¿Como se fabrica el borax?

Cómo se fabrica el bórax: del mineral al producto terminado

El bórax, tetraborato de sodio decahidrato (Na₂B₄O₇·10H₂O), es un compuesto mineral cristalino soluble en agua con pH alcalino que la humanidad lleva siglos explotando. Lo que poca gente sabe es que la inmensa mayoría del bórax comercial del mundo no se fabrica en reactores a partir de reactivos puros, sino que se obtiene procesando el mineral que la naturaleza concentró durante millones de años en salares, lagunas salinas y formaciones evaporíticas. Turquía es hoy el principal productor mundial de compuestos de boro gracias a sus enormes reservas de bórax y kernita, seguida por Estados Unidos, Chile, Argentina y Bolivia.

El punto de partida es siempre la extracción del mineral. Los yacimientos más importantes se localizan en depósitos evaporíticos como el Desierto de Mojave en California, el Salar de Uyuni en Bolivia o las formaciones de la Puna argentina. La extracción se realiza por medios mecanizados, habitualmente mediante minería a cielo abierto con perforación, excavación y retiro de materiales, aunque en algunos casos se emplean minas subterráneas. Cada mina requiere un esquema de procesamiento adaptado a su mineral específico: tincal, kernita, hidroboracita, colemunita o ulexita, porque la calidad y pureza de los cristales dependen directamente de las condiciones geológicas bajo las cuales se formó el depósito.

Una vez extraído, el mineral entra en la etapa de pre-concentración y reducción de tamaño. En yacimientos como Tincalayu se aplica zarandeo, trituración y clasificación, y acopio del concentrado de borato de sodio. En plantas como Sijes, el proceso es totalmente en seco: una trituración primaria en trituradora de mandíbulas reduce la mena a fragmentos de unos 8 cm, después viene la trituración secundaria y molienda en molinos de cono y de rodillos, la clasificación por zarandas y la concentración mediante separadores magnéticos, obteniéndose un producto con granulometría inferior a 2 mm. Una trituración terciaria en molino de rodillos permite reducir el mineral a polvo cuando se requiere mayor liberación.

El objetivo de toda esta conminución es alcanzar el grado de liberación del mineral y aumentar la superficie de contacto de las partículas, lo que mejora enormemente la eficiencia de las reacciones químicas o de la disolución posteriores. Todo el manipuleo se apoya en cintas y roscas transportadoras, elevadores a cangilones, transportes vibratorios, zarandas clasificadoras, cargadores frontales, camiones y autoelevadores, con aspiradores y filtros de mangas que capturan el polvo generado.

El siguiente paso central es la disolución o lixiviación del bórax contenido en el mineral. En la planta de Tincalayu, el tincal previamente triturado se alimenta en forma continua a unos disolvedores, donde se mezcla con agua madre reciclada del propio proceso a alta temperatura; el bórax presente se disuelve en esa agua madre. En términos más generales, el mineral triturado se lava con agua caliente para disolver el bórax y otros minerales solubles, generando una solución acuosa concentrada que en los salares se denomina salmuera. Cuando la materia prima es ulexita o hidroboracita y se busca ácido bórico, la disolución se promueve con ácido sulfúrico en reactores continuos, con agua madre reciclada y temperatura óptima alcanzada por inyección de vapor.

Tras la disolución llega la separación sólido-líquido, etapa crítica para retirar la ganga arcillosa que acompaña a los minerales boratados. Los sólidos gruesos se retiran en un separador hidráulico; la solución de rebalse se envía después a filtros prensa, donde se separan arcillas y sólidos finos recuperando el agua madre que retorna al circuito, o bien a sedimentadores en los que, mediante la adición de floculante, se logra la sedimentación de barros. La solución clara sobrenadante es la que alimenta los cristalizadores.

La cristalización es la etapa que define el producto final. La solución clara ingresa a cristalizadores donde, por descenso controlado de la temperatura, se logra la cristalización del bórax decahidratado (Borax 10). La cristalización controlada permite seleccionar qué compuesto de boro precipita, manipulando temperatura y concentración, de modo que en la misma planta pueden obtenerse bórax decahidratado, bórax pentahidratado o ácido bórico. Para que la cristalización ocurra solo en los cristalizadores, es necesario mantener elevada la temperatura en todos los equipos previos mediante calefacción con vapor, generado en calderas que queman gas natural o fuel-oil, evitando que el bórax cristalice prematuramente en tuberías e intercambiadores.

En paralelo, en los procesos de evaporación natural típicos de los salares, la salmuera se concentra en grandes estanques al aire libre o instalaciones de evaporación controlada, donde el agua se evapora lentamente por acción del calor solar. A medida que el agua se pierde, los minerales de bórax y otros solutos se concentran y el bórax comienza a cristalizar y precipitar; esos cristales se recolectan y se separan del resto de minerales presentes en la salmuera.

La separación mecánica de los cristales se hace por centrifugación o filtración. La pulpa de cristales y agua madre se envía a centrífugas que recuperan el agua madre para recircularla al proceso. El producto obtenido es un bórax húmedo que puede destinarse directamente a secado y envasado como Borax 10, o derivarse a una conversión para obtener Borax 5, es decir, tetraborato de sodio pentahidratado. El agua madre excedente puede recircularse o evacuarse a lagunas de evaporación.

El secado y la purificación final consisten en lavar los cristales con agua para eliminar impurezas adheridas y secarlos con aire caliente en un secador rotativo. Para aplicaciones que exigen alta pureza se emplean pasos adicionales como recristalización, tratamientos químicos o extracción con disolventes. El material seco se almacena en silos y se envasa en bolsas a granel, sacos menores o formatos específicos según el destino final, desde donde se distribuye a nivel nacional e internacional.