Diagnóstico Ambiental y Planteamiento de Alternativas de Cambio para la Minimización de Residuos Peligrosos en el Horno de Fundición del Vidrio-Edición Única

Abstract

Los materiales refractarios que presentan compuestos de magnesita y cromita como componentes mayores (MgO-Cr2O3-CaO-SiO2-Al2O3-Fe2O3) la formación de cromo hexavalente es principalmente por la reacción entre el CaO y el Cr2O3. Este trabajo también expone que al incrementar el rango de alcalinidad CaO/SiO2 se incrementa la concentración de Cr+6, y al mismo tiempo que al disminuir la temperatura en los refractarios compuestos de magnesia y cromita se incrementa la formación de Cr+6 ya que este es estable a bajas temperaturas. También se mencionan otros mecanismos de generación en la interfase por el contacto entre el calcio y la cromita; y que un incremento en el tamaño de partícula disminuye el contenido de cromo hexavalente ya que al tener mayor tamaño de partícula se tiene menos superficie de contacto por unidad de volumen. Se realizó una auditoría ambiental de residuos en el horno de fundición tipo sideout de vidrio borosilicato. Se llevo a cabo una jerarquización de residuos presentados en el horno de fundición, desde el punto de vista normativo y económico. Como resultado de la auditoría y de la jerarquización de residuos se identificó al residuo sólido formado por la composición de escoria y material refractario tipo básico impregnado de cromo hexavalente como el de mayor importancia. Este tipo de residuo es considerado como residuo sólido peligroso por su alta concentración de cromo hexavalente obrepasando la norma oficial por arriba de las 5 ppm. Este tipo de residuo se presenta en los regeneradores del horno, debe de ser confinado por su alta toxicidad al ambiente y el riesgo que presenta para la población; para lo cual se necesita un tipo de transporte y mano de obra especializada tanto para recoger la escoria, para el arreglo del material en los intercambiadores, y por otro lado debe de ser considerada la perdida de materiales refractarios durante la campaña, la combinación de estos factores hacen que los costos generados por este desperdicio afecten la operación del proceso. El objetivo de esta investigación fue el de identificar los mecanismos de origen de la generación del cromo hexavalente y el encontrar la alternativa de cambio que sea la más factible y que se adecué a las necesidades de la operación y por lo tanto de la empresa. Las principales causas de generación de cromo hexavaiante fueron la cantidad de óxido de calcio que presentaba el material, la alcalinidad de este y la temperatura a la cual estaba siendo sometido el material. Para esto fueron tomados en cuenta los diagramas de fase CaO y Cr2O3 donde se puede apreciar los compuestos que generan cromo hexavalente, los perfiles de temperatura en operación, su composición y su alcalinidad. Se llegó a la determinación de la alternativa de un nuevo material el cual debe de contar con las mismas propiedades físicas de trabajo del material actual pero con distinta composición, disminuyendo la cantidad de CaO y la alcalinidad, tomando en consideración su microestructura y componentes, dando como resultado la disminución de la concentración de Cr+6 que se estaba presentando, la disminución de la cantidad de material refractario presentado como escoria y buenas condiciones de operación, logrando ser una alternativa económicamente y ambientalmente factible.