Tratamiento térmico para la recuperación de mercurio

Transcripción

1 Tratamiento térmico para la recuperación de mercurio Resumen Diciembre de 2011 Debido al amplio universo de ofertas sobre tecnologías de recuperación de mercurio, nos centramos en el proceso ofrecido por la compañía MRT (se estableció contacto con Denise Schroder, representante para Latinoamérica de MRT). También se efectuaron consultas con personal de la División Control y Desempeño Ambiental, y con la empresa Apliquim-Brasil Recicle, sobre el proceso de recuperación térmica. MRT System (Sweden) Dos tipos de procesos de retorta: o MRT Continuous Process Distillers. Proceso continuo Residuos que pueden ser tratados con esta tecnología: polvo fluorescente, tubos agotados, y cualquier otro residuo con bajo contenido de materia orgánica. Descripción: el material a tratar se carga continuamente en un tambor de acero (puede tener varias boca de entrada, según el residuo a tratar), donde se calienta hasta 700 C (normalmente 500 C) con lo cual el mercurio se vaporiza. La corriente de salida pasa por un sistema de enfriamiento donde el mercurio condensa sobre una camada de mercurio líquido. La recuperación y la pureza del mercurio obtenido pueden alcanzan el 99,99% o mayor en caso de tratar residuos con alto contenido de mercurio. Los subproductos obtenidos (ej: polvo fluorescente descontaminado) son enfriados para su posterior manejo. Según información brindada por Denise Schroder (comunicación del 4/9/2011), el destilador continuo viene con una cámara de combustión (por defecto, aunque puede removerse si sólo se procesan materiales inorgánicos, como el polvo fluorescente), en la cual los residuos orgánicos de la corriente de salida son quemados/oxidados, evitando la emisión de dioxinas a la atmósfera. La temperatura de operación del incinerador está entre 825 y 1000 C (se menciona que en el destilador, el volumen de aire es controlado y el tiempo de contacto del residuo es relativamente elevado). La cámara de combustión entonces está por dos razones fundamentales: -para evitar la emisión de dioxinas (aún en presencia de pequeñas cantidades de cloro en el residuo)

2 -para evitar tener materia orgánica no quemada, que con el tiempo puede obstruir el sistema. La limitante en el cantidad de materia orgánica admisible se basa en este último punto; muestras con alto contenido de material orgánico hacen que sea necesaria una limpieza frecuente del destilador, y cambios de aceite y filtros en casi todos los procesos. En este sitio web, hay una descripción del proceso contínuo: Especificaciones técnicas: -Capacidad (variable, en función del residuo a tratar): aprox. 600 L de materiales/24 horas -Máxima emisión de Hg a la atmósfera: 0,025 mg/m 3 -Concentración remanente de Hg en el residuo: máximo 0,05 mg/l -Pureza Hg: 99,99% -Consumo de energía: 25 kw -Aire comprimido: 6 Bar, máximo 0,1 m 3 /min; punto de rocío: 3 C -Ventilación: aprox. 300 m 3 /h; diámetro ducto salida: 125 mm

3 o MRT Batch Process Distillers Proceso en batch, automático, modularizable Residuos que pueden ser tratados con esta tecnología: polvo fluorescente, terminales de tubos fluorescentes, tubos de arco de lámparas HID, pilas botón, termómetros, interruptores, amalgamas dentales, y otros residuos con alta carga orgánica. Descripción: un batch de residuos con mercurio es introducido en una cámara de vacío. Se aplica calor para vaporizar el mercurio. Las partículas orgánicas arrastradas por los gases son oxidadas en una cámara de combustión y luego la corriente de gas es enfriado, condensando el mercurio. Según la información brindada por Denise Schroder (comunicación 09/09/2011) la temperatura y presión (vacío) de operación varían en función del residuo a tratar (distintos programas para las diferentes corrientes de residuos). En el proceso batch se utiliza un condensador de alta eficiencia, que utiliza temperaturas por debajo de cero para capturar el mercurio. Tanto el proceso batch como el continuo utilizan filtros de carbón para retener trazas de mercurio en fase vapor. Especificaciones técnicas: -Capacidad: 100 L/batch -Recolección del material: barriles de acero inoxidable de 30 L -Temperatura operación: C (temperatura del equipamiento: entre 10 y 35 C) -Vacío: máximo 10 mbar -Conexión eléctrica: 400 V, 50 Hz -Consumo eléctrico: 35 kw -Aire comprimido: máximo 300 m 3 /batch, supply pressure: 6 bar, dry, oil free, flujo máximo: 500 L/min. -Oxígeno: m 3 /batch, supply pressure, supply pressure: 5 bar, ± 5% dry, flujo máximo: 2000 Nl/min. -Nitrógeno: 7-10 m 3 /batch, 5 bar, ± 5% dry, flujo máximo: 4000 Nl/min. -Emisión Hg: máximo 0,025 mg/m 3, promedio 0,0005mg/m 3. Consideraciones finales: -Todos los equipos de la empresa MRT están equipados con cámara de combustión designadas y testeadas para el correcto manejo de las dioxinas que puedan generarse. En esos equipos se controla el transporte de los gases, ya que el sistema trabaja a vacío.

4 -Para garantizar una correcta oxidación/combustión se inyecta una mezcla de aire y oxígeno en la cámara de combustión. Sin embargo, para evitar los residuos en el interior de la máquina, se recomienda reducir la cantidad de materia orgánica dentro del destilador. -Se recomienda no colocar los plásticos de los tubos y CFL en el destilador batch, sólo colocar el polvo; es más eficiente en términos de costo, romper la lámpara en el lamp processor (ver descripción más abajo) y separar los residuos y luego destilar el polvo contaminado. Como aproximación, el polvo de 1 millón de lámparas genera 15 kg de mercurio líquido. -Tampoco se recomienda colocar las lámparas trituradas en el destilador batch, pero es posible hacerlo. En ese caso, el destilador más apropiado es el destilador de flujo continuo. -Los lamp processors son aquellos equipos donde ocurre la rotura de las lámparas, la separación de componentes y la captura del mercurio vapor en los filtros y el polvo fluorescente en contenedores que van a los destiladores batch. Si se utiliza estos procesadores de lámparas, el 90 a 95% de los materiales quedan libres de mercurio, y sólo se destila entre el 5 y 10% del residuo. -Si solo se quiere procesar termómetros y amalgamas, el destilador batch es el adecuado. -En base a la realidad del Uruguay y considerando que se está buscando una solución integrada para todos distintos productos conteniendo mercurio, Denise Shroeder recomienda el procesador de lámparas más pequeño y un destilador batch. Este permitiría tratar las lámparas de todo el país y destilar el mercurio del polvo. También se podrían procesar termómetros y amalgamas dentales en ese destilador. Consulta con Verónica Gonzalvez (División Control y Desempeño Ambiental- DINAMA) Según la información que se maneja (procesos de la empresa MRT), el tratamiento más apropiado considerando el volumen de residuo a tratar (polvo fluorescente de lámparas y eventualmente otros productos conteniendo mercurio) y los costos operativos asociados a las distintas alternativas estudiadas, el proceso batch (que opera a vacío y a bajas temperaturas) sería el más adecuado a las necesidades del país. Si se supone que en el proceso continuo se cargan residuos con alto contenido de materia orgánica y cloro, a las temperaturas de operación (500 a 700 C) es posible que se generen dioxinas. Es por esta razón, que todos los destiladores continuos tienen acoplado un incinerador para el tratamiento de dioxinas (el cual debería operar por lo menos a 1200 C con un tiempo de residencia de 2 segundos). Este incinerador también está presente para evitar la contaminación del destilador con materia orgánica, en caso de que el residuo tenga una carga orgánica importante.

5 Otra opción es utilizar filtros de carbón activado para captar trazas de mercurio y dioxinas presentes en la corriente de salida. Proceso térmico realizado por la empresa APLIQUIM (Brasil) La desmercurización térmica y la destilación son realizadas a través de tecnología capaz de extraer y recuperar el mercurio con buena calidad y pureza para su comercialización. En estos equipamientos, el polvo fluorescente y los bulbos enteros contaminados con mercurio pasan por un proceso de descontaminación, y el mercurio es recuperado en su estado líquido elemental. A través de estos procesos, también se realiza el tratamiento de termómetros, amalgamas dentales y otros residuos mercuriales. Información brindada por Eduardo Sebben (Director Superintendente de Apliquim-Brasil Recicle) Con relación a la emisión de dioxinas y furanos en la retorta, por la quema de plásticos, la emisión ocurre en cantidades residuales, considerando que no hay quema total del material plástico, solamente quedan deshidratados. El proceso se realiza en batch, sin agitación. La temperatura de operación está en el entorno de los 500 C y se aplica un vacío de -300 g/cm 2. La empresa Apliquim ya utilizó el proceso continuo, para el tratamiento de lodos contaminados con mercurio de industrias cloro-soda, pero el sistema ya no está operativo. El sistema consiste en bandejas dispuestas una sobre la otra dentro de un recipiente, calentadas por resistencias que hacen que ocurra la evaporación del mercurio que es extraído a través del vacío. El vapor de mercurio va hacia el condensador donde ocurre la condensación del mercurio. En la retorta, es posible recuperar mercurio de residuos sólidos y líquidos. No hay limitante sobre el contenido de mercurio, pero si sobre el tiempo de operación, es decir, cuanto mayor sea el contenido de mercurio en el residuo, mayor será el tiempo necesario para extraerlo, llegando hasta 72 horas.

6 Operadores que retortan residuos con mercurio (EEUU) Bethelem Apparatus Company: -Proceso a alto vacío (0,033 atm), temperatura: 670 C. -El aire extraído de bombas de vacío se pasa a través de filtros de carbón activado xa remover el vapor de mercurio, Cl2, vapores ácidos y olores. -Acepta la mayoría de los plásticos menos el PVC. -Acepta suelos y lodos sólo si el contenido de agua es menor al 40% en peso. -Productos que acepta: pilas, termómetros, interruptores (vidrio y metal), lámparas de cuarzo, termocuplas, lámparas fluorescentes, filtros de carbón activado. AERC: Advanced Environmental Recycling Company Reciclaje de lámparas agotadas. El proceso involucra el desmontaje físico (ruptura y separación) de lámparas que contienen mercurio. En este proceso, se separan los componentes de las lámparas (vidrio, metales y polvo fluorescente con mercurio). AERC asegura que cada componente no presenta características de peligrosidad debido al mercurio, y que es recuperado y vendido como producto o sub-producto. Asociado al proceso de reciclaje está el proceso térmico para la recuperación de mercurio metálico del polvo fluorescente. Esta instalación, conocida como Unidad Procesadora de Polvo (PPU, por sus siglas en inglés), es requerida según la EPA 40 CFR (BDAT: best demonstrated available technology). El mercurio recuperado de esta unidad es luego procesado por triple destilado para lograr un metal de mayor calidad. Retorta Recuperación térmica de materiales que contienen mercurio Desde 1994, las regulaciones Federales han prohibido la disposición en rellenos e incineración de residuos con alto contenido de mercurio. El proceso de retorta a alta temperatura de AERC satisface los requerimientos de la EPA respecto al manejo adecuado de estos residuos. Ejemplos de residuos con mercurio aceptados en la retorta de AERC incluyen: termómetros, manómetros, reguladores, interruptores, relés y otros residuos contaminados. En 1996, AERC completó la construcción de una instalación que incluye un horno rotatorio a alta temperatura y un sistema de remoción de compuestos orgánicos volátiles (COV). Este sistema permite procesar materiales contaminados con mercurio y con alto niveles de compuestos orgánicos volátiles (ejemplos: filtros de carbón activado usados, catalizadores, pilas de mercurio). El sistema de retorta está constituido por una unidad de calentamiento a vacío y una unidad de destilación/condensación para recuperar mercurio metálico de sales, objetos sólidos, etc. Estas unidades producen un mercurio metálico en estado líquido semi puro el cual es revendido directamente o enviado al proceso de triple destilado para su purificación. Este último proceso permite obtener mercurio de grado técnico.

7 Model LSS1 Lamp Recycling Equipment AERC Elaborado por Qca. Estefanía Geymonat