LA PROBLEMÁTICA EN EL                                                                  TRATAMIENTO DE LOS LODOS           ...
QUE SE PUEDE VITRIFICAR?                                          CONSTITUCIÓN DE LOSLa vitrificación es una tecnología co...
INSTALACIÓN DE VITRIFICACIÓN                             PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTOLa materia prima entra en el horno (a u...
VITRIFICACIÓN DE FANGOS DE                                     MATERIA PRIMA PARA            EDAR                         ...
VITRIFICACION DE VIDRIOS DE                                     ASPECTOS ENERGÉTICOS             RAEE                     ...
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Xavier Elias - La vitrificación, una tecnología apropiada para la valorización de residuos en la industria de tratamiento de superficiesrificacion

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La vitrificación, una tecnología apropiada para la valorización de residuos en la industria de tratamiento de superficies

Por Xavier Elias

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Xavier Elias - La vitrificación, una tecnología apropiada para la valorización de residuos en la industria de tratamiento de superficiesrificacion

  1. 1. LA PROBLEMÁTICA EN EL TRATAMIENTO DE LOS LODOS DE LA INDUSTRIA DEL TRATAMIENTO DE SUPERFICIES Desde el punto de vista ambiental los lodos galvánicos se caracterizan por: VII Jornadas Técnicas de Medio Ambiente • Estar compuestos de hidróxidos de metales EUROSURFAS pesados. • Tener una capacidad de lixiviación alta. La vitrificación, una tecnología apropiada para la valorización deresiduos en la industria de tratamiento de superficies. Por Xavier Elias Director de la Bolsa de Subproductos de Cataluña Barcelona, 17 de noviembre de 2011 NOCIÓN DE VITRIFICACIÓN LA PROBLEMÁTICA DEEl proceso, de forma resumida, consiste en mezclar: TRATAMIENTO DE ALGUNOS• Un formador de vidrio, el cuarzo es el más habitual, aún LODOSque puede ser el boro o el fósforo. La fase cristalina corresponde a estructuras atómicas ordenadas, con enlaces fuertes (lo que supone• Un modificador del retículo, formado por el flujo fundente,a los que pueden añadirse los metales pesados que se resistencia a la lixiviación) y refractariedad ydesea inertizar. resistencia a la abrasión elevadas. La fase vítrea corresponde a estructuras atómicasEl conjunto se echa en un horno que se calienta hasta desordenadas con enlaces débiles.llegar a la fusión total. El enfriamiento brusco colapsa laestructura vítrea y la convierte en un sólido inerte. Contaminante Al O Fase vítrea mayoritaria Vidrio K Si Fibra cerámica Esmaltes cerámicos Gres, porcelanas Cerámica estructural, azulejos Refractarios, cementos Vitrocerámicas Encapsulado Vitrificado. Unión físico-química Cerámicas sinterizadas en la red vítrea Fase cristalina mayoritaria 1
  2. 2. QUE SE PUEDE VITRIFICAR? CONSTITUCIÓN DE LOSLa vitrificación es una tecnología concebida para VITRIFICADOSel tratamiento de materia inorgánica, Óxidos formadores de vidrio, o de retículo, tipo RO2preferentemente: (Si, B, P,..).• En forma de óxidos. Óxidos modificadores del retículo, que ocupan los intersticios de la red principal, por esto también se• Sin humedad. conocen como modificadores de retículo ya que• Cuanto menos carbonatos mejor. debilitan los enlaces. Son del tipo RO (Na, K, Ca, Mg, Pb, Zn, etc.)La tabla siguiente refleja la capacidad de Óxidos estabilizadores de red. Ayudan a evitar lavitrificación en función de la tecnología. desvitrificación. Sistema abierto Sistema (Convencional) cerrado FLUJO BÁSICO RO R2O3 RO2 (“Cold top”) Plúmbico PbO :1,00 0,9 Al2O3 2,5 SiO2 Na2O+K2O: 0,15 Óxidos La mayoría Todos Plúmbico - alcalino CaO :0,40 0,25 Al2O3 1,50 SiO2 metálicos PbO :0,45 Na2O+K2O : 0,4 (*) Alcalino- plúmbico CaO :0,2 0,30 Al2O3 1,60 SiO2 PbO :0,4 Sales Algunas Todas Na2O+K2O: 0,30 Alcalino-Alcalino terreo CaO :0,20 ZnO :0,15 0,35 Al2O3 1,75 SiO2 BaO :0,10 Materia Trazas Buena parte PbO :0,25 orgánica (*) Excepto Hg PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOEL PROCESO DE VITRIFICACIÓNLa tabla muestra la gran discrepancia en las DE UN VITRIFICADORtemperaturas de puntos de fusión de los • Desde el punto de vista ambiental, los gases deprincipales ingredientes de la mayoría de un horno de fusión, deben ser tratados. Siemprecomponentes de un residuos. contienen material particulado,Ello tiene como consecuencia la emisión de independientemente de la naturaleza delmaterial particulado. material tratado. • El material adquiere temperatura a medida que se acerca al rebosadero de salida. Aún así es preciso la presencia de un quemador auxiliar para reducir la viscosidad y permitir que el fundido caiga sobre un recipiente con agua fría. Principio de funcionamiento de un horno de vitrificación Chimenea Quemador Mezcla materia prima triturada Bóveda radiante Quemador para Líquido fundido fluidificar Líquido fundido Agua 2
  3. 3. INSTALACIÓN DE VITRIFICACIÓN PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTOLa materia prima entra en el horno (a una DE UN HORNO DEtemperatura que oscila entre 1300 y 1500ºC),transmitiéndose el calor por radiación. Para poder VITRIFICACIÓN CERRADOcolar los vidrios es necesaria una aportación extra decalor. El material entra por la parte superior de laEn los hornos de vidrio, el material es extraído en bóveda y la propia capa de materia prima haceforma de lámina o de cilindro.En los hornos vitrificados, el vidrio cae sobre agua las veces de “tapa”.(operación de fritado). Cuando el baño alcanza cierta fluidez se hace conductor. Materia prima 70 Cold top 1.500 Vidrio HORNO DE VITRIFICACIÓN DE ASPECTO Y APLICACIONES DEL EMISIÓN CERO MATERIAL VITRIFICADO La forma final del vitrificado dependerá de laLa foto muestra la alimentación de un horno de manera en que se haya llevado a cabo el“cold top”. enfriamiento:El espesor de la capa puede ser tan grandecomo se quiera. Enfriamiento Al aire Echado sobre agua Fibrado 3
  4. 4. VITRIFICACIÓN DE FANGOS DE MATERIA PRIMA PARA EDAR ESMALTES Y FRITAS PARALos fangos de EDAR, con frecuencia tienen cerca del PISOS Y BALDOSAS.40% de materia inorgánica. La foto muestra unos colores aplicados sobre lasLa caracterización de la fracción residual, después de baldosas.incinerar o gasificar es compatible con los óxidos Se pueden cambiar:vitrificadores. • Los colores superficiales.Se puede hacer grava y/o pavimento. • Las texturas. • Las características finales. AZULEJOS FABRICADOS CONVITRIFICACIÓN DE POLVOS CON CENIZAS DE INCINERADORA ARSÉNICO La foto muestra un azulejo fabricado íntegramente con residuos.La foto muestra una serie de baldosas Por el tipo de residuo usado, la porosidad delvitrificadas con polvos de arsénico. Éste está azulejo es elevada y puede representar uninserto en la matriz química del silicato sin inconveniente para determinadas aplicaciones.ninguna posibilidad de lixiviar. La solución consiste en aplicar una capa de polímero (que sinteriza a 200 ºC). La textura,Es posible fabricar, como muestra la foto, aspecto y prestaciones son iguales a las de undiferentes formatos y diversos acabados azulejo esmaltado.superficiales. 4
  5. 5. VITRIFICACION DE VIDRIOS DE ASPECTOS ENERGÉTICOS RAEE VITRIFICACIÓN EN HORNO DECada día es mayor la cantidad de residuos de ARCOmateriales eléctricos y electrónicos, los RAEE, Ventajas del sistema eléctrico:que no encuentran fácil vía de reciclaje. • En teoría no se generan otros gases que los propios de la transformación de las materias primas. • El equipo de depuración de gases es más reducido. • Al no existir gases, el consumo especifico (Kcal/kg material vitrificado) es menor. VITRIFICACIÓN POR PLASMAEl plasma, también llamado el cuarto estado de la materiadespués del sólido, el líquido y el gaseoso, consiste en laionización de un flujo gaseoso, eléctricamente neutro, pormedio de corriente eléctrica. Ello libera una gran cantidadde energía siendo posible dirigirla y concentrarla en unespacio reducido. CONCLUSIONES La tecnología de la vitrificación, siempre que se lleve a cabo con los Antorcha correspondientes conocimientos, es la generadora de plasma forma mes segura de inertizar y también de valorizar residuos peligrosos. Existen dos tecnologías básicas: • El sistema abierto y el cerrado. Este ultimo permite la inclusión de limitadas cantidades de halógenos y materia Reactor de orgánica y no hay emisiones. Plasma térmico • El consumo energético de ambos es semejante, del orden de 1 kW·h/kg de material vitrificado 5

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