UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICA (Creada por Ley Nro. 25265)
FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS - CIVIL - AMBIENTAL ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MINAS
TEMA ACTUAL
TRATAMIENTO DE POLVOS METALURGICOS Y GASES EN UNA PLANTA DE FUNDICION.
CURSO: TRATAMIENTO DE MINERALES ELABORADO POR: POR: QUISPE BUENDIA, Raúl Florentino
Av. Centenario s/n – Ciudad Ciudad Universitaria Santa Rosa – Lircay - Angaraes
A
nuestras
todas
las
contribuyen
familias personas en
y
a
que
nuestra
formación profesional y a todos
los
docentes
que
poseen ética profesional. profesional.
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INTRODUCCIÓN. Por medio de este trabajo describimos los alcances básicos de como se viene realizando el tratamiento de polvos y gases metalúrgicos y contaminantes en un sector productivo tan complejo como la metalurgia no férrea, se ha adoptado el criterio de analizar conjuntamente la producción de metales primarios y secundarios y dividirlos en diez grupos. Cobre (incluido Sn y Be) Be) y sus aleaciones. Aluminio. cadmio (+ Sb, Bi, In, Ge, Ge, Ga, As, Se, Te). Te). Zinc, plomo y cadmio Metales preciosos. Mercurio. Metales refractarios. Ferroaleaciones. Metales alcalinos y alcalinotérreos. Níquel y cobalto. Carbono y grafito.
Este resumen de estudio de proceso metalúrgico de tratamiento de contaminantes y los métodos técnicos aplicados actualmente, nos complacemos en presentar al alcance de todos los estudiantes de la facultad de Ingeniería de Minas – Civil – Ambiental de la Universidad Nacional de Huancavelica.
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ÍNDICE GENERAL Introducción
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Índice General
04
Tratamiento de Polvos Metalúrgicos
05
Polvos de Metal
05
Características de los Polvos Para su Separación de los Gases
06
Metalurgia de Polvos
06
Como se Producen los Polvos Metalúrgicos.
07
Contenido de Producción de Polvos Metalúrgicos
08
Principios en que se Basan las Operaciones de Separación de Polvos
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La Pulvimetalurgia
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Tratamiento Térmico.
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Un Método para tratar Polvos Pesados
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Tratamiento de Gases.
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Recogida y Eliminación de Gases
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Emisiones Atmosféricas
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Problemas Medioambientales del Sector Metalúrgico
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Bibliografía
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TRATAMIENTO DE POLVOS METALÚRGICOS Polvos. Son partículas sólidas aerotransportadas en los gases TIPOS DE POLVOS METALÚRGICOS:
Polvos primarios o de arrastre mecánico: mecánico: Partículas sólidas sólidas de materia prima o cualquier otro material que no ha experimentado cambios de fase. Humos o polvos secundarios: secundarios: Sólidos formados de los gases o polvos condensados a la temperatura de salida de los gases
POLVOS DE METAL. Las composiciones más usadas son los polvos en base de cobre o de hierro, latón y acero para partes estructurales, bronce para cojinetes. Otros de importancia aunque en cantidades menores son acero inoxidable, aluminio, titanio, níquel, estaño, tungsteno, cobre, zirconio, grafito y óxidos metálicos y carburos. Se usan polvos de metal puro para ciertas partes y aleaciones para otras. Estas últimas pueden obtenerse aleando un metal antes del pulverizado y por el mezclado de polvos de los ingredientes deseados. Las principales características de los polvos metálicos son la forma, el tamaño y la distribución de las partículas, la pureza, la estructura del grano, la densidad, la velocidad de flujo y la compresibilidad. La mayoría de los polvos de metal se obtienen por reducción de mineral refinado, de escoria de laminación óxidos preparados por monóxido de carbono o hidrógeno, los granos tienden a ser porosos.
CARACTERIZACIÓN DE POLVOS METALÚRGICOS Identificar y medir propiedades de los polvos para:
Determinar sus orígenes Diseñar Diseñar métodos métodos para su captación captación Cumplir con regulaciones gubernamentales
MORFOLOGÍA: Forma: Pueden ser: partículas esferoides, nodulares (ligeramente alargadas y redondeadas), irregulares, angulares, laminares, aciculares (como agujas) y dendríticas. Tamaño: No debe ser ni demasiado grande (no presentan estructura deseada) ni demasiado pequeño (difíciles de manejar, tiende a tener sustancias indeseadas). Distribución de Tamaño: Se analiza por medio de tamices y la fracción de partículas que pasa por un tamiz se da en porcentajes. PROPIEDADES FÍSICAS: 5
El área superficial específica, la densidad, las propiedades de flujo y la compresibilidad. Son de importancia para el procesamiento posterior
CARACTERÍSTICAS DE LOS POLVOS PARA SU SEPARACIÓN DE LOS GASES
Geometría: forma y tamaño de los polvos
Propiedades físicas: peso peso específico, específico, dureza, resistividad eléctrica
Composición química y estructura
Parámetros hidrodinámicos
METALURGIA DE POLVOS Los componentes o artículos manufacturados se pueden producir directamente transformando un polvo del material en la forma final deseada. Se pueden producir económicamente partes estructurales de forma neta con contorno relativamente complejo y con alta precisión. La producción y el tratamiento del polvo influyen en la calidad del producto. El polvo se obtiene mediante muchas técnicas, se sujeta a varios pasos preparatorios, y se consolida para darle forma y resistencia temporal hasta que el sinterizado establece los enlaces metalúrgicos. Los metales pueden atomizarse en una corriente de aire, vapor o gas inerte. Algunos pueden fundirse por separado e inyectarse a través de un orificio en la corriente. Otros como el hierro, y el acero inoxidable, pueden fundirse en un horno eléctrico (como aspersión del metal).En condiciones controladas el polvo de metal puede depositarse electrolíticamente. Se calienta para recocerlo y expulsar el hidrógeno, se selecciona y se mezcla. Los polvos electrodepositados se encuentran entre los de más pureza y tienen características dendríticas. La molienda en los molinos de bolas, martillos, trituradores, es un medio para producir polvos casi de cualquier grado de finura a partir de metales frágiles o metales maleables. Los granos de carburo de tungsteno se pulverizan en esta forma, algunos metales maleables se muelen con un lubricante en hojuelas y son usados para pinturas y pigmentos. Puede hacerse que el níquel o el hierro reaccionen con monóxido de carbono para formar carbonilos metálicos como el NICOLA. Estos se descomponen en polvos finos de metal de alta pureza, de grano uniforme y en partículas redondas.
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Fabricación de polvos metálicos.- Perdigonada es el proceso de dejar caer al agua, partículas fundidas, desde una abertura pequeña pasando a través de aire o de un gas inerte. Otros métodos usados de hacer polvos de metal, incluyen el maquinado.
ATOMIZADO.
COMO SE PRODUCEN LOS POLVOS METALÚRGICOS. 7
Extracción: El material de obtiene a partir de su compuesto. Reducción: Se reduce un óxido a través del carbono o hidrógeno. Ej.: Fe, Cu, Co, Mo y W. Descomposición Térmica: Descomposición de un compuesto por calor. Ej.: Carbonilo de Níquel, Ni (CO)4. Electrólisis: Se manipula para crear un depósito altamente desigual el cual luego se descompone. Ej.: Fe, Cu y Be. Precipitación: Desde una solución acuosa es posible mediante la cementación (precipitación con un metal menos noble, Ej.: Cu con Fe) o por la r educción con hidrógeno (Ej.: Ni).
CONTENIDO DE PRODUCCIÓN DE POLVOS METALÚRGICOS. Deposición: Precipitación del material sólido desde la fase gaseosa. Ej.: Zn. Atomización: Éste es los procesos dominantes para los materiales pre aleados. Atomización por Agua: Se emplea para obtener la mayor parte del polvo obtenido por atomización. El tamaño y la forma de las partículas se modifican al controlar los parámetros del proceso, pero el polvo siempre se oxida. Ej.: Aceros de baja aleación, aleación, aceros inoxidables, entre otros. otros. Atomización con Gas: Produce polvos esféricos. Cuando se permite la oxidación se puede emplear aire sino se emplea gas inerte. Ej.: Se emplea gas inerte con aceros inoxidables.
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Atomización Centrífuga: Se basa en dirigir un chorro fundido del metal hacia un disco enfriado en rápida rotación. Producción de Fibras: Se obtienen fibras del metal a través del proceso. Extracción por Fusión: Un disco rotatorio con ranuras que se enfría por agua se pone en contacto con la superficie del material fundido. Hilado de Fusión: El material fundido se dirige hacia un disco enfriado que gira rápidamente para formar cintas. Enfriado por Rodillos: Se produce una cinta entre dos rodillos enfriados. Producción Mecánica de Polvo: Algunos polvos metálicos se producen a través de maquinado, triturando virutas por medio de molienda. RECUPERACIÓN DE POLVOS Objetivos de la recuperación de los polvos.
Recuperar materiales procesables
Remover sustancias sustancias dañinas a los procesos, procesos, a las instalaciones instalaciones y al ambiente en general.
PRINCIPIOS EN QUE SE BASAN B ASAN LAS OPERACIONES DE SEPARACIÓN DE POLVOS
Por la fuerza de gravedad
Por inercia
Por fuerza centrífuga
Por filtración
Por separación electrostática
Otros: Términos, sónicos
SEPARACIÓN DE POLVOS METALÚRGICOS CLASIFICACIÓN: Es el proceso de separación en fracciones fr acciones de acuerdo con el tamaño de la partícula. Algunas veces se requiere requiere de molienda (elimina aglomerados, aglomerados, aplana las partículas o modifica sus propiedades). Se separan las partículas excesivamente grandes, las finas y superfinas. 9
ACONDICIONAMIENTO DE POLVOS: Algunas aleaciones se se cubren con una película película de óxido muy delgada, tenaz y persistente, que perjudican en gran medida las propiedades de la pieza terminada. Requieren de técnicas con bajo el contenido de oxígeno. Los polvos de metal finamente distribuidos pueden ser peligrosos y deben tratarse con cuidado especial. Algunos pueden ser tóxicos, presentar peligro de explosión o son pirofóricos (se encienden espontáneamente en el aire).
MEZCLADO. Un solo polvo no puede reunir todos los requisitos de propiedades de producción o de servicio, por lo que se mezcla con otros. Debe ser completo, con cada partícula uniformemente recubierta y con los diferentes constituyentes uniformemente dispersos.
LA PULVIMETALURGIA. Abarca las etapas comprendidas comprendidas desde la obtención obtención de polvos metálicos metálicos hasta las piezas acabadas, es decir, producción de polvos, mezcla, aglomeración, sinterización y acabado. Su competidor más directo es el moldeo m oldeo de precisión o moldeo a la cera perdida. La industria pulvimetalúrgica se basa en la producción de grandes series en las cuales el costo del mecanizado influye decisivamente en el costo del producto sinterizado
PROCESO. El proceso de pulvimetalurgia, consiste en prensar polvos metálicos para darles forma determinada; el prensado se hace con prensas similares a las de los procesos normales de formado con matrices más complejas y los materiales en polvo se deben someter a tratamiento térmico en un horno para sinterizarlos. La primera aplicación en la industria moderna fue la formación de alambres con materiales en polvo que eran muy duros para trabajarlos o fundirlos. La metalurgia de polvos es muy usada para formar una gran cantidad de piezas pequeñas, en este proceso es factible fabricar o trabajar ciertos materiales que por otros medios es casi imposible. Los puntos de fusión de los metales refractarios como el Tungsteno (3000ºC), el Titanio (2996°C) y el Molibdeno (2620°C) son muy difíciles de trabajar. Otras sustancias como el Zirconio (1900ºC) reaccionan intensamente con los medios ambientales cuando se funden. .La metalurgia de polvos es una forma práctica para refinar y fabricar piezas de estos metales, también es el único 10
método factible de consolidar y formar los materiales separados para herramientas, como los carburos cementados y los óxidos sinterizados. Las combinaciones de los metales y no metales que no son obtenibles en forma económica, por aleación es posible gracias al proceso de metalurgia de polvos, esto es de valor particular en la industria eléctrica, como en los imanes y en las escobillas de motor donde los puntos de contacto deben tener conductividad apropiada para ser resistentes al desgaste y al aire. Las escobillas se hacen de polvo de cobre, grafito y algunas veces estaño, y para los puntos de contacto se requieren combinaciones como Tungsteno, cobre o plata.
CERMETS. La metalurgia de polvos hace posible una clase de materiales conocidos como CERMETS, o combinación de metales y cerámicos, con la resistencia de los metales o aleaciones y la resistencia a la abrasión y al calor de los compuestos metálicos. Los CERMETS tienen diferentes aplicaciones como en aparatos químicos resistentes a la corrosión, equipo para energía nuclear, bombas para servicios severos y sistemas para manipular combustible de cohetes. Este proceso abarca la preparación de los polvos y su conformación por prensado en caliente en artículos útiles. En forma básica un polvo de metal se compacta en forma deseada y se calienta para reforzar el compacto por sinterizado.
SINTERIZADO. El sinterizado refuerza los enlaces entre las partículas formando un compacto de metal en polvo. En todos los casos esto ocurre debido a que los átomos de las partículas en contacto se entremezclan, los constituyentes del compacto pueden o no fundirse. Si existe un solo constituyente como en el sinterizado del polvo de hierro, se presenta una sola fase continua. En compactos de dos o más metales diferentes, se forman fases de compuestos intermedios en los puntos de liga de las partículas. Con el sinterizado, las áreas ligadas crecen y el material llena los vacíos entre las partículas. Se ha comprobado que la difusión y el movimiento de los átomos en las superficies de las partículas son las actividades principales en las etapas iniciales del sinterizado. La tensión superficial es la fuerza que impulsa a reducir el área de la superficie, redondeando y suavizando las irregularidades superficiales. El sinterizado por chispa se hace colocando polvo suelto en un dado, se pasa una corriente intensa a través de él y se aplica presión al mismo tiempo. Una corriente inicial limpia la capa de óxido de las partículas de polvo, para facilitar la unión de las superficies, una corriente calienta la masa bajo presión, éste proceso se ha desarrollado en la industria aeroespacial para la elaboración de muchas de sus partes.
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IMPREGNACIÓN. Los cojinetes de polvo metálico se pueden impregnar con aceite, grafito, cera u otros lubricantes, se obtiene un cojinete sellado, libre de mantenimiento, con el lubricante ya integrado, no se necesita lubricación desde el exterior. Estos productos se aplican en bujes, bombas de agua, alternadores, motores de arranque y equipo similar. Las partes de metales en polvo y todas las clases de colados como mono bloques de motor, cajas de engranajes, cuerpos de bomba y muchos más se impregnan para sellar los poros y evitar fugas en servicio. Esto se hace con silicato de sodio, resinas poliéster o polímeros anaeróbicos.
INFILTRACIÓN. La infiltración consiste en reforzar el producto de polvo y hacerlo más denso al colocar una pieza metálica sólida sobre la pieza formada con polvo y sinterizada para luego volver a sinterizar ambas piezas. La segunda pieza se funde y la absorbe el objeto poroso hecho con el polvo. Este proceso imparte cualidades de tenacidad, durabilidad, resistencia y densidad al producto hecho con polvo metálico. Polvo de hierro-cobre. La infiltración aumenta la resistencia de 70% a 100%. Las partes de hierro pueden tener carbono agregado a la mezcla original o carburizarse después del sinterizado, luego el tratamiento térmico de temple y revenido.
TRATAMIENTO TÉRMICO. Los productos de polvos metálicos se pueden someter a tratamiento térmico por los métodos convencionales para mejorar la dureza, tenacidad y otras propiedades metalúrgicas deseables, el período de calentamiento debe ser más largo que para piezas similares de material macizo, pero el enfriamiento debe ser más rápido, debe evitarse la oxidación por medio de atmósferas protectoras. La oxidación puede disminuir la resistencia y producir puntos débiles e impurezas en el objeto. Los problemas con la oxidación son más serios con los metales en polvo que con los macizos.
ELECTRODEPOSICIÓN. Se pueden electro depositarla mayoría de los metales en los productos de metal en polvo, como cobre, oro, plata, cromo y otros. La porosidad de las piezas de metal en polvo presentan algunos problemas que no se encuentran en los metales macizos, estas piezas se suelen impregnar con sustancias resinosas o plásticas para evitar la absorción de la solución electrolítica. Los objetos de polvos metálicos se pueden trabajar con operaciones similares al punzonado y acuñado, se calientan después, para aumentar su dureza y tener más uniformidad en la estructura y densidad de los granos.
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MAQUINADO. El maquinado suele hacerse con métodos convencionales, que no requieren adaptaciones al herramental o a las máquinas, no se usan aceites para corte, debido a la porosidad de los objetos, como no se tiene enfriamiento, se genera un intenso calor durante el maquinado, que disminuirla duración de las herramientas de corte. En algunas situaciones en las cuales se necesita utilizar lubricantes, se emplean líquidos volátiles y disolventes, los cuales se evaporan con rapidez y no dejan manchas ni residuos.
UN MÉTODO PARA TRATAR POLVOS PESADOS. Como el carburo de tungsteno, es la compactación centrífuga. El polvo se hace girar en un molde y se empaca con uniformidad y a presiones hasta de 3 Mpa (400 psi) en cada partícula. El metal en polvo también se moldea por inyección, el lodo del polvo en agua o mezclado con un material termoplástico se inyecta en un dado, el aglutinante se remueve en el sinterizado. Se compactan cintas continuas y varillas laminando piezas de cobre, latón, bronce, monel, níquel, titanio, acero inoxidable o fibras. Una forma de aplicar la presión para obtener una densidad uniforme es encerrar el polvo en un molde con forma de plástico o hule con la forma deseada y sumergirlo en un gas o líquido en una cámara bajo presión de 70 a 700 Mpa. Pueden elaborarse partes complicadas asimétricas y grandes con más facilidad que con otros métodos, los dados de metal no son necesarios. El polvo de metal, en contenedores de metal o cerámica y las preformas, se sujetan a presiones de gas tan altas como 350 Mpa (50.000 psi) a temperaturas hasta 2200ºC en la compresión isostática caliente. Se ha encontrado que esto es efectivo para metales refractarios, cerámicas, cermets y polvos esféricos que no responden a la compresión en frío. Los polvos de acero inoxidable, uranio y zirconio se sellan en latas y se compactan al ser extruidos a través de dados mientras están protegidos de la contaminación.
TRATAMIENTO DE GASES. Los gases de proceso se capturan y se depuran por medio de filtros textiles para reducir las emisiones de polvo y compuestos metálicos, como los del plomo. Los modernos tejidos que se emplean en estos filtros ofrecen notables mejoras de rendimiento, fiabilidad y duración. Para eliminar las dioxinas y los COV, se utilizan posquemadores y sistemas de absorción de carbono. Sin embargo, hay emisiones fugitivas o gases que no se capturan y que no pasan por ningún tratamiento. Las operaciones de almacenamiento, manipulación y pre tratamiento de las materias primas, tanto en la producción primaria como en la secundaria, son fuentes de emisiones de polvo fugitivas que pueden ser más importantes que las emisiones que se capturan y se 13
eliminan. La prevención de estas emisiones pasa por el adecuado diseño de las instalaciones y la existencia de sistemas específicos de captura y tratamiento.
RECOGIDA Y ELIMINACIÓN DE GASES Los sistemas de recogida de humos deben sacar partido de los sistemas de estanquización de los hornos o reactores y estar diseñados para mantener una presión reducida que evite fugas y emisiones fugitivas. Deben utilizarse sistemas que mantengan la estanquidad de los hornos o el despliegue de las campanas. Algunos ejemplos son la adición de materiales por medio de electrodos o por medio de toberas o lanzas y la incorporación de sólidas válvulas rotativas en los sistemas de alimentación. Los sistemas secundarios de recogida de humos son caros y consumen gran cantidad de energía, pero son necesarios en algunos hornos. El sistema utilizado debe ser inteligente, capaz de guiar la extracción en función f unción del origen y duración de los humos. En general, los filtros textiles (situados después de los sistemas de recuperación de calor o refrigeración de gases) son los mejores para elimi nar el polvo y los metales que forman parte del mismo, a condición de que se utilicen los modernos tejidos resistentes al desgaste, que las partículas sean adecuadas y que se disponga de un sistema de vigilancia permanente para detectar posibles fallos. Los tejidos avanzados que se utilizan para fabricar los filtros modernos (por ejemplo, los filtros de membrana) ofrecen mejoras notables de rendimiento, fiabilidad y duración y, por lo tanto, permiten reducir costes a medio plazo. Se pueden instalar en las fábricas ya existentes durante el programa de mantenimiento normal. Disponen de sistemas de detección de rotura de las mangas y de limpieza en línea. Control de calidad del material de alimentación en función del horno o proceso que se utilice. Selección y clasificación de los materiales para evitar la presencia de materia orgánica o precursores y reducir así las posibilidades de que se formen dioxinas. Posquemadores de diseño y funcionamiento adecuado y enfriamiento rápido de los gases calientes a menos de 250°C. Condiciones óptimas de combustión, inyectando oxígeno por la parte superior del horno si es necesario para asegurar la combustión completa de los gases. Absorción con carbono activado en un reactor de lecho fijo o móvil o por inyección en el flujo de gas, y eliminación en forma de polvo filtrado. Sistema eficiente de eliminación del polvo, por ejemplo a través de filtros cerámicos, filtros textiles o del tren de depuración de gases previo a la planta de ácido sulfúrico. Fase de oxidación catalítica o filtros textiles con revestimiento catalítico.
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Tratamiento del polvo recogido en hornos de alta temperatura para destruir las dioxinas y recuperar metales.
EMISIONES ATMOSFÉRICAS Las emisiones atmosféricas se originan en las fases de almacenamiento, manipulación, pre tratamiento y pirometalurgia e hidrometalurgia. La transferencia de materiales tiene especial importancia. Los datos obtenidos confirman que las emisiones fugitivas son de gran magnitud en muchos procesos y que pueden ser mucho mayores que las emisiones que se capturan y se eliminan. En estos casos, es posible reducir el impacto ambiental ateniéndose a la jerarquía de las técnicas de recogida de gases en las fases de almacenamiento y manipulación, en los hornos o reactores y en los puntos de transferencia de materiales. Hay que tener en cuenta las emisiones fugitivas potenciales en todas las fases de diseño y desarrollo del proceso. La jerarquía que debe aplicarse es la siguiente:
Optimización del proceso proceso y minimización minimización de las emisiones. emisiones. Hornos y reactores estancos. Recogida de humos humos selectiva. selectiva.
Las técnicas de recogida de humos desde el techo consumen mucha energía y deben utilizarse como último recurso. En la tabla siguiente se resumen las fuentes potenciales de emisiones atmosféricas y se indican métodos de prevención y tratamiento. Los datos de las emisiones atmosféricas están basados en emisiones recogidas. Los datos de las emisiones asociadas están expresados en promedios diarios y se han obtenido por observación permanente durante el período de explotación. Si no es posible mantener una observación permanente, el valor será el promedio del período de muestreo. Se aplican condiciones estándar: 273 °K, 101,3 kPa, contenido de oxígeno medido y gases secos sin dilución.
Fase del proceso
Componente de los gases de escape Manipulación y Polvo y metales. almacenamiento de los materiales.
Método de tratamiento Correcta realización de las operaciones de almacenamiento, manipulación y transferencia. Si es necesario, utilización de sistemas de recogida de polvo y filtros textiles.
Trituración, secado.
Polvo y metales
Funcionamiento del proceso. Recogida de gases y filtro textil.
Sinterización/tostación.
COV, dioxinas.
Posquemador,
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adsorbente
o
Fusión. Conversión. Refinado a fuego.
adición de carbono activado. Polvo y compuestos Recogida de gases y filtro textil, metálicos. recuperación de calor. Monóxido de carbono. Posquemador, si es necesario. Dióxido de azufre. Planta de ácido sulfúrico (para mineral sulfuroso) o depurador. Tratamiento de escoria. Polvo y metales. Recogida de gases, enfriamiento y filtro textil. Dióxido de azufre. Depurador. Monóxido de carbono. Posquemador. Lixiviación y refinado Cloro. Recogida y reutilización de químico. gases, depurador químico de proceso húmedo. Refinado de carbonilo. Monóxido de carbono. Proceso estanco, recuperación y Hidrógeno. reutilización. Posquemador y filtro textil para eliminar el polvo del gas de cola. Electrólisis de las sales Fluoruro, cloro, PFC. Funcionamiento del proceso. fundidas Recogida de gases, depurador (alúmina) y filtro textil. Cocción electródica, Polvo, metales, SO2, Recogida de gases, grafitización. fluoruro, PAH, condensador y precipitador alquitranes. electrostático, posquemador o depurador de alúmina y filtro textil. Depurador para SO2 si es necesario. Producción de Polvo y metales. Recogida de gases y filtro textil. Pulvimetales. Producción de Polvo, amoníaco. Recogida y recuperación de pulverizados gases. Depurador con medio ácido.
PROBLEMAS MEDIOAMBIENTALES DEL SECTOR METALÚRGICO Los principales problemas ambientales relacionados con la producción de la mayoría de metales no férreos primarios son las emisiones atmosféricas de polvo y metales o compuestos metálicos y también de dióxido de azufre si en los procesos de tostación y fundición se utilizan concentrados sulfurosos, combustibles sulfúreos u otros materiales similares. Por lo tanto, un factor importante en estas industrias es la captación del azufre y su transformación o eliminación. Los hornos, reactores y vehículos de transferencia de metal fundido que forman parte de los procesos pirometalúrgicos son fuentes potenciales de emisión de polvo y metales. Los principales problemas medioambientales asociados a la producción de metales no férreos secundarios también están relacionados con los gases de escape que generan los diversos hornos y vehículos de transferencia, que 16
contienen polvo, metales y, en algunas fases del proceso, gases ácidos. También existe la posibilidad de que se formen dioxinas debido a la presencia de pequeñas cantidades de cloro en las materias primas secundarias. La destrucción o captación de dioxinas y componentes orgánicos volátiles (COV) sigue siendo objeto de investigación. En el caso del aluminio primario, los principales problemas medioambientales son los fluoruros y los hidrocarburos polifluorados que genera la electrólisis y los residuos sólidos que generan las cubas y la producción de alúmina. La producción de zinc y otros metales también genera residuos sólidos durante las fases de eliminación del hierro. Producción de cobre: SO2, polvo, compuestos metálicos, compuestos orgánicos, aguas residuales (compuestos metálicos), y residuos tales como revestimientos de hornos, lodos, polvo filtrado y escoria. También existe el problema de la formación de dioxinas durante el tratamiento de materiales de cobre secundarios. Producción de aluminio: fluoruros (HF incluidos), polvo, compuestos metálicos, SO2, COS, PAH, COV, gases con efecto invernadero (PFC y CO2), dioxinas (producción secundaria), cloruros y HCl. También residuos de bauxita, revestimientos de crisoles gastados, polvo filtrado y escoria salina y aguas residuales (aceite y amoníaco). Producción de plomo, zinc y cadmio: polvo, compuestos metálicos, COV (dioxinas incluidas), olores, SO2, otros gases ácidos, aguas residuales (compuestos metálicos). También residuos como los lodos, residuos ricos en hierro, polvo filtrado y escoria. Producción de metales preciosos: COV, polvo, compuestos metálicos, dioxinas, olores, NOx y otros gases ácidos como el cloro y el SO2. Residuos como lodos, polvo filtrado y escoria y aguas residuales (compuestos metálicos y orgánicos). Producción de mercurio: vapor de mercurio, polvo, compuestos metálicos, olores, SO2, otros gases ácidos, aguas residuales (compuestos metálicos), residuos como lodos, polvo filtrado y escoria. Producción de metales refractarios, pulvimetales duros y carburos metálicos: polvo, compuestos metálicos y de metales duros sólidos, aguas residuales (compuestos metálicos) y residuos como polvo filtrado, lodos y escoria. En el tratamiento del tántalo y el niobio se utilizan productos químicos como el fluoruro de hidrógeno (HF), que son altamente tóxicos. Hay que tener esto en cuenta en las operaciones de manipulación y almacenamiento de estos materiales. Producción de ferroaleaciones: polvo, compuestos metálicos, CO, CO2, SO2, recuperación de energía, aguas residuales (compuestos metálicos), y residuos como polvo filtrado, lodos y escoria.
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Otros procesos utilizan reactivos peligrosos como HCl, HNO3, Cl2 y disolventes orgánicos en las fases de lixiviación y purificación. Las técnicas de fabricación avanzadas permiten contener, recuperar y reutilizar estos materiales. Los sistemas de estanquización de reactores son una buena opción en este caso. En la mayoría de los casos, estos gases de proceso se depuran a través de filtros textiles, que reducen las emisiones de polvo y compuestos metálicos como el plomo. Los depuradores y precipitadores electrostáticos de proceso húmedo son particularmente eficaces con los gases de proceso que pasan por un sistema de recuperación de azufre en una planta de ácido sulfúrico. También pueden utilizarse depuradores de proceso húmedo si el polvo es abrasivo o difícil de filtrar. Los sistemas de estanquización de hornos y los vehículos de transferencia cerrados son una buena opción para prevenir las emisiones fugitivas.
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BIBLIOGRAFÍA. Aleixo Rivera Sardiña: Guía Metodológica de Sinterización (13ªEdición) Madrid, 1995. ASMIN Industrial: Laboratorio Metalúrgico Abril - 2008 Minera Perubar S.A. Unidad Minera Rosaura -Planta Concentrador José C. López Arenales: Revista de Metalurgia de polvos – Año 2013 Guía para el control y prevención de la contaminación industrial – Lima Perú 2008 Nevers, N.; Manual de Contaminación del Aire, Ingeniería de control de la contaminación del aire, 1a. edición, McGraw-Hill, México D.F., México (1998). Revista de metalurgia, 49 (1) Enero-febrero - 2013 – Argentina
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