Aluminio secundario: panorama general

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1 Aluminio secundario: panorama general

2 Descripción de la recuperación de aluminio secundario
La fundición de aluminio secundario entraña la producción de ese metal proveniente de productos usados o el procesamiento de residuos para recuperar metales mediante tratamiento, fundición y refinación. La mayor parte de las plantas de recuperación de aluminio secundario usan el procesamiento por lotes en las operaciones de fundición y refinación. El pretratamiento, la clase de horno, los insumos y los fundentes varían según la planta.

3 Pasos de la recuperación de aluminio secundario
Pretratamiento de chatarra Métodos: limpieza mecánica, pirometalúrgica, hidrometalúrgica. Insumos: chatarra de fabricación, latas de bebidas vacías, papel aluminio, extrusión, chatarra comercial, virutas de torno, metal viejo laminado o moldeado, y desescoriado reciclado del proceso de fundición secundaria. La preselección de la chatarra en los grupos de aleaciones deseadas reduce el tiempo de procesamiento. La chatarra contaminada con aceite u otros revestimientos exigen la eliminación del aceite para reducir las emisiones y mejorar la tasa de fundición. La escoria salina se trata para recuperar la sal, la cual se reutiliza como fundente en los hornos giratorios. El residuo del tratamiento de la escoria salina tiene un alto contenido de óxido de aluminio (AI203) y se puede reciclar usando el proceso Bayer o usarse como aditivo en la industria del cemento. Carga La chatarra pretratada se coloca en la tinaja de aluminio fundido que se mantiene en los hornos. La chatarra, mezclada con material fundente, se coloca en el crisol del horno de carga, en donde el calor del aluminio fundido que la rodea hace que se funda por conducción.

4 Pasos para la recuperación de aluminio secundario
Hornos de fusión Reverberatorio. Cámara de fusión calentada por un calentador de combustóleo pesado y un crisol abierto en el que la chatarra de aluminio de diversos tamaños se coloca Rotatorio. Cuerpos cilíndricos horizontales montados en rodillos y cubierto con material refractario. El horno se enciende en un extremo por lo general usando gas o petróleo como combustible. Hornos de inducción usados para fusionar materias primas de aluminio más limpias. Fundición Los materiales fundentes se combinan con los contaminantes y emergen a la superficie del aluminio, atrapando las impurezas y convirtiéndose en una barrera (de hasta 6 pulgadas de ancho) que reduce la oxidación del aluminio fundido. Para minimizar la oxidación del aluminio (pérdida de fusión) se usan métodos mecánicos para sumergir la chatarra en la tinaja tan rápido como sea posible. Desimanación / si es necesaria Reduce el contenido de magnesio de la carga fundida. Se logra mediante la adición de cloro, cloruro de aluminio y compuestos orgánicos de cloro. Proceso: gas de Cl2 (u otros compuestos) se dosifica en el conducto de circulación de la bomba de descarga.

5 Pasos para la recuperación de aluminio secundario
Desgasaje Proceso empleado para eliminar los gases retenidos en el aluminio fundido. Los gases inertes de alta presión se liberan bajo la superficie fundida para agitar con violencia la masa fundida. Esta agitación causa que los gases retenidos suban a la superficie y sean absorbidos en el fundente flotante. Aleaciones Se combina el aluminio con un agente de aleación para cambiar su fuerza y ductilidad. Desescoriado Elimina los fundentes semisólidos contaminados (escoria o desescoriado) sacándolos con un cucharón de la superficie de la masa fundida. Colada

6 Procesos de la recuperación de aluminio secundario

7 ¿Cuáles son las fuentes de emisiones atmosféricas de dioxinas?
Contaminantes atmosféricos potenciales: dioxinas y furanos, partículas suspendidas, compuestos de metal, cloros, CO, amoniaco y compuestos orgánicos. Fuentes de emisiones de dioxinas y furanos Combustión incompleta Síntesis de novo La presencia de aceites y otros materiales orgánicos en los desechos u otras fuentes de carbono (combustibles parcialmente quemados, como el coque) puede producir partículas finas de carbono que reaccionan con los cloruros inorgánicos o los cloros orgánicamente unidos a temperaturas que van de 250°C a 500°C para producir PCDD/PCDF. Los contaminantes en la materia prima incluyen compuestos orgánicos y de cloro como fundentes, hexacloroetano, cloro, combustibles sin quemar, aceites y plásticos. Catalización por la presencia de metales como cobre o fierro. Agregados químicos. Las mezclas de cloro para sacar el gas y desimanar y los cloruros en los fundentes brindan cloro para la formación potencial de dioxinas. Los añadidos químicos que se combinan con las condiciones del proceso propicias para la formación de dioxinas y furanos a temperaturas de entre 250 y 500°C resultan en emisiones.

8 ¿Cómo reducir las emisiones atmosféricas?
Mejores prácticas ambientales Niveles de desempeño asociados con las mejores técnicas disponibles y las mejores prácticas ambientales para la fundición de aluminio secundario: < 0.5 ng I-EqT/Nm3 (en concentraciones de oxígeno de operación). Eliminar el uso de procesos artesanales y otros de pequeña escala de recuperación de aluminio. Los límites de desempeño alcanzables no se aplican a los procesos de recuperación de aluminio artesanales y de pequeña escala. Los procesos de recuperación de aluminio artesanales y de pequeña escala se usan en algunos países. Los límites del desempeño alcanzable no se aplican a esas clases de procesos, ya que ésas no se pueden considerar la mejor técnica disponible o la mejor práctica ambiental, e idealmente no se practicarían en absoluto. En ocasiones la chatarra en su mayoría no seleccionada se funde en un pequeño crisol u horno construido en un espacio techado, a menudo mal ventilado. Este dispositivo puede funcionar con carbón, petróleo, petróleo o carbón residuales, según factores económicos y el combustible disponible. En hornos más grandes la fundición se puede tratar con fundentes y sustancias desgasificadoras para mejorar la calidad del metal fundido. Los procesos de recuperación de aluminio artesanales o de pequeña escala pueden liberar numerosas sustancias químicas al medio ambiente, incluidos contaminantes orgánicos peristentes. Estos procesos se deben desincentivar a favor de usar los controles de contaminación atmosférica apropiados en las operaciones de fundición de aluminio de mayor escala. Sin embargo, donde se practican procesos de recuperación artesanales o otras en pequeña escala se pueden aplicar ciertas medidas para reducir la cantidad de contaminantes emitidos al medio ambiente. Las medidas para reducir las emisiones de contaminantes orgánicos persistentes y de otra clase incluyen la preselección de la chatarra, la selección de un combustible mejor (petróleo o gas en lugar de carbón), una ventilación adecuada, la filtración de los gases de escape, el manejo adecuado de los residuos y la correcta elección de desgasificadores. Estas medidas se pueden lograr mediante programas de educación y difusión entre los artesanos y las autoridades locales.

9 ¿Cómo reducir las emisiones atmosféricas?
Medidas primarias Preselección de chatarra Evitar la presencia de aceite y otras materias orgánicas en la chatarra. Métodos actuales: centrifugado o secado de virutas o retiro de revestimiento térmico seguido del postquemador. Se ensaya con un nuevo método que emplea tecnología láser y corrientes de remolino. Usar hornos avanzados de alta temperatura Horno reverberatorio Horno rotativo e inclinable Hornos de inducción Horno de cuba

10 ¿Cómo reducir las emisiones atmosféricas?
Medidas primarias Buenas condiciones de operación de los hornos Mantener el horno a temperaturas > 850 ºC para destruir dioxinas y furanos. Monitorear las emisiones de ser posible, la temperatura, tiempo de residencia, componentes de gas y controles de amortiguamiento de humo. Elección de los agentes desimanadores y desgasificadores Minimizar la formación de compuestos de cloro, como mediante el uso de mezclas de gases clorados e inertes. Evitar el uso de hexacloroetano y mantener un control cuidadoso de la desimanación. Usar fluoruro de potasio o fluoruro de potasio de aluminio como agente desgasante, en lugar de cloro.

11 ¿Cómo reducir las emisiones atmosféricas?
Medidas secundarias: control de la contaminación Recolección de humo y gases en todos los procesos Sistemas de alimentación sellados y hornos sellados. Control de emisiones fugitivas manteniendo una presión atmosférica negativa en el horno para evitar emanaciones fugitivas. Recolección de gases: uso de colectores en el horno. Uso de campanas si no se dispone de colectores sellados. Eliminación de partículas de alta eficiencia: dioxinas y furanos adsorbidas en PM Las partículas suspendidas recolectadas se deben tratar en hornos de alta temperatura para eliminar las doxinas y furanos. Métodos: filtros textiles de gran eficiencia, filtros de cerámica, depuradores húmedos o en seco. El uso de cubiertas catalíticas en las bolsas de los filtros textiles destruyen las dioxinas y furanos por oxidación. Postquemadores y enfriamiento brusco Los postquemadores con enfriadores bruscos se usan para destruir los materiales orgánicos que escapan a la zona de combustión. Operación de los postquemadores a temperaturas > 950 C y seguidos de un enfriamiento brusco a < 250ºC para evitar la reformación de dioxinas. La temperatura alta del postquemador destruye las dioxinas y furanos y el enfriamiento brusco evita que se vuelvan a formar dioxinas y furanos. El enfriamiento brusco también reduce la cantidad de residuos que se han de tratar mediante lavado, lo que se traduce en ahorros económicos.

12 ¿Cómo reducir las emisiones atmosféricas?
Medidas secundarias: control de la contaminación Adsorción por carbono activado Las dioxinas y furanos adsorbidas por carbono activado. Es ideal contar con una superficie grande de adsorción. Tratamiento con carbono activado usando reactores de lecho fijo o móvil. Materiales de inyección como cal, bicarbonato de sodio y carbono en la corriente de gas y luego medidas de eliminación muy eficientes de PM como los filtros de tela. Oxidación catalítica: investigación en curso Transformación de compuestos orgánicos en H2O, CO2 y HCI usando un metal precioso como catalítico. Los gases de escape deben pasar previamente por eliminación de partículas. Eficaz en 99%, tiempos de residencia más cortos, menor consumo de energía.