Potassa

Il primo brevetto degli Stati Uniti fu rilasciato per un miglioramento “nella produzione di cenere di Pot e di Pearl con un nuovo apparato e processo”; fu firmato dall’allora presidente George Washington.

Un vagone tramoggia coperto in un treno canadese per la spedizione di potassio su rotaia.

Il potassio (specialmente il carbonato di potassio) è stato usato per sbiancare i tessuti, fare il vetro, la ceramica e il sapone, fin dall’età del bronzo. La potassa era principalmente ottenuta per lisciviazione delle ceneri di piante terrestri e marine. A partire dal XIV secolo la potassa è stata estratta in Etiopia. Uno dei depositi più grandi del mondo, da 140 a 150 milioni di tonnellate, si trova nella zona di Dallol nella regione di Afar.

Il potassio era uno dei più importanti prodotti chimici industriali. Veniva raffinato dalle ceneri di latifoglie e prodotto principalmente nelle aree forestali di Europa, Russia e Nord America. Anche se i metodi per produrre alcali artificiali furono inventati alla fine del diciottesimo secolo, questi non divennero economici fino alla fine del diciannovesimo secolo e così la dipendenza dalle fonti organiche di potassa rimase. Si stima che le importazioni europee di potassa richiedessero 6 o più milioni di metri cubi ogni anno dall’inizio del XVII secolo.

Tra il 1420 e il 1620, le principali città esportatrici di potassa derivata dal legno erano Danzica, Königsberg e Riga. A partire dal 1640, le perturbazioni geopolitiche fecero sì che i centri di esportazione si spostassero dal Baltico ad Arcangelo, in Russia. Nel 1700, la cenere russa era dominante anche se Danzica rimaneva notevole per la qualità della sua potassa. Alla fine del XV secolo, Londra era l’importatore principale a causa della sua posizione come centro di produzione di sapone morbido, mentre gli olandesi dominavano come fornitori e consumatori nel XVI secolo.

Il primo brevetto statunitense di qualsiasi tipo fu rilasciato nel 1790 a Samuel Hopkins per un miglioramento “nella produzione di cenere di Pot e Pearl con un nuovo apparato e processo”. La cenere di perla era una qualità più pura ottenuta dalla calcinazione della potassa in un forno a riverbero o in una fornace. I pozzi di potassa erano una volta usati in Inghilterra per produrre potassa che veniva usata per fare il sapone per la preparazione della lana per la produzione di filati.

Dal diciottesimo secolo, la potassa americana di qualità superiore veniva sempre più importata in Gran Bretagna. Alla fine del diciottesimo e all’inizio del diciannovesimo secolo, la produzione di potassa forniva ai coloni del Nord America un modo per ottenere il denaro e il credito di cui avevano bisogno mentre disboscavano la terra per le coltivazioni. Per fare pieno uso della loro terra, i coloni avevano bisogno di smaltire il legno in eccesso. Il modo più semplice per realizzare questo era quello di bruciare tutto il legno non necessario per il combustibile o la costruzione. La cenere degli alberi di legno duro poteva essere usata per fare la liscivia, che poteva essere usata per fare il sapone o bollita per produrre la preziosa potassa. Il legno duro poteva generare ceneri al ritmo di 60-100 bushel per acro (da 500 a 900 m³/km2). Nel 1790, le ceneri potevano essere vendute per 3,25-6,25 dollari per acro (da 800 a 1.500 dollari/km2) nello stato rurale di New York – quasi lo stesso prezzo che si avrebbe assumendo un operaio per disboscare la stessa area. La produzione di potassio divenne una grande industria nel Nord America britannico. La Gran Bretagna fu sempre il mercato più importante. L’industria americana della potassa seguì l’ascia del boscaiolo in tutto il paese. Dopo circa il 1820, New York sostituì il New England come fonte più importante; dal 1840 il centro era in Ohio. La produzione di potassa fu sempre un’industria di sottoprodotti, in seguito alla necessità di liberare la terra per l’agricoltura.

Dal 1767, la potassa dalle ceneri di legno fu esportata dal Canada. Nel 1811, il 70% del totale di 19,6 milioni di libbre di potassio importato in Gran Bretagna proveniva dal Canada. Le esportazioni di potassa e di cenere di legno raggiunsero i 43.958 barili nel 1865. C’erano 519 ceneri in funzione nel 1871. L’industria declinò alla fine del XIX secolo quando la produzione su larga scala di potassio da sali minerali fu stabilita in Germania. Nel 1943, il potassio fu scoperto nel Saskatchewan, in Canada, durante la perforazione per il petrolio. L’esplorazione attiva iniziò nel 1951. Nel 1958, la Potash Company of America divenne il primo produttore di potassio in Canada con la messa in funzione di una miniera sotterranea di potassio a Patience Lake; tuttavia, a causa di infiltrazioni d’acqua nel suo pozzo, la produzione si fermò alla fine del 1959, ma dopo estese stuccature e riparazioni, riprese nel 1965. La miniera sotterranea fu allagata nel 1987 e fu riattivata per la produzione commerciale come miniera di soluzione nel 1989.

Una cartolina dello stabilimento della Kalium Chemicals a Belle Plaine, Saskatchewan

Nel 1964 una compagnia canadese conosciuta come Kalium Chemicals stabilì la prima miniera di potassio che sfruttava il processo di soluzione. La scoperta fu fatta durante l’esplorazione delle riserve di petrolio. La miniera fu sviluppata vicino a Regina, Saskatchewan. La miniera raggiunse profondità superiori ai 1500 metri. Mosaic’s, Belle Plaine era andata in seguito ad intraprendere il funzionamento della miniera.

Stagni di evaporazione del potassio vicino a Moab, Utah

La maggior parte delle riserve mondiali di potassio (K) sono state depositate come acqua marina in antichi oceani interni. Dopo che l’acqua è evaporata, i sali di potassio si sono cristallizzati in letti di minerale potassico. Questi sono i luoghi dove il potassio viene estratto oggi. I depositi sono una miscela naturale di cloruro di potassio (KCl) e cloruro di sodio (NaCl), più comunemente noto come sale da cucina. Nel corso del tempo, quando la superficie della terra è cambiata, questi depositi sono stati coperti da migliaia di metri di terra.

La maggior parte delle miniere di potassio oggi sono miniere a pozzo profondo fino a 4.400 piedi (1.400 m) sottoterra. Altre sono estratte come miniere a strisce, essendo state depositate in strati orizzontali come roccia sedimentaria. Negli impianti di lavorazione in superficie, il KCl viene separato dalla miscela per produrre un fertilizzante di potassio ad alta analisi. Altri sali di potassio possono essere separati con varie procedure, ottenendo solfato di potassio e solfato di potassio e magnesio.

Oggi alcuni dei più grandi depositi di potassio conosciuti al mondo sono sparsi in tutto il mondo dal Saskatchewan, Canada, al Brasile, Bielorussia, Germania e il bacino Permiano. Il deposito del bacino permiano include le principali miniere fuori da Carlsbad, New Mexico, fino al deposito di potassio più puro del mondo nella contea di Lea, New Mexico (non lontano dai depositi di Carlsbad), che si crede sia puro all’80% circa. (La contea di Osceola, nel Michigan, ha depositi puri al 90+%; tuttavia, l’unica miniera lì è stata convertita alla produzione di sale). Il Canada è il più grande produttore, seguito da Russia e Bielorussia. La riserva più significativa di potassio del Canada si trova nella provincia di Saskatchewan ed è estratta da The Mosaic Company, Nutrien e K+S.

In Cina, la maggior parte dei depositi di potassio sono concentrati nei deserti e nelle saline dei bacini endoreici delle sue province occidentali, in particolare Qinghai. Le spedizioni geologiche hanno scoperto le riserve negli anni ’50, ma lo sfruttamento commerciale ha tardato fino alla politica di riforma e apertura di Deng Xiaoping negli anni ’80. L’apertura nel 1989 della fabbrica di fertilizzanti potassici del Qinghai nella remota Qarhan Playa ha sestuplicato la produzione cinese di cloruro di potassio, da meno di 40.000 tonnellate (39.000 tonnellate lunghe; 44.000 tonnellate corte) l’anno a Haixi e Tanggu a poco meno di 240.000 tonnellate (240.000 tonnellate lunghe; 260.000 tonnellate corte) l’anno.

All’inizio del 20° secolo, depositi di potassio sono stati trovati nella depressione di Dallol in località Musely e Crescent vicino al confine tra Etiopia ed Eritrea. Le riserve stimate sono 173 e 12 milioni di tonnellate per Musely e Crescent, rispettivamente. Quest’ultima è particolarmente adatta all’estrazione di superficie; è stata esplorata negli anni ’60 ma i lavori si sono fermati a causa dell’inondazione del 1967. I tentativi di continuare l’estrazione negli anni 1990 sono stati fermati dalla guerra eritreo-etiopica e non sono ripresi a partire dal 2009.

Il recupero dei sali fertilizzanti di potassio dall’acqua di mare è stato studiato in India. Durante l’estrazione del sale dall’acqua di mare per evaporazione, i sali di potassio si concentrano nel bitume, un effluente dell’industria del sale.

Nel 2013, quasi il 70% della produzione di potassio era controllata da Canpotex, una società di esportazione e commercializzazione, e dalla Belarusian Potash Company. Quest’ultima era una joint venture tra Belaruskali e Uralkali, ma il 30 luglio 2013, Uralkali ha annunciato di aver chiuso la joint venture.

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