PROCEDIMIENTO DE TRATAMIENTO TÉRMICO DE RESIDUOS METÁLICOS CONTAMINADOS POR UNOS COMPUESTOS ORGÁNICOS.

Procedimiento de tratamiento de residuos metálicos divididos, contaminados por uno o unos compuestos orgánicos, que comprende:

- una agitación en el interior de un recinto de dichos residuos metálicos con por lo menos un compuesto calco-magnésico capaz de reaccionar con agua de manera exotérmica, - una reacción exotérmica de dicho por lo menos un compuesto calco-magnésico con el agua que contienen los residuos metálicos, - una elevación de temperatura de los residuos metálicos que sufren una reacción exotérmica, y - una deshidratación de dichos residuos metálicos durante esta reacción exotérmica, - una oxidación de los compuestos orgánicos durante dicha agitación, mediante la puesta en contacto de los residuos metálicos contaminados por uno o unos compuestos orgánicos mezclados con dicho por lo menos un compuesto calco-magnésico con una corriente gaseosa que contiene por lo menos parcialmente oxígeno, y - una evacuación fuera del recinto de un producto tratado deshidratado, manipulable, que presenta un contenido residual en compuestos orgánicos inferior al 1% en peso de dicho producto tratado. siendo el procedimiento controlado de manera que la temperatura de la corriente gaseosa permanezca inferior a 600ºC

La presente invención se refiere a un procedimiento de tratamiento y de valorización de residuos metálicos divididos, contaminados por uno o varios compuestos orgánicos, en particular unos hidrocarburos. La invención se refiere asimismo al dispositivo para la realización del procedimiento.

Por residuos metálicos divididos, se entiende un conjunto de polvos, copos, láminas, escamas y/o gránulos sólidos o análogos, de naturaleza metálica. Estos residuos metálicos están principalmente en forma de compuestos metálicos elementales y/o de óxidos metálicos, pero pueden aparecer asimismo en particular en formas azufradas o cloradas o en mezcla de las formas citadas anteriormente. Estos residuos metálicos divididos son generalmente unos coproductos de la industria siderúrgica o de metales no férreos. Una de las familias de estos residuos metálicos divididos está constituida por los óxidos de lámina en caliente, frecuentemente designados por el término de cascarillas (scale en inglés). Otra familia comprende los restos de amolados y/o virutas que resultan del mecanizado de piezas metálicas.

Estos residuos metálicos divididos poseen generalmente un contenido ponderal elevado en metal, superior a 30%, frecuentemente superior a 50%, incluso a 70%, que es deseable valorizar, en particular en la industria que los ha generado.

Estos residuos metálicos divididos están contaminados muy frecuentemente por uno o varios compuestos orgánicos, en particular unos hidrocarburos, pudiendo estos últimos representar hasta aproximadamente 20% de la masa total. Se designan a veces entonces con el vocablo de cascarillas grasas y contienen habitualmente un contenido variable en agua, que puede alcanzar más de 20% de la masa total, de lo cual resulta su naturaleza desestructurada; los cascarillas de laminado constituyen un caso particular.

La presencia de compuestos orgánicos hace frecuentemente necesario el pretratamiento de estos co-productos antes de su reciclaje, en particular por razones medioambientales, pudiendo algunos de estos compuestos orgánicos ser unos precursores de compuestos tóxicos, tales como los compuestos orgánicos volátiles (Cov) y los compuestos organoclorados, de los cuales los más tóxicos son los policlorobifenilos (Pcb), las dioxinas y los furanos.

El reciclaje directo de estos residuos metálicos divididos plantea asimismo otro problema: debido a su presencia, los compuestos orgánicos y el agua hacen que el co-producto sea muy poco manipulable; no es homogéneo, es pegajoso y no estructurado. Es en particular el caso cuando se intenta reciclar unas cascarillas de la industria siderúrgica en el procedimiento de aglomeración del mineral para la alimentación de altos-hornos. En este caso, además de la dificultad de manutención, se liberarán unos vapores de hidrocarburos que ensucian el sistema de circulación de los gases, en particular los ventiladores y los filtros. Además, los compuestos orgánicos citados anteriormente pueden transformarse durante el reciclaje en compuestos tóxicos; se debe prever una descontaminación específica de los gases.

Con el fin de respetar las legislaciones relativas a los vertidos en compuestos tóxicos citados anteriormente, la práctica industrial muestra que es necesario limitar en gran medida el contenido en compuestos orgánicos en las cascarillas u otros residuos metálicos divididos, durante su reciclaje, debido a los límites de los procedimientos de descontaminación de los gases, en particular a nivel de los filtros.

Se conoce tratar las cascarillas oleosas mediante su mezcla íntima con óxido de calcio, principalmente en forma de cal viva. En el capítulo 38 de una obra de referencia que recoge la síntesis reciente del estado de la técnica en la materia, el autor (F. Bolsing, Dispersing by Chemical Reactions Remediation Technology, en Wise D. et al., Remediation engineering of contaminated soils, Marcel Dekker Inc., 2000) propone un tratamiento en dos etapas:

- una adición de cal viva al medio contaminado por unos hidrocarburos, en particular unas cascarillas siderúrgicas (etapa de predistribución);

- un mezclado intensivo, eventualmente en un triturador, de manera que se produzca un medio dispersado

homogéneo y que permita una transferencia del aceite hacia la cal; la cal viva CaO capta asimismo la totalidad o

parte del agua presente en las cascarillas transformándose en cal apagada Ca(OH)2 (etapa de dispersión).

La cal combinada con el aceite puede entonces ser fácilmente separada de las partículas de hierro o de óxidos de hierro, mediante tamizado. Una separación magnética puede permitir asimismo recuperar las partículas metálicas más finas.

Además, el autor señala que frecuentemente es necesario tratar previamente la cal viva por medio de un aditivo que retrasa la reacción de extinción de ésta con el agua de las cascarillas, so pena de que esta reacción de extinción muy rápida tenga lugar antes de que el aceite pueda ser adsorbido por la cal.

Una solicitud de patente más reciente, el documento US 2005/0256359 señala la posibilidad de utilizar la cal para reducir la toxicidad de compuestos orgánicos, en particular eliminando los halógenos de compuestos tóxicos, del tipo de las dioxinas, de los furanos o de los policlorobifenilos. Además de su papel citado anteriormente, la cal interviene como agente de reacción nucleófilo, que favorece la sustitución de los halógenos por el grupo hidroxilo y después la degradación oxidante de las moléculas sustituidas, para dar unas moléculas orgánicas nada o poco tóxicas. Unos compuestos orgánicos no tóxicos se añaden preferentemente con el fin de favorecer una auto-inflamación del medio dispersado. En este documento, sólo se indican los rendimientos de "deshalogenación", objetivo perseguido, pero no los porcentajes de reducción eventual de las sustancias orgánicas.

Se conoce asimismo un procedimiento de tratamiento de residuos metálicos divididos, contaminados por uno o varios compuestos orgánicos, en particular uno o varios hidrocarburos, que comprende

- un agitado, en el interior de un recinto, de dichos residuos metálicos con por lo menos un compuesto calcomagnésico capaz de reaccionar con el agua de manera exotérmica,

- una reacción exotérmica de dicho por lo menos un compuesto calco-magnésico con el agua que los residuos metálicos contienen,

- una elevación de la temperatura de los residuos metálicos que sufren una reacción exotérmica, y

- una deshidratación de dichos residuos metálicos durante esta reacción exotérmica.

Este procedimiento se describe en la solicitud de patente japonesa JP2000-237512. Propone en particular un método de deshidratación de residuos siderúrgicos, destinados a ser reutilizados como agente de desfosforación de las fundiciones. El producto procedente de este tratamiento se considera manipulable. Un caso de aplicación enseña que la adición de 20% de cal viva en masa a los residuos permite reducir el contenido en aceite libre de 2,9% inicialmente a 1,9% después del tratamiento, siendo la diferencia adsorbida por la cal. Los autores proponen utilizar estos residuos tratados que contienen aceite en parte adsorbido como material auxiliar en la siderurgia, en la que el aceite será quemado, según los autores, sin efecto negativo sobre el acero fundido.

La solicitud WO 00/17404 describe un procedimiento de producción de metal de reducción directa en un horno de niveles en el que se introducen los óxidos de metales y un agente reductor en el horno de niveles y en el que el calor requerido para la reducción de los óxidos metálicos se produce mediante calentamiento indirecto de los niveles individuales del horno de niveles.

Por último, se describe en la patente US nº 4.326.883 un procedimiento de desaceitado y de aglomeración de cascarillas. Consiste en dos etapas:

LA PREPARACIÓN -Esta etapa esencial comprende la adición de cal viva a las cascarillas, seguida de un agitado íntimo, eventualmente en presencia de una adición de agua, y después, de una aglomeración o granulado (pelletisation) de la mezcla obtenida, eventualmente mediante la adición de agua suplementaria. La cal sirve por lo tanto de ligante y de agente deshidratante. La etapa de mezcla se considera como crítica. Debe permitir que la cal extraiga la humedad, el aceite y las finas cascarillas separándolas de las cascarillas grandes. El objetivo es hacer que la... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de tratamiento de residuos metálicos divididos, contaminados por uno o unos compuestos orgánicos, que comprende:

- una agitación en el interior de un recinto de dichos residuos metálicos con por lo menos un compuesto calcomagnésico capaz de reaccionar con agua de manera exotérmica,

- una reacción exotérmica de dicho por lo menos un compuesto calco-magnésico con el agua que contienen los residuos metálicos,

- una elevación de temperatura de los residuos metálicos que sufren una reacción exotérmica, y

- una deshidratación de dichos residuos metálicos durante esta reacción exotérmica,

- una oxidación de los compuestos orgánicos durante dicha agitación, mediante la puesta en contacto de los

residuos metálicos contaminados por uno o unos compuestos orgánicos mezclados con dicho por lo menos un

compuesto calco-magnésico con una corriente gaseosa que contiene por lo menos parcialmente oxígeno, y

- una evacuación fuera del recinto de un producto tratado deshidratado, manipulable, que presenta un contenido residual en compuestos orgánicos inferior al 1% en peso de dicho producto tratado.

siendo el procedimiento controlado de manera que la temperatura de la corriente gaseosa permanezca inferior a 600ºC.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho por lo menos un compuesto calcomagnésico responde a la fórmula I

xCAO.(1-x)MgO (I)

en la que x es una fracción molar superior a 0 e igual o inferior a 1.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque comprende además

- una aportación inicial de calor para favorecer el inicio de dicha reacción exotérmica y alcanzar una temperatura predeterminada de los residuos metálicos contaminados, y

- una interrupción de dicha aportación cuando se alcanza dicha temperatura predeterminada, siendo entonces el procedimiento autotermo en régimen.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el contenido residual de los compuestos orgánicos del producto tratado es inferior a 0,5% en peso.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque, durante la agitación, los residuos metálicos presentan una temperatura del orden de 300ºC a 550ºC.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la temperatura de la corriente gaseosa se controla mediante la aportación de aire.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el compuesto calcomagnésico representa entre 5 y 35% de la masa total constituida por dichos residuos metálicos y por el compuesto calco-magnésico.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende, durante la agitación, un desplazamiento en el recinto de los residuos metálicos mezclados con dicho por lo menos un compuesto calco-magnésico con alimentación de dicha corriente gaseosa a contracorriente de los residuos metálicos.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque los residuos contaminados contienen hasta aproximadamente 20% en peso de compuestos orgánicos y hasta aproximadamente 30% en peso de agua.

10. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque, en el recinto, los residuos metálicos se agitan con dicho por lo menos un compuesto calco-magnésico y se ponen en contacto con dicha corriente gaseosa durante un tiempo de permanencia comprendido entre 0,25 h y 5 h.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque comprende un reciclaje en un proceso metalúrgico o siderúrgico de dicho producto tratado, constituido sustancialmente por compuestos metálicos eventualmente parcialmente oxidados y por dicho por lo menos un compuesto calco-magnésico hidratado y eventualmente también carbonatado.