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Potasa policristalina, con un centavo estadounidense como referencia. (La moneda tiene 19 mm (0,75 pulgadas) de diámetro y es de color cobre ).

Potasa ( / p ɒ t æ ʃ / ) incluye varios minadas y fabricados sales que contienen potasio en agua soluble formulario. [1] El nombre deriva de pot ash , que se refiere a cenizas de plantas o cenizas de madera empapadas en agua en una olla, que era el medio principal de fabricación del producto antes de la Era Industrial . La palabra "potasio" se deriva de "potasa". [2]

La potasa se produce en todo el mundo en cantidades que superan los 90 millones de toneladas (40 millones de toneladas de K 2 O equivalente) por año, principalmente para su uso en fertilizantes . Varios tipos de fertilizantes potásicos constituyen el mayor uso industrial del elemento potasio en el mundo. El potasio se obtuvo por primera vez en 1807 por electrólisis de potasa cáustica ( hidróxido de potasio ). [3]

Terminología [ editar ]

La potasa se refiere a compuestos de potasio y materiales que contienen potasio, más comúnmente carbonato de potasio. La palabra "potasa" se origina en el holandés medio " potaschen ", que denota "cenizas de olla", en 1477. [4] El antiguo método de fabricación de carbonato de potasio ( K
2
CO
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) fue recolectando o produciendo cenizas de madera (la ocupación de quemadores de cenizas ), lixiviando las cenizas y luego evaporando la solución resultante en grandes ollas de hierro, lo que dejaba un residuo blanco denominado "pot ash". [5] Aproximadamente el 10% en peso de la ceniza de madera común se puede recuperar como potasa. [6] [7] Más tarde, la "potasa" se aplicó ampliamente a las sales de potasio naturales y al producto comercial derivado de ellas, [8] aunque muy probablemente derivó su nombre (donde se usó) del anión del ácido que reemplazó el resto de carbonato , un uso equívoco común de "potasa" por "potasio".

La siguiente tabla enumera varios compuestos de potasio que tienen "potasa" en sus nombres tradicionales:

Producción [ editar ]

Todos los depósitos comerciales de potasa provienen originalmente de depósitos de evaporita y, a menudo, están enterrados muy por debajo de la superficie de la tierra. Los minerales de potasio son típicamente ricos en cloruro de potasio (KCl), cloruro de sodio (NaCl) y otras sales y arcillas, y generalmente se obtienen mediante minería de pozos convencional con el mineral extraído molido en polvo. [12] Otros métodos incluyen métodos de extracción por disolución y evaporación de salmueras.

En el método de evaporación, se inyecta agua caliente en la potasa que se disuelve y luego se bombea a la superficie donde se concentra por evaporación inducida por el sol. A continuación, se añaden reactivos de amina a las soluciones extraídas o evaporadas. La amina recubre el KCl pero no el NaCl. Las burbujas de aire se adhieren a la amina + KCl y la flotan hacia la superficie mientras que el NaCl y la arcilla se hunden hasta el fondo. La superficie se desnata en busca de amina + KCl, que luego se seca y se empaqueta para su uso como fertilizante rico en K; el KCl se disuelve fácilmente en agua y está disponible rápidamente para la nutrición de las plantas . [13]

Los depósitos de potasa se pueden encontrar en todo el mundo. En la actualidad, se están extrayendo depósitos en Canadá, Rusia, China, Bielorrusia, Israel, Alemania, Chile, Estados Unidos, Jordania, España, Reino Unido, Uzbekistán y Brasil, [14] con los depósitos más importantes presentes en Saskatchewan , Canadá. [7]

Riesgos laborales [ editar ]

Las enfermedades respiratorias excesivas han sido una preocupación para los mineros de potasa a lo largo de la historia debido a los peligros ambientales, como el radón y el asbesto. Los mineros de potasa pueden desarrollar silicosis. Sobre la base de un estudio realizado entre 1977 y 1987, las enfermedades cardiovasculares entre los trabajadores de la potasa, las tasas de mortalidad generales fueron bajas, pero se documentó una diferencia notable en los trabajadores de superficie. [15]

Historia de la producción [ editar ]

La primera patente estadounidense fue emitida para una mejora "en la fabricación de ceniza de potasio y ceniza de perla mediante un nuevo aparato y proceso"; fue firmado por el entonces presidente George Washington .
Un vagón tolva cubierto en un tren canadiense para transportar potasa por ferrocarril.

La potasa (especialmente el carbonato de potasio) se ha utilizado para blanquear textiles, fabricar vidrio , cerámica y jabón desde aproximadamente el año 500 dC. La potasa se obtenía principalmente mediante la lixiviación de las cenizas de las plantas terrestres y marinas. A partir del siglo XIV se extraía potasa en Etiopía . Uno de los depósitos más grandes del mundo, de 140 a 150 millones de toneladas, se encuentra en el área de Dallol de la región de Afar . [dieciséis]

La potasa era uno de los productos químicos industriales más importantes. Se refinó a partir de las cenizas de árboles latifoliados y se produjo principalmente en las áreas boscosas de Europa, Rusia y América del Norte . Aunque los métodos para producir álcalis artificiales se inventaron a fines del siglo XVIII, estos no se volvieron económicos hasta fines del siglo XIX, por lo que se mantuvo la dependencia de fuentes orgánicas de potasa.

La potasa se convirtió en un importante producto comercial internacional en Europa desde al menos principios del siglo XIV. Se estima que las importaciones europeas de potasa requirieron 6 o más millones de metros cúbicos cada año desde principios del siglo XVII. [17]

Entre 1420 y 1620, las principales ciudades exportadoras de potasa derivada de la madera fueron Danzig, Königsberg y Riga. A partir de la década de 1640, los trastornos geopolíticos hicieron que los centros de exportación se trasladaran del Báltico al Arcángel, Rusia. En 1700, la ceniza rusa dominaba, aunque Danzig seguía siendo notable por la calidad de su potasa. A finales del siglo XV, Londres era el principal importador debido a su posición como centro de fabricación de jabón blando, mientras que los holandeses dominaban como proveedores y consumidores en el siglo XVI. [18]

La primera patente estadounidense de cualquier tipo se concedió en 1790 a Samuel Hopkins para una mejora "en la fabricación de ceniza de potasio y ceniza de perla mediante un nuevo aparato y proceso". [19] La ceniza de perla era una cualidad más pura obtenida por calcinación de potasa en un horno reverberatorio o en un horno. Los hoyos de potasa se usaron una vez en Inglaterra para producir potasa que se usaba en la fabricación de jabón para la preparación de lana para la producción de hilo.

En el siglo XVIII, la potasa estadounidense de mayor calidad se importaba cada vez más a Gran Bretaña. A finales del siglo XVIII y principios del XIX, la producción de potasa proporcionó a los colonos de América del Norte una forma de obtener el dinero y el crédito que tanto necesitaban mientras despejaban tierras boscosas para cultivos. Para aprovechar al máximo su tierra, los colonos necesitaban deshacerse del exceso de madera. La forma más fácil de lograrlo era quemar la madera que no se necesitaba para combustible o construcción. Las cenizas de los árboles de madera dura podrían usarse para hacer lejía , que podría usarse para hacer jabón o hervirse para producir potasa valiosa. La madera dura podría generar cenizas a razón de 60 a 100 bushels por acre (500 a 900 m³ / km 2). En 1790, las cenizas podían venderse entre $ 3,25 y $ 6,25 por acre ($ 800 a $ 1,500 / km 2 ) en el estado rural de Nueva York , casi la misma tasa que contratar a un trabajador para limpiar la misma área. La fabricación de potasa se convirtió en una industria importante en la Norteamérica británica. Gran Bretaña fue siempre el mercado más importante. La industria estadounidense de la potasa siguió el hacha del leñador por todo el país. Después de aproximadamente 1820, Nueva York reemplazó a Nueva Inglaterra como la fuente más importante; en 1840 el centro estaba en Ohio. La producción de potasa fue siempre una industria de subproductos, producto de la necesidad de despejar la tierra para la agricultura. [20]

A partir de 1767, la potasa de las cenizas de madera se exportó desde Canadá. En 1811, el 70% del total de 19,6 millones de libras de potasa importadas a Gran Bretaña procedían de Canadá. [21] Las exportaciones de potasa y ceniza de perla alcanzaron los 43.958 barriles en 1865. Había 519 cenizas en funcionamiento en 1871. La industria declinó a fines del siglo XIX cuando se estableció en Alemania la producción a gran escala de potasa a partir de sales minerales . En 1943, se descubrió potasa en Saskatchewan , Canadá, en el proceso de perforación en busca de petróleo. La exploración activa comenzó en 1951. En 1958, Potash Company of America se convirtió en el primer productor de potasa en Canadá con la puesta en servicio de una mina subterránea de potasa en Patience Lake.; sin embargo, debido a la filtración de agua en su pozo, la producción se detuvo a fines de 1959, pero luego de extensas lechadas y reparaciones, se reanudó en 1965. La mina subterránea se inundó en 1987 y se reactivó para la producción comercial como una mina de solución en 1989. [7]

Una postal de la planta de Kalium Chemicals en Belle Plaine, Saskatchewan

En 1964, una empresa canadiense conocida como Kalium Chemicals estableció la primera mina de potasa que aprovechó el proceso de solución. El descubrimiento se realizó durante la exploración de reservas de petróleo. La mina se desarrolló cerca de Regina, Saskatchewan. La mina alcanzó profundidades superiores a los 1500 metros. Mosaic's, Belle Plaine había ido más tarde para emprender la operación de la mina. [7]

Estanques de evaporación de potasa cerca de Moab, Utah

La mayor parte de las reservas mundiales de potasio (K) se depositaron como agua de mar en antiguos océanos interiores . Después de que el agua se evaporó, las sales de potasio cristalizaron en lechos de mineral de potasio. Estos son los lugares donde se extrae potasa hoy. Los depósitos son una mezcla natural de cloruro de potasio (KCl) y cloruro de sodio (NaCl), más comúnmente conocido como sal de mesa . Con el tiempo, a medida que cambiaba la superficie de la tierra, estos depósitos fueron cubiertos por miles de pies de tierra. [20]

La mayoría de las minas de potasa en la actualidad son minas de pozos profundos a una profundidad de hasta 4,400 pies (1,400 m) bajo tierra. Otras se extraen como minas a cielo abierto, habiendo sido colocadas en capas horizontales como roca sedimentaria . En las plantas de procesamiento aéreas, el KCl se separa de la mezcla para producir un fertilizante de potasio de alto análisis. Otras sales de potasio se pueden separar mediante varios procedimientos, dando como resultado sulfato de potasio y sulfato de potasio-magnesio.

Hoy en día, algunos de los depósitos de potasa más grandes del mundo se encuentran repartidos por todo el mundo desde Saskatchewan , Canadá, hasta Brasil , Bielorrusia , Alemania y la cuenca del Pérmico . El depósito de la cuenca Pérmica incluye las principales minas fuera de Carlsbad , Nuevo México, hasta el depósito de potasa más puro del mundo en el condado de Lea, Nuevo México (no lejos de los depósitos de Carlsbad), que se cree que tiene una pureza aproximada del 80%. ( Condado de Osceola, Michigantiene depósitos 90 +% puros; sin embargo, la única mina allí se convirtió en producción de sal. Canadá es el mayor productor, seguido de Rusia y Bielorrusia. La reserva más importante de potasa de Canadá se encuentra en la provincia de Saskatchewan y se extrae por la compañía Mosaic , Nutrien y K + S . [1]

En China , la mayoría de los depósitos de potasa se concentran en los desiertos y salares de las cuencas endorreicas de sus provincias occidentales, en particular Qinghai . Expediciones geológicas descubrieron las reservas en la década de 1950 [22] , pero la explotación comercial retardados hasta que Deng Xiaoping 's reforma y la apertura política hasta en los años 1980. La apertura en 1989 de la fábrica de fertilizantes de potasio de Qinghai en la remota Qarhan Playa aumentó la producción de cloruro de potasio en China seis veces, desde menos de 40.000 t (39.000 toneladas largas; 44.000 toneladas cortas) al año en Haixi y Tanggu.a poco menos de 240.000 t (240.000 toneladas largas; 260.000 toneladas cortas) al año. [23]

A principios del siglo XX, se encontraron depósitos de potasa en la depresión de Dallol en las localidades de Musely y Crescent cerca de la frontera entre Etiopía y Eritrea . Las reservas estimadas son 173 y 12 millones de toneladas para Musely y Crescent, respectivamente. Este último es particularmente adecuado para la minería a cielo abierto; se exploró en la década de 1960, pero las obras se detuvieron debido a la inundación de 1967. Los intentos de continuar la explotación minera en la década de 1990 fueron detenidos por la guerra entre Eritrea y Etiopía y no se reanudaron en 2009. [24]

En la India se ha estudiado la recuperación de sales fertilizantes de potasio del agua de mar . [25] Durante la extracción de sal del agua de mar por evaporación, las sales de potasio se concentran en el avetoro , un efluente de la industria de la sal.

En 2013, casi el 70% de la producción de potasa estaba controlada por Canpotex , una empresa de exportación y comercialización, y la Belarusian Potash Company . Este último era una empresa conjunta entre Belaruskali y Uralkali , pero el 30 de julio de 2013, Uralkali anunció que había terminado la empresa. [26]

Consumo [ editar ]

Fertilizantes [ editar ]

El potasio es el tercer nutriente importante para plantas y cultivos después del nitrógeno y el fósforo . Se ha utilizado desde la antigüedad como fertilizante del suelo (alrededor del 90% del uso actual). [6] El potasio elemental no se encuentra en la naturaleza porque reacciona violentamente con el agua. [28] Como parte de varios compuestos, el potasio constituye aproximadamente el 2,6% de la corteza terrestre en masa y es el séptimo elemento más abundante, similar en abundancia al sodio en aproximadamente el 1,8% de la corteza terrestre. [29]La potasa es importante para la agricultura porque mejora la retención de agua, el rendimiento, el valor de los nutrientes, el sabor, el color, la textura y la resistencia a las enfermedades de los cultivos alimentarios. Tiene una amplia aplicación en frutas y verduras, arroz, trigo y otros granos, azúcar, maíz, soja, aceite de palma y algodón, todos los cuales se benefician de las propiedades de mejora de la calidad de los nutrientes. [30]

La demanda de alimentos y piensos ha ido en aumento desde el año 2000. El Departamento de Agricultura de los Estados Unidos 's Servicio de Investigación Económica (ERS) atribuye la tendencia a media que aumenta la población anual de 75 millones de personas en todo el mundo. Desde el punto de vista geográfico, el crecimiento económico en Asia y América Latina contribuyó en gran medida al mayor uso de fertilizantes a base de potasa. El aumento de los ingresos en los países en desarrollo también fue un factor en el uso creciente de potasa y fertilizantes. Con más dinero en el presupuesto familiar, los consumidores agregaron más carne y productos lácteos a sus dietas. Este cambio en los patrones de alimentación requirió que se plantaran más acres, se aplicara más fertilizante y se alimentara a más animales, todo lo cual requería más potasa.

Después de años de tendencia al alza, el uso de fertilizantes se desaceleró en 2008. La recesión económica mundial es la razón principal de la disminución del uso de fertilizantes, la caída de precios y el aumento de inventarios. [31] [32]

Los mayores consumidores de potasa del mundo son China, Estados Unidos, Brasil e India. [33] Brasil importa el 90 por ciento de la potasa que necesita. [33] Se espera que el consumo de potasa para fertilizantes aumente a alrededor de 37,8 millones de toneladas para 2022. [34]

Las importaciones y exportaciones de potasio se informan a menudo en K 2 O equivalente , aunque los fertilizantes nunca contienen óxido de potasio, per se, porque el óxido de potasio es cáustico e higroscópico .

Precios [ editar ]

A principios de 2008, los precios de la potasa comenzaron un ascenso meteórico de menos de 200 dólares EE.UU. la tonelada a un máximo de 875 dólares EE.UU. en febrero de 2009. [35] Posteriormente, estos precios descendieron drásticamente a un nivel mínimo de abril de 2010 de 310 dólares EE.UU., antes de recuperarse en 2011. –12, y recayendo nuevamente en 2013. Como referencia, los precios en noviembre de 2011 estaban alrededor de US $ 470 por tonelada, pero en mayo de 2013 se mantuvieron estables en US $ 393. [36] Después de la sorpresiva ruptura del cártel de potasa más grande del mundo a fines de julio de 2013, los precios de la potasa estaban a punto de caer un 20 por ciento. [37] A finales de diciembre de 2015, la potasa se cotizaba a 295 dólares EE.UU. la tonelada. En abril de 2016 su precio era de US $ 269. [38]En mayo de 2017, los precios se estabilizaron en alrededor de 216 dólares la tonelada, un 18% menos que el año anterior. En enero de 2018, los precios se habían recuperado a alrededor de 225 dólares la tonelada. [39] La demanda mundial de potasa tiende a ser inelástica en cuanto al precio a corto plazo e incluso a largo plazo. [34]

Otros usos [ editar ]

Además de su uso como fertilizante, el cloruro de potasio es importante en muchas economías industrializadas, donde se usa en el reciclaje de aluminio , por la industria de cloro-álcali para producir hidróxido de potasio, en galvanoplastia de metales , fluido de perforación de pozos de petróleo , fusión de nieve y hielo. tratamiento térmico del acero, en medicina como tratamiento para la hipopotasemia y ablandamiento del agua . El hidróxido de potasio se utiliza para el tratamiento de aguas industriales y es el precursor del carbonato de potasio, varias formas de fosfato de potasio, muchas otras sustancias químicas potásicas y la fabricación de jabón. El carbonato de potasio se utiliza para producir suplementos alimenticios para animales , cemento , extintores, productos alimenticios, químicos fotográficos y textiles. También se utiliza en la elaboración de cerveza , preparaciones farmacéuticas y como catalizador para la fabricación de caucho sintético . También se combina con arena de sílice para producir silicato de potasio , a veces conocido como vidrio soluble , para su uso en pinturas y electrodos de soldadura por arco . Estos usos no fertilizantes han representado alrededor del 15% del consumo anual de potasa en los Estados Unidos. [1]

Suplentes [ editar ]

No existen sustitutos del potasio como nutriente vegetal esencial y como requisito nutricional esencial para animales y humanos. El estiércol y la glauconita ( arena verde) son fuentes de bajo contenido de potasio que pueden transportarse de manera rentable solo a distancias cortas hasta los campos de cultivo. [27]

Ver también [ editar ]

  • Salitre
  • Jabón de agua salada
  • Hidróxido de sodio
  • Ceniza de hueso
  • Lista de minas en Saskatchewan

Referencias [ editar ]

  1. ^ a b c d Potasa , Anuario de minerales 2008 de USGS
  2. ^ Davy, Humphry (1808). "Sobre algunos nuevos fenómenos de cambios químicos producidos por la electricidad, en particular la descomposición de los álcalis fijos, y la exposición de las nuevas sustancias que constituyen sus bases; y sobre la naturaleza general de los cuerpos alcalinos" . Transacciones filosóficas de la Royal Society de Londres . 98 : 32. doi : 10.1098 / rstl.1808.0001 .
  3. ^ Caballero, David (1992). Humphry Davy: ciencia y poder . Oxford: Blackwell. pp.  66 .
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  •  Este artículo incorpora  material de dominio público del documento del Servicio Geológico de los Estados Unidos : "Potasa" (PDF) .

Lectura adicional [ editar ]

  • Seaver, Frederick J. (1918) "Bosquejos históricos del condado de Franklin y sus varias ciudades" , JB Lyons Company, Albany, NY, sección "Making Potash" págs. 27-29

Enlaces externos [ editar ]

  • Quemaron los bosques y vendieron las cenizas
  • Henry M. Paynter, La primera patente , invención y tecnología, otoño de 1990
  • La primera patente de EE. UU. , Emitida para un método de producción de potasa
  • Mapa mundial de los mercados agrícolas y de fertilizantes
  • Rusia obtiene una rica cosecha con potasa