodo.
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La exportación de este mineral originó una gran entrada de divisas al país, llegando en 1909, a producirse 2
millones de toneladas. Tal fue su auge, que en 1916 existieron 97 oficinas salitreras en Iquique, 10 en Tocopilla,
30 en Antofagasta, 14 en Aguas Blancas y 19 en Taltal, época que el salitre era conocido como el oro blanco.
El proceso de ese entonces, consistió en colocar el mineral previamente molido en recipientes de fierro, donde
se adicionaba licor madre, obtenido en un ciclo anterior, el que era fuertemente agitado y calentado a ebullición.
Luego, se decantaban las arcillas y se producía la precipitación del cloruro de sodio. El licor remanente se
colocaba en bateas de madera, que al enfriarse cristalizaba el nitrato de sodio. Basados en este proceso, se
construyeron varias plantas en Zapiga, al este de Pisagua. La mayor producción fue entre los años 1809 y 1812,
llegando alcanzar las 1.140 toneladas de nitrato, cuyo destino era Lima, en la utilización de explosivos. En 1810
se construyen las oficinas salitreras en PampaNegra, Zapiga y Negreiros.
El proceso descrito, se utilizó con pequeñas modificaciones hasta 1880. Posteriormente, el chileno Pedro
Gamboni* (CORFO, 1989), reemplazó el combustible utilizado en el proceso, por inyección directa de vapor.
Veinte años más tarde el inglés, James T. Humberstone, introdujo la inyección indirecta de vapor y adoptó el
proceso de lixiviación en contracorriente desarrollado por Shanks, para la obtención de ceniza de soda por el
proceso Le Blanc. Este proceso “Shank” permitió utilizar caliches de 15% en ley, frente al de 50% usado en los
procesos anteriores, traduciéndose así, en una gran explotación de la calicheras que alcanzaron en su mayor auge
a tener en funcionamiento 300 oficinas. La industria salitrera se había convertido en la principal actividad
económica del país.
En 1866 Santiago Humberstone descubrió caliche en la provincia de Antofagasta lo cual contribuyó al desarrollo
de la industria en la zona.
El desarrollo de los nitratos sintéticos en la década del 20, junto con la recesión económica de los años 30,
impactaron severamente la industria salitrera provocando una baja en el precio del salitre y el proceso Shanks en
estas condiciones, pasó a ser antieconómico, cerrándose las oficinas y comenzando el peor periodo que ha vivido
la industria nacional. Es así como el 16 de Mayo de 1944 se cierra la oficina Santa Laura, emblemática para los
pampinos. Sólo cuatro oficinas salitreras se mantuvieron en producción hasta 1978, año en que paralizó sus
actividades la oficina Victoria. La primera planta elaborada del sistema gunggenheim se instaló a fines de 1920,
proceso utilizado hasta la fecha, fue posible trabajar el mineral de ley minima (7% en nitrato), lixiviándolo a bajas
temperaturas (42%), de esta forma se redujeron costos de producción, que permite la sobrevivencia de la industria
los años siguientes.
Como parte de un plan para reorganizar la industria chilena del salitre, en Chile, nace en 1968 la Sociedad
Química y Minera de Chile, SOQUIMICH. En sus inicios, la propiedad de la compañía era compartida entre el
estado (CORFO) y capitales privados (Cía. Salitrera Anglo Lautaro S.A.). En 1971, la empresa pasó a manos del
Estado, y en 1983, CORFO comenzó la privatización de la empresa, proceso que culminó 1988. Siendo hoy día
SQM, una industria próspera que no sólo comercia los nitratos naturales, si no desarrolla nuevos productos,
ofrece al mercado nitrato de potasio, sulfato de sodio, nitrato de sodio, yodo y derivados, cloruro de potasio, ácido
bórico, carbonato de litio, y todas las mezclas de fertilizantes de especialidad, industrial, grado técnico, etc., ver
Figura Nº5. Esta empresa espera, para el 2000 producir 1,5 millones de toneladas de cemento, contando con un
plan de inversiones en proyectos de unos US$600 millones, que se traducirá en un aumento de la producción en
1,2 millones de toneladas de nitratos; 250.000 toneladas de sulfato de potasio; 600.000 toneladas de cloruro de
potasio; 120.000 toneladas de sulfato de sodio; 16.000 toneladas de ácido bórico; 8.000 toneladas de yodo; y
22.000 toneladas de carbonato de litio.
.
*
Porteño, nacido en 1825, de inquietudes científicas, que viajó a Estados Unidos para especializarse en química. A los 25
años comenzó a estudiar la elaboración del salitre.
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FIGURA Nº1: Vista de la Oficina de Pedro de Valdivia, ubicada en la II región de Antofagasta. Tomada de la 14ª
Memoria Anual SQM, 1985.
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Con las ventas SOQUIMICH espera para el año 2000, un aumento entre un 6 % al 7 % en sus ventas, que
significará totalizar un monto del orden de US$ 530 millones. Principalmente, este aumento será producto de un
mayor volumen de ventas de nitrato, de alrededor de un 6 % y de carbonato de litio, que subiría a un 10 %.
Asimismo, la empresa aumentará la producción de sulfato de potasio y cloruro de potasio en un 40 %, debido a la
entrada en operaciones de una nueva planta, en asociación con Norsk Hydro cuya inversión fue de US$ 20
millones.
2.GEOLOGIA Y GENESIS
FIGURA Nº2: Mapa de distribución de yacimientos
de nitratos. Tomado de Pueyo et al., 1998
En el norte de Chile se distribuyen, a lo largo de una
franja de unos 700 km, con un ancho variable entre
30 y 50 km, los depósitos de nitratos, entre la parte
oriental de la Cordillera de la Costa y occidental de
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la Depresión Central, sus coordenadas por el norte so
19º 30` y 26º 00 al sur y a una altitud promedio del
orden de 1000m. A lo largo de su eje longitudinal,
esta franja discontinua está interrumpida por
cubiertas sedimentarias más jóvenes, Figura Nº2
referido a ubicación de los yacimientos de nitratos,
tomando de Pueyo et al. 1998.
Estos yacimientos corresponden a un complejo de
sales principalmente sulfatos, cloruros, nitratos,
boratos y carbonatos de Na, Ca, Mg y K, además se
encuentran en asociación con sales de rara
ocurrencia natural, como yodatos, cromatos y
percloratos, Tabla Nº3. Los análisis de la mena de
nitrato, llamada "caliche", demuestran que están
prácticamente presentes todos los elementos
químicos y minerales muy complejos y novedosos
(existen 5 minerales nuevos descritos en los últimos
diez años).
Ericksen (1981) clasificó estos yacimientos según su
emplazamiento, en rocas o depósitos aluviales.
Principalmente estos depósitos son de tres tipos,
aluviales, en rocas y en salares, todos ellos han sido
explotados en su oportunidad.
Se conocen como depósitos aluviales o
sedimentarios, aquellos en los cuales la mena salina
se dispone como cemento de sedimentos clásticos,
rellenando poros y cavidades de menor tamaño que
en los yacimientos de rocas. Las porosidades
sedimentarias alcanzan milímetros, su mena es de
color oscuro pardo. Estos cuerpos muestran un
perfil muy característico que, en una secuencia desde
arriba, es la "chusca", la sigue la "costra" y en la
parte inferior está el "caliche”. La unidad económica
"caliche", puede alcanzar potencias variables desde
algunos metros hasta doce o más. Ocasionalmente, se
ha hablado de la presencia de secuencias cíclicas,
donde estas unidades se repiten. Estos depósitos son
los de mayor distribución y volumen y los únicos
explotados en la actualidad.
Los yacimientos en rocas, se caracterizan porque los
minerales de mena rellenan las fracturas abiertas. Se
presentan en forma de vetas y mantos, con
potencias desde centímetros a decímetros y se
emplazan en rocas del basamento. Estas vetas y
mantos fueron explotadas en el pasado, con el
sistema tradicional a rajo abierto y laboreos
subterráneos. El caliche se presenta de color blanco.
Los del tercer tipo, son salares, que según algunos
autores, corresponden al enriquecimiento en nitratos
de las costras de ciertos salares debido a la acción
capilar.
La génesis de los depósitos de nitrato ha sido objeto
de investigación durante más de cien años,
habiéndose propuesto muy diversos mecanismos
para el proceso de fijación del nitrógeno, fenómeno
indudablemente difícil de explicar.
Algunas de estas teorías son:
• El nitrógeno proveniente de la lixiviación del
guano de las aves marinas.
• El nitrógeno se habría fijado en el suelo por
descargas eléctricas, con ocasión de tempestades
como los que ocurren actualmente en la
Cordillera Andina.
• Descomposición de algas marinas producto de
un antiguo brazo de mar o de materia vegetal
continental en un lago interior
• Meteorización de rocas con contenido de
amonio y acumulación eólico de las partículas
amoniacales liberadas.
• Fijación del nitrógeno atmosférico por acción
de bacterias existentes en playas de antiguos
lagos o en suelos húmedos
Independiente de los procesos que se discutan para la
génesis de los depósitos, las incógnitas deben
separarse en varias preguntas parciales como el
origen de los nitratos y otras sales aún más difíciles
de explicar en su ocurrencia natural (percloratos, por
ejemplo), los procesos de concentración, la
asociación o determinados marcos geológicos, etc.
Actualmente, según Pueyo et al. (1998), se maneja
la idea de génesis asociada a la actividad
volcánico-intrusiva del cretácico superior - terciario
inferior. Estos autores concluyen que, en las
salmueras madres de los yacimientos de nitratos han
debido de intervenir procesos termales y reciclaje por
lixiviación de sales previamente formadas por las
condiciones del medio. Finalmente, su preservación
se debe a condiciones climáticas áridas y al
"sellamiento" de los depósitos por sales que se
depositaron posteriormente.
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3.DESCRIPCION GENERAL DE LA
INDUSTRIA DEL SALITRE CHILENA
En este apartado sólo se da una descripción amplia
de los procesos que involucran la explotación de los
yacimientos de nitratos, pero no detallaremos la
obtención de los distintos productos involucrados,
por cuanto cada uno de ellos serán tratados en forma
más amplia, dando una detallada descripción del
proceso que se realiza en Chile, otras alternativas,
usos y aplicaciones, importancia en el mercado
nacional y mundial, valor económico y algunas
propiedades físicas y químicas.
Una de las primeras publicaciones en que se detalla
el proceso, mencionado en Crozier, R. (1999) “El
salitre hasta la Guerra del Pacífico: Una revisión”
• “William Bollaert, capataz y químico que
trabajó en la fabricación del nitrato de caliche,
describe lo que vio en La Noria, durante su
visita a Iquique, en 1854.
Terminado el cateo y encontradas las buenas
calicheras, se construyen chozas de sal del salar y
norias. Se instalan paradas con un par de calderos de
fierro fundido, depósitos o estanques decantadores,
bateas de fierro o madera para emplear como
cristalizadores, estanque para aguas madres. Después
se reúnen las provisiones para los trabajadores y los
animales. El dueño o salitrero puede comenzar a
trabajar, habiendo antes denunciado sus estacas de
200 varas cuadradas.
Luego el salitrero ordena al barretero perforar pozos
con gruesos hierros, atravesando la costra y el
caliche hasta llegar a la coba, donde se hace una
cámara más ancha, llamada la "taza", en la cual se
ponen 15 quintales de pólvora hechiza. La parte
superior del hoyo se cubre con tierra bien apisonada.
La construcción denominada "bombón", se truena y
se da vuelta el mineral. Los trozos más grandes se
rompen y arruman, para luego poner el caliche en
canastas que son llevadas por asnos a la oficina o a la
refinería.
Las colpas grandes son reducidas a tamaños más
pequeños por el acendrador y tiradas al fondo, y
cuando está casi lleno de caliche, se le agrega agua y
se comienza a hervir, agregando más caliche cada
cierto tiempo. En unas siete u ocho horas, las aguas
se han saturado llegando la temperatura a 240 grados
Fahrenheit. En ese momento, se le agregan las aguas
madres.
El fondeador ahora saca con palas la borra, tierra y
sal que se ha precipitado al fondo del caldero. La
solución se saca con baldes, pasándola a los
estanques decantadores, donde más ripio se decanta,
la solución clara se traspasa a las enfriadoras, donde
ocurre la cristalización, y se produce el salitre o
nitrato de sodio refinado, que se saca con palas de las
bateas, y es puesto al sol para secarlo.
La industria del salitre ocupa a casi toda la población
de la provincia, cerca de 12 mil personas, exclusivo
de los extranjeros y trabajadores chinos".
En el siglo pasado, es curiosa también la descripción
de los trabajos y los sueldos de los operarios en las
faenas salitreras: el barretero o cateador del caliche,
ganaba 100 pesos al mes.
El particular, o el que carga el hoyo que ha hecho el
anterior, prende la mecha y procura la explosión,
quiebra la costra y el caliche y ayuda al carretonero a
cargar la carreta, 90 pesos. El corralero, 75 pesos. El
carretonero que atiende a los animales 80 y 90 pesos,
según sea la antigüedad en el servicio. El ripiador
que saca el ripio de los cachuchos 1,50 por cada
fondada o 90 pesos. El cargador, que conduce el
caliche del montón a los cachuchos, 85 pesos. El
acendrador, que tritura con el combo los pedazos
grandes de caliche, 67 pesos. El corrector, que corre
con todos los peones, menos los de máquina, 105
pesos. Hay mecánicos que ganan 250 pesos.
Herreros, 160 y caldereros, la misma suma. Hay
otros mecánicos que ganan 180 pesos; los herreros,
150; y ayudantes de éstos, 90. Los carpinteros ganan
entre 90 y 102 pesos.
Los procesos de extracción, lixiviación y
purificación han tenido un devenir histórico que se
puede resumir de la siguiente manera:
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Sistema de Paradas: Era empleado usando caliches
de muy alta ley en nitratos que se explotaban en
minas subterráneas y prácticamente ubicando in situ
las "plantas". El caliche era tratado en terreno,
lixiviándolo directamente en fondos de cobre con
aguas caliente, donde se cocía mediante un fogón.
Con el calor, se precipita el cloruro de sodio y el
agua se satura, separándose así el nitrato del resto de
los minerales. Posteriormente se separa la solución
de las "borras" y precipita el nitrato por cambios de
temperatura.
Sistema Shanks: Al igual que el sistema anterior, se
basa también, en el empleo de vapor de agua pero en
forma indirecta. Consiste básicamente en una
lixiviación del caliche previamente molido a tamaños
medios a finos en una molienda primaria y otra
secundaria. El material sólido permanece asociado
con soluciones que se van enriqueciendo en nitratos,
a medida que éstas se acerca a su punto de
ebullición. El sistema Shanks trabajaba con leyes de
cabeza del orden del 14 % y se lixivia a temperatura
próxima a los 100ºC. La lixiviación es sistemática
con recirculación de las soluciones. Posteriormente
se traslada a estanques, donde el nitrato precipita
desde las soluciones, por enfriamiento, a temperatura
ambiente.
Sistema Guggenheim: El caliche es colocado en
estanques de lixiviación mientras que un resto más
fino (25%), es enviado a relaves de donde se extrae
el yodo de la solución. Se lixivia con agua caliente,
hasta 40º C, hasta que se sature en nitrato de sodio.
Posteriormente es enfriada hasta 15ºC, para que
precipite el exceso de nitrato. La solución es tratada
para la recuperación de yodo y se hace recircular. Se
estima que el 75 % del nitrato es recuperado en este
circuito cerrado. Las soluciones concentradas son
tratadas en piscinas de evaporación solar, donde
cristaliza el nitrato de sodio. El nitrato cristalizado
recibe un último tratamiento en la Planta
Granuladora donde es fundido en hornos reverbero y
luego es bombeado y enfriado en sistema de tipo
ducha con diámetro de salida de 0.027 pulgadas. Se
enfría en contacto con el aire y se convierte en
nitrato granulado con una concentración entre el 94
al 98%. Modificaciones en el Sistema Guggenheim
han permitido la recuperación de otras sales del
sistema. Estas consisten, básicamente, en añadir agua
adicional al sistema que permite la disolución de
otras sales que permanecían en el mismo. Las
soluciones no son reincorporadas al sistema sino
evaporadas y concentradas.
3.1. EXPLOTACION MINERA
La explotación minera se realiza por medio de
rajos, los cuales tienen extensiones de 20 a 30 km
de frente, y a una distancia promedio de sobre 40 km
de la planta de procesos. La extensión de la mina
requiere alrededor de 150 km de línea férrea en la
mina y aproximadamente 40 km en la planta.
El caliche, en el cuerpo mineralizado es un estrato
delgado y cubierto con sobrecarga, que tiene una ley
promedio del 8% en nitrato, con un espesor de 1 a 2
metros y que
requiere la remoción de 1 a 3
toneladas de sobrecarga por tonelada de mineral
explotado. La ley y composición cambia, a distancias
entre 50 y 100 metros, por lo que los frentes
requieren ser modificados con cierta frecuencia. Para
ello, se efectúan cateos previos de exploración en
una malla de 500 metros cuadrados, desechándose
aquellas áreas que presenten una ley de corte menor
que el estipulado.
El caliche del stock pile es cargado con cargadores
frontales o pala a los carros calicheros, los que son
enviados en un convoy de carros al sector de patios,
por locomotoras de 66 toneladas.
3.2. RECONOCIMIENTO QUIMICO Y
MINERALOGICO DEL CALICHE
parte soluble y de las fracciones arcillosas del
residuo insoluble.
Detalles de un lámina al microscopio de, se observan
en la Figura Nº6.
Según Pueyo et al. (1998), los minerales reconocidos
mediante microscopía óptica y Difracción de Rayos
X más importantes cuantitativamente son cloruros,
nitratos
y
sulfatos,
el
resto
aparecen
subordinadamente.
TABLA Nº1: Análisis típico del caliche
8,48 %
NaNO3
Na2SO4T
17.13 %
I2
0.0354 %
K
0.486 %
Ca
2.71 %
Mg
0.25 %
NaCl
5.22 %
Na2B4O7
0.45 %
KClO4
0.0344 %
H2O
1.74 %
Na2SO4Ap
7.50 %
Na2SO4T : Sulfato Total Expresado como Na2SO4
Na2SO4 ap : Sulfato de sodio aprovechable.
Fuente: Ericksen et al., 1988
TABLA Nº2 A: Minerales Salinos
Compuesto
Composición Mineralógica
Halita
NaCl
Nitrato
NaNO3
Darapskita
Na3(SO)4 NO3*H2O
Humbertonita
K2Na7Mg2(SO)4 NO3*6H2O
Glauberita
Na2Ca(SO4)2
Hidroglauberita Na4Ca(SO4)3
Tenardita
Na2SO4
Yeso
Ca(SO)4 2H2O
Borax
Na2B4O5(OH)4*8H2O
Tincalconita
Na2B4O5(OH)4*3H2O
Trona
NaCO3(HCO3)*2H20c
Burkita
Na6(CO3)(SO4)2
Anhidrita
Ca2SO4
El caliche es previamente molido, para ingresar al
proceso de lixiviación, donde podrán extraerse el
nitrato y yodo, por intermedio de soluciones las que
a través de diferentes operaciones podrán obtenerse
los distintos productos que ofrece esta industria en
sus diferentes plantas, ver Figuras Nº4 y Nº5.
Minerales identificados por difracción de rayos x
Un análisis de caliche se presenta en la Tabla Nº1 y
en la Tabla Nº2 se presenta un análisis de las arcillas
asociadas al nitrato.
Se identificaron por DRX de las arcillas del caliche,
diferentes minerales que se presentan en las Tablas
2A y 2B.
De la cristalización de soluciones lixiviadas en agua
Fuente: Ericksen et al., 1988
fría y posteriormente recristalizadas entre 50º a 75°C
y secadas a 100°C, se reconocen los minerales de la
TABLA Nº2B: Residuo Insoluble.
Fracción de Lodo
Fracción de Arcilla
Composición Mineralógica
Moscovita
Montmorillonita
(OH)4Si8Al4O20*n H20c
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Biotita
Clorita
Cuarzo
Feldespato
Yeso
Anhídrido
Calcita
Dolomita
Zeolita (sin identificar)
K (FE, Mg)3 AlSi3 O10 (F, OH)2
Ilita
(OH)4K2(Si6 Al2O20)
Kaolita
(OH)8Si4 Al4O10)
Ca(SO)4 2H2O
Clorita
CaCO3
CaMg(CO3)2
Grupos SiO4 - AlO4
Fuente: Ericksen et.al., (1988)
Los mismos autores mencionan que, al considerar un perfil vertical, en un yacimiento tipo roca o sedimentario, se
encontrarían en superficie los sulfatos y a profundidad los cloruros y nitratos. Estando presente en mayor cantidad
la halita y nitratina, mientras que, la anhidrita, glauberita, bloedita se presentan en menor proporción. La
hidroglauberita fue descrita originalmente como un mineral de los salares, sin embargo es muy probablemente
que sea una mezcla de darapskita y nitronatrina.
TABLA Nº3: Minerales reconocidos en los depósitos de nitratos en Chile. De Pueyo et al. 1998 y Garcés, 1999.
CARBONATOS
Calcita
CaCO3
BORATOS
Kaliborita
Probertita
NITRATOS
Nitratina
Nitrokalita o nitro
NaNO3
K NO3
SULFATOS
Yeso
Thenardita
Mirabilita*
Polihalita
Anhidrita
Glauberita
Astrakanita*
Epsomita*
Hidroglauberita*
Kieserita*
YODATOS
Fuenzalidaita
CLORUROS
Silvita
KCl
Darapskita
Humberstonita
NaNO3Na2SO4 H2O
Ka3Na7Mg22 NO3(SO4)3 6 H2O
Lautarita
Bruggenita
CROMATOS
Dietzeita
Lopezita*
Tarapacaita*
Iquiqueita*
Ca(103)2CaCrO4
K2Cr2O7
K2CrO4
Na4K3Mg(CrO4)B2O39(OH)12H2O
Hectorflorecita
Na9((IO3)(SO4)4)
OXIDOS
Hematites
Fe2O3
SILICATOS
Cuarzo, leulandita, laumontita
KMg2H(B6O8(OH)5)24H2O
NaCa(B5O7)(OH)43H2O
* Reconocidos por Ericksen et al., 1988
Tabla Nº4: Composición Química de los nitratos chilenos
Iones
María Elena Pedro Valdivia
Insolubles
60
73.2
Soluble
40
26.8
NO-3
16.64
23.68
Cl17.67
14.43
SO=4
31.06
24.61
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CaSO4·2H2O
Na2SO4
Na2SO4·10H2O
Ca2MgK2(SO4)4·2H2O
CaSO4
CaNa2(SO4)2
Na2Mg(SO4)24H2O
MgSO47H2O
2Na2SO4CaSO42H2O
MgSO4H2O
K6(Na,K)4Na5Mg10((SO4)12(IO3)12)
12H2O
Ca(103)2
Ca103H2O
B2O3
CO3=
IO3ClO4NO2K+
Ca+
Mg+
Na
H2O
1.37
nd
0.17
0.067
nd
1.52
5.67
1.82
21.13
2.70
1.20
nd
0.23
0.13
nd
2.09
4.29
0.56
22.29
6.49
Fuente: Ericksen et.al., (1988)
4. PRINCIPALES PROCESOS UTILIZADOS
4.1 LIXIVIACION Y FILTRACION
La lixiviación es un proceso en el cual se extraen, uno o varios solutos de un sólido, mediante la utilización de un
disolvente líquido (el constituyente puede ser líquido o sólido). En el caso de la industria salitrera, se utiliza agua
fresca y salmueras enriquecidas obtenidas en parte del proceso, es decir, solución de nitrato después de su
extracción.
Los equipos utilizados en la extracción sólido-líquido incluyen siempre dos etapas:
• Contacto entre el sólido y el disolvente para efectuar la transferencia de soluto al disolvente
• Separación de la solución resultante del sólido residual.
El proceso de lixiviación en la industria del salitre consiste en lixiviar en contra corriente el material que es
cargado a los estanques de lixiviación de hormigón armado, denominados "cachuchos".
La separación se puede efectuar en el mismo estanque, esperando su sedimentación, o la utilización de equipos de
filtración al vacío.
La separación de los sólidos suspendidos en el líquido, da origen a dos fracciones valiosas, una líquida y otra
sólida. La formación de la capa (o queque) de partículas sólidas queda retenida sobre la superficie del cuerpo
poroso, a menudo un tejido, que constituye el medio filtrante. Una vez que se ha formado esta capa, su superficie
actúa como medio filtrante, depositándose los sólidos que van aumentando el espesor del queque, mientras que el
líquido claro pasa a través de él. El queque se compone, por consiguiente, de una masa voluminosa de partículas
de forma irregular entre las que hay conductos capilares.
Como en estas operaciones de transferencia de masa, los cálculos de la lixiviación se basan en el concepto de una
“etapa de equilibrio o ideal”, que se define como una etapa a partir de la cual la solución que resulta es de la
misma composición que la solución que se adhiere a los sólidos que salen de la etapa.
4.2 PROCESO DE EVAPORACION SOLAR
Las pozas reciben soluciones débiles procedentes de los lavados de ripios con agua, antes de disponer de ellos a
los botaderos. Estas soluciones débiles llamadas “Brines” contienen aproximadamente 100 a 120 g/l de nitrato de
sodio, 160 g/l de sulfato de sodio, 5 g/l de ácido bórico, 15 g/l de magnesio, 1 g/l de yodo y más o menos 10 g/l
de potasio. Las soluciones se acumulan en las pozas de evaporación solar en donde se concentran por evaporación
natural del agua, producto de la energía solar y los vientos reinantes de la zona.
De acuerdo con el equilibrio de las sales en solución y a medida que aumenta la concentración de éstas, se
produce la precipitación de las sales menos solubles, principalmente cloruro de sodio y sulfatos, estos últimos a
razón de 11.8 partes de sulfato de sodio por una parte de magnesio. La precipitación se produce en forma de una
fase sólida estable, representada por una sal doble llamada “Astrakanita”, sulfato doble de sodio y magnesio. El
conjunto de sales precipitadas en los fondos de los pozos, son sales de descarte eliminadas del sistema.
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Cuando las soluciones en los pozos han alcanzado una concentración adecuada en nitrato, se bombea a una planta
de refrigeración, para su enfriamiento a 0º C, obteniéndose la cristalización de una mezcla de nitrato de potasio y
nitrato sódico. El salitre potásico predomina y como tiene mayor valor económico que el salitre sódico, en
consecuencia, su producción a gran escala es de suma importancia.
La evaporación solar de los pozos, en su término medio anual, es de aproximadamente 5.0 litros, por metro
cuadrado día, de manera que los 10 pozos existentes en Coya, evaporan diariamente alrededor de 2300 m3 de
solución.
4.3 CRISTALIZACION
El proceso de cristalización consiste en separar las sales en estado sólido, a partir de soluciones enriquecidas de
éstas, por medio del enfriamiento de las soluciones. La formación de cristales se produce debido a la
sobresaturación del sistema, y ésta se logra a partir del enfriamiento de las soluciones.
La planta de cristalización está dividida en dos sectores: en uno se cristaliza el salitre sódico, y en el otro se
produce el sulfato de sodio decahidratado. Para ambos procesos se utiliza el mismo sistema de enfriamiento.
En la obtención del salitre, las soluciones fuertes de la lixiviación del caliche, son enfriadas a unos 10º C,
precipitándose el nitrato en forma de pequeños cristales que se separan de la solución restante o "agua vieja" por
decantación y secadores centrífugos.
En la última etapa de enfriamiento de las soluciones fuertes se efectúa en una planta de refrigeración con
amoníaco anhidro.
4.3.1. Cristalización Coya Sur: El nitrato existente en la pampa es, por lo general, NaNO3, que contiene muy
poca proporción de KNO3. Para satisfacer la demanda del mercados, el producto se debe enriquecer con un
mayor contenido de potasio. El potasio adicional se obtiene agregando KCL, a la solución concentrada
proveniente de los pozos de evaporación solar, en la planta de muriato.
La solución enriquecida en potasio es tratada en la planta de cristalización de Coya Sur , donde es enfriada hasta
que se logra la precipitación del salitre en forma de cristales muy finos. Esta pulpa es separada del líquido (agua
vieja o solución débil) por espesadores, y posteriormente es enviada a la planta de cristalización del salitre
potásico, obteniéndose el salitre potásico granulado.
4.3.2. Planta Sulfatos: Las soluciones ricas en sulfato que se obtienen en la lixiviación, son procesadas en la
planta de cristalización de sulfatos. Allí se obtiene el sulfato decahidratado, el cual, conjuntamente con parte de
las sales extraídas de los pozos, son procesadas en la planta de cristalización de Coya Sur, obteniéndose el sulfato
de sodio anhidro.
4.3.3 Composición química: Un análisis de la composición química en los depósitos de nitratos chilenos de las
plantas de María Elena y Pedro de Valdivia, son reportados en Ericksen et.al. (1988). Estos valores corresponden
al promedio de sus valores, obtenidos en dichas plantas durante el periodo de 1932- 1967, en % peso.
Posteriores estudios, en relación a la mineralogía y evolución de las salmueras madres en yacimientos de nitratos,
han sido realizados por Ericksen (1994), Cabrera et al. (1995), Bohlke et al. (1997) y Pueyo et al. (1998).
4.4 PRODUCTOS TERMINALES
Los productos que se elaboran y comercializan en el mercado nacional e internacional son los siguientes:
1.- Nitrato de sodio grado agrícola (salitre sódico agrícola).
2.- Nitrato de sodio grado industrial (salitre sódico industrial).
3.- Nitrato de sodio-potasio (salitre potásico).
4.- Iodo.
5.- Sulfato de sodio.
6.-Nitrato de potasio
7.-Carbonato de Litio
8.-Sulfato de potasio
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9.-Cloruro de potasio
En las Figuras Nº3 y Nº4 se visualiza un esquema de los diferentes productos comerciales obtenidos del caliche,
los cuales son tratados en su forma más amplia en los apartados correspondientes a nitratos de sodio, potasio y
yodo respectivamente.
5. LA SOCIEDAD QUÍMICA Y MINERA DE CHILE, SQM1
Como parte de un plan para reorganizar la industria chilena del salitre, en Chile, nace en 1968 la Sociedad
Química y Minera de Chile, SOQUIMICH. En sus inicios, la propiedad de la compañía era compartida entre el
estado (CORFO) y capitales privados (Cía. Salitrera Anglo Lautaro S.A.). En 1971, la empresa pasó a manos del
Estado, y en 1983, CORFO comenzó la privatización de la empresa, proceso que culminó 1988.
El período 1988 - 1993 se caracterizó por ser una etapa de modernización de sus plantas productivas. Se
realizaron importantes cambios en los procesos mineros y productivos y se construyeron plantas de mezclas de
fertilizantes en Bélgica y Chile. Con la finalidad de aumentar el valor agregado a sus ventas, en este período se
introdujeron nuevos productos, tales como el nitrato de potasio y los derivado del yodo y se implementó el
concepto de mezclas de especialidad. Se incorporó a la línea de productos, además, el nitrato de potasio técnico y
se dio inicio a la producción de cloruro de potasio y carbonato de litio.
1
FUENTE: Memoria Anual SQM, 1997
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A fines del año 1993, SQM adquirió el proyecto Minsal y efectuó de esta forma su primera colocación de
acciones en el mercado nacional e internacional mediante el mecanismo de los ADR, aumentando su capital en
aproximadamente US$ 170 millones, a objeto de financiar su plan de inversión.
La principal característica de esta empresa es la de producir los únicos nitratos naturales en el mundo (del orden
de 840.000 ton en 1994); ocupa más de un 40% del mercado doméstico en fertilizantes; líder en la producción de
yodo con más del 40% del total mundial (Septiembre de 1995); tiene alianzas con empresas internacionales, lo
que le permite poner valores agregados a sus materias primas, como es el caso del yodo, además de situarle como
líder en la producción de derivados del yodo.
Produce y distribuye también fertilizantes de especialidad y materias primas para la industria química. Posee una
red de distribución nacional e internacional que tiene del orden de 350.000 clientes en 60 países. La producción
de fertilizantes corresponde a un 63%, la de químicos industriales al 16%, la de yodo y derivados al 12% y de
otros productos al 9%. Sus ventas alcanzaron a US$ 314 millones en 1994, mientras que a Septiembre de 1995
eran del orden de US$ 312 millones, con 40% más altos que en mismo lapso del año anterior.
Los productos son los que SQM, llama Fertilizantes de Especialidad (nitrato de sodio, nitrato de potasio, salitre
potásico, sulfato de potasio y mezclas). Entre las mayores ventajas que presentan sus productos son el de ser
naturales, totalmente solubles en agua, no acidifican los suelos y están libres de cloro. En el ámbito de la
aplicación podemos mencionar al cultivo de hortalizas, tabacos, frutas, cereales, caña de azúcar y algodón.
Durante este período la Compañía realizó una segunda emisión de capital por un monto total aproximado de US$
150 millones, siendo la primera compañía chilena en colocar sus acciones por segunda vez en los mercados
internacionales. Concluyendo este período con la obtención de un crédito bancario a largo plazo por US$ 200
millones, cuya finalidad es financiar parte de su futuro plan de inversiones.
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En 1995, inició la producción de KNO3 técnico, y en 1998 inicia la producción de H3BO3.
Los Químicos industriales son NaNO3 industrial, KNO3 técnico, Na2SO4 y H3BO3. Estos químicos constituyen
insumos fundamentales de una variada gama de industria de alta tecnología y exigentes requerimientos. Se
utilizan en fabricación de vidrios de alta resolución para pantallas de computadores y TV, en la producción de
cerámicas y explosivos especiales, en tratamiento de metales, procesos de blanqueo en la industria de celulosa y
en la fabrica de detergente. Esta empresa está en expansión ya que sus actividades mineras buscan horizontes
fuera del país, mientras que, en el aspecto doméstico, desarrolla nuevos proyectos como MINSAL, otros en la
exploración minera de metálicos, además de algunas en menas no-metálicas.
Aparece claro que esta empresa está superando una de las desventajas de la Minería No Metálica del país al poner
valor agregado a sus productos, desarrollando nuevos productos e investigando nuevos usos. Esto lo realiza ya
sea por medios propios o a través de alianzas estratégicas.
Las fortalezas de la empresa se basan en una disponibilidad única, a nivel mundial, en que sus recursos naturales
forman la base de sus productos. Esto le ha permitido la diversificación de sus actividades, reducción de sus
costos y agresividad en el campo internacional de los negocios. Asimismo, desde el inicio de su privatización ha
ido en continua alza, eliminó todas las limitaciones de una empresa que fue subsidiada por el Gobierno por
muchos años y considerada como “una empresa social”.
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*FUENTE: Tomado de la Memoria Anual SQM, 1997
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FIGURA Nº6: Detalles de una lámina tomada de Pueyo et al. , 1998
1: Asociación de bloedita (B), darapskita (D),
nitratina (N), halita (H). Los cristales de nitratina contienen inclusiones sólidas de nitro.
2: Asociación de bloedita (B),
humberstonita (HB), nitratina (N), halita (H).
3: Asociación de glauberita (G), halita (H), nitratina (N), hectorfluoresita
(HF).
4: Fuenzalidaita (F) sobre nitratina (N)
5: bloedita (B), halita (H), kaliborita (K)
6: Probertita (P) rellenando una
fisura en halita (H). Forman parte de una asociación glauberita, halita, nitratina, probertita.
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6. REFERENCIAS
Böhlke, J.; Ericksen, G. y Revesz, K.: Stable isotope evidence for an atmosphere origin of desert nitrate deposits
in northern Chile and southern California USA. Chemical Geology, Nº136, 135-152, 1997
Bermúdez, Oscar,: Historia del salitre. Ediciones Pampa desnuda, 1987
Cabrera, L.; Chong, G.; Jenssen, A.; Pueyo, J.; Sáez, A. y Wilke, H: Cenozoic and Quaternary lacustrine systems
in northern Chile (Central Andes, arc and fore arc zone) Recent and ancient lacustrine systems in convergent
Margins. GLOPALS-IAS Meeting. Excursion Book, 77 p., 1995
Crozier, R.: Hitos en la Historia del salitre” en Boletin Minero Nº1118, Febrero, 1999
Chong, G.: The nitrate deposits of Chile in tectonics of the southern Central Andes. Structure and evolution of an
active continental margin. Reutter, K.; Scheuber, E.; Wigger, P. (Edit.), Springer, 303-316, 1994
Diagnóstico de la Minería no metálica de Chile. CORFO- INTEC Chile, vol. 2, 892-921, 1989
Ericksen, G.: Geology and origin of the Chilean nitrate deposits. U.S. Geol. Surv., Profesional Paper Nº1188,
37p., 1981.
Ericksen, G.; Hosterman, J. y Amand, P.: Chemistry, mineralogy and origin of the clay-hill nitrate deposits,
Amargosa River Valley, Death Valley Region, California, USA. Chemical Geology, 67, 85-102, 1988.
Ericksen, G.: Reply discussion of a petrographic study of the Chilean nitrates. Geological Magazine, vol. 131, 6,
849-852, 1994
14ª Memoria Anual 1985. Sociedad Química y Minera de Chile S. A., Santiago de Chile, 68 p., 1985
Garcés, I. (1999): Geochemistry of Salar of Huasco, Chile. Conference 8th World Salt Symposium 2000, The
Netherlands, 2000
Memoria Anual 1997. Sociedad Química y Minera de Chile S. A., Santiago de Chile, 144 p., 1997
Pueyo, J., Chong, G. y Vega, M.: Mineralogía y evolución de las salmueras madres en el yacimiento de nitratos.
Pedro de Valdivia, Antofagasta, Chile. Rev. Geol. Chile, 25, 1: 3-15, 1998.
Spiro, B. y Chong, G.: Origin of sulphate in the salar de Atacama and the Cordillera de la Sal. Initial results of an
isotopic study. In International Symposium, Nº3, Andean Geodynamics (ISAG), 703-707, 1996
INGRID GARCES M./UNIV. DE ANTOFAGASTA