Guia Tecnologica Ferroaleaciones

P/guias.2.5 27/3/00 18:26 Page 5

Composite

C M Y CM MY CY CMY K

Ferroaleaciones2.5 Epgrafe

Guas Tecnolgicas

Directiva 96/61 relativa a la prevenciny control integrados de la contaminacin

Ejecucin Tcnica:

Colaboran:

Fundacin EntornoEmpresa y Medio Ambiente

1. INTRODUCCIN

1.1 Objeto del documento

1.2 Metodologa de trabajo

La presente Gua resume el estudio de prospeccin tecnolgica del sector de fe-rroaleaciones con objeto de recoger los aspectos ms relevantes del Informe Tec-nolgico de manera que las partes interesadas puedan disponer de un docu-mento de consulta ms manejable.

En caso de estar interesado en consultar el documento completo puede solici-tarlo dirigindose por escrito a:

Fundacin Entorno, Empresa y Medio AmbienteC/Padilla 17, tico. 28006 - MadridTelf. 91-575 63 94; Fax. 91-575 77 13e-mail: [email protected]

En colaboracin con las diferentes asociaciones empresariales y dems entida-des con competencias en cada sector, se dise la siguiente metodologa de tra-bajo para la elaboracin de estos estudios::

Fase I: Informe Preliminar. Se realiz un primer informe con el objetivode definir el mbito de estudio e identificar las actividades incluidas en ca-da epgrafe. Ello permiti llevar a cabo para cada sector, un informe pre-vio sobre la situacin tecnolgico-ambiental que servira de base para eltrabajo a realizar directamente con las empresas en una fase posterior. Es-tos documentos quedaron recogidos en un CD-Rom y fueron distribuidosa las partes interesadas.

Fase II: Mesas de trabajo. Con objeto de poder contar con la opinin di-recta de las empresas, se convocaron distintas reuniones sectoriales detrabajo con el objetivo principal de discutir el contenido del Informe elabo-rado en la fase anterior. Adems, en estas sesiones pudimos proporcionara las empresas informacin sobre el desarrollo de los trabajos realizadospara la definicin de las Mejores Tcnicas Disponibles (MTDs) del sector.

Fase III: Trabajo de campo. Las jornadas de trabajo y el compromiso ad-quirido por las organizaciones empresariales, nos ayudaron a contactarcon empresas representativas de cada sector para la realizacin de visitasen las que, con la ayuda de un cuestionario, se recopilaron una serie dedatos que pudieron ser comprobados in situ por nuestros asesores. Laamplitud y relevancia del estudio requiri que la muestra de empresas a vi-sitar pudiera ser ser extrapolable a la globalidad del sector, por lo que sevisitaron dos instalaciones de las cinco potencialmente afectadas, en fun-cin del tipo de producto fabricado.

Fase IV: Informes Tecnolgicos. La informacin recopilada en las fasesanteriores fue analizada y evaluada para la confeccin del Informe Tecno-lgico objeto del programa. Para que este documento constituyera unapotente herramienta en las negociaciones para la determinacin de lasMTD's, los informes se disearon siguiendo un esquema similar a los do-cumentos de referencia que se elaborarn en el Institute for ProspectiveTechnological Studies (JRC-IPTS). Estos documentos estn a disposicindel pblico en formato CD-Rom.

1

Epgrafe 2.5

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 1

Guas Tecnolgicas/Ferroaleaciones

2

1.3 Estructura de la Gua

1.4 Entidades participantes

Fase V: Difusin. Uno de los objetivos que dan sentido a este proyectoes contar con la opinin directa de los industriales, ya que son pocas lasveces en que la negociacin precede a la norma. Por ello, adems de laedicin y distribucin gratuita tanto de los Informes Preliminares como delos Finales, se ha participado en diferentes foros profesionales para di-fundir los resultados del estudio.

Fase VI: Guas Tecnolgicas. Para que las partes interesadas puedandisponer de una informacin ms manejable y de documentos de discu-sin para los distintos foros, se han confeccionado las Guas Tecnolgicasque resumen los aspectos ms significativos del estudio.

1. Introduccin. Presentacin, objetivos, metodologa, estructura deldocumento.

2. La Industria del sector en Espaa. Visin general del estado de laindustria en Espaa, actividades e instalaciones afectadas por la Di-rectiva.

3. Descripcin general del proceso productivo. Diagrama de flujo ydescripcin de los problemas medioambientales.

4. Caractersticas especiales del proceso productivo. D e s c r i p c i ndetallada de las etapas crticas desde el punto de vista medioambiental.

5. Criterios de seleccin de las MTD's. Aspectos a tener en cuentapara la seleccin de las MTDs, tomando como referencia la capaci-dad productiva marcada y los anexos III y IV de la Directiva.

6. Tcnicas disponibles. Resumen de las tcnicas productivas con re l e-vancia a la hora de definir las MTDs y evaluacin general de las mismas.

7. Tcnicas disponibles para el control de emisiones. Resumen delas tcnicas correctivas y evaluacin general de las mismas.

8. Mejores Tcnicas Disponibles. Resumen de la informacin agru-pando las diferentes tcnicas estudiadas.

9. Tcnicas emergentes. Resumen de las tcnicas en desarrollo paraun nivel de control de la contaminacin igual o superior al actualmen-te en uso.

10. Conclusiones y recomendaciones. Consecuencias de la aplicacinde las MTD's en cada una de las actividades y recomendaciones pa-ra facilitar el cambio tecnolgico.

Las entidades que han colaborado en la realizacin de este estudio han sido laConfederacin Espaola de Organizaciones Empresariales del Metal (CONFEME-TAL) y empresas del sector.

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 2

La situacin general de este sector en Espaa se caracteriza por la existencia deuna nica compaa de produccin lder a nivel nacional y que ocupa el tercer lugara nivel europeo entre las empresas dedicadas a la produccin de ferro a l e a c i o n e s .

Esta empresa lder posee cinco centros productivos, los cuales cuentan con suspropios recursos bsicos: fuentes de energa (amplios recursos hidroelctricos,gracias a sus propias centrales en las cuencas del Xallas y del Cinca y a gruposde cogeneracin) y explotaciones del mineral de cuarzo.

La industria de ferroaleaciones esta ligada ntimamente y se desarrolla de formaconjunta a la industria siderrgica, como elemento indispensable en su procesode fabricacin y contribuye de manera decisiva en el desarrollo de otros tres sec-tores bsicos: aluminio, siliconas y electrodos de soldadura.

Las ferroaleaciones producidas a nivel nacional se resumen a continuacin:

Ferromanganeso standard, medio y bajo carbono. Ferrosilicomanganeso standard y superafinado. Ferrosilicio. Silicio metal. Microslice.

El ferromanganeso, silicomanganeso y el ferrosilicio se emplean en un 90% en lafabricacin de acero y un 10% en fundicin, como desoxidantes y como aporta-dores de elementos de aleacin.

El silicio metal se utiliza preferentemente en la fabricacin de aleaciones de alu-minio, as como para aplicaciones qumicas, fundamentalmente siliconas. Sin em-bargo, en la siderurgia apenas tiene aplicacin, salvo en aceros especiales comosustituto del FeSi.

La microslice tiene aplicacin en la preparacin de hormigones, proporcionandomayor resistencia mecnica, mayor impermeabilidad y mayor resistencia al ata-que qumico.

3

Epgrafe 2.5

2.1 Panorama general del sector

2. LA INDUSTRIA DE LASFERROALEACIONES ENESPAA

Ferrosilicio

Silicomanganeso

Silicio metal

Ferromanganeso

1993PRODUCTO

40.000

30.000

35.000

5.000

1994

35.000

25.000

35.000

3.000

1995

25.000

30.000

50.000

5.000

1996

30.000

30.000

70.000

5.000

1997

35.000

30.000

100.000

15.000

Fuente:Informe IPTS de la Comisin Europea.

Produccin (Toneladas)

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 3


4

Bajo la definicin del epgrafe 2.5.a estn afectadas las actividades del sector defabricacin de ferroaleaciones. En trminos del CNAE-93, este sector agrupa lassiguientes categoras:

2745 "Produccin y primera transformacin de otros metales no frreos". 2840 "Forja, estampacin y embuticin de metales, metalurgia de polvos". 27100 "Ferroaleaciones CECA". 27351 "Ferroaleaciones no CECA".

Las instalaciones de produccin de ferroaleaciones afectadas por la aplicacinde la Directiva IPPC, se encuentran localizadas en las siguientes ComunidadesA u t n o m a s :

2.2 Actividades e instalacionesafectadas por la Directiva 96/61

Cantabria Boo de Guamizo FeMn y SiMn estandar y FeMn MC

Aragn Monzn FeMn MC y BC,y de SiMn superafinado

Galicia

Sabn Silicio metal y Microslice

Dumbra FeSi

Cee FeSi,FeMn y SiMn

COMUNIDAD AUTNOMA LOCALIZACIN TIPO DE PRODUCTO

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 4

5Epgrafe 2.5

Las ferroaleaciones confieren a los productos de hierro o acero diferentes calida-des y presentan diferentes funciones durante los ciclos de produccin. Depen-diendo de las materias primas utilizadas, la produccin se realizar mediante unproceso primario o secundario. Las reacciones qumicas bsicas que se da enambos procesos son las siguientes:

Las principales ferroaleaciones son las de manganeso y silicio. Sin embargo, escomn en el mercado la produccin de ferroaleaciones basndose en otros ele-mentos qumicos como: bario, cobalto, cobre, molibdeno, nquel, fsforo, titanio,tugsteno, vanadio y zirconio entre otros.

A continuacin se muestra un diagrama general del proceso:

ALMACENAMIENTO

PESADO

REDUCCIN

COLADA/MOLDEO

TRITURACIN

CRIBADO

ALMACENAMIENTO

SECADO

RECEPCIN YDESCARGA DE

MATERIAS PRIMAS

EXPEDICIN

TRITURACIN

3.1 Diagrama de proceso

3. DESCRIPCIN GENERAL DELPROCESO PRODUCTIVO

Proceso Primario: Metal oxidado + Hierro mineral/chatarra + Reductor Ferroaleacin + Oxido dereductor + escorias

Proceso Secundario: Chatarra metlica + Chatarra de hierro Ferroaleacin


6

Dependiendo del tipo de producto fabricado, el proceso sufre ligeras variaciones tal y como queda reflejado en los siguien-tes diagramas:

ESQUEMA DE OBTENCIN DE FERROMANGANESO Y SILICOMANGANESO

ESQUEMA DE OBTENCIN DE SILICIO METAL

CLASIFICACIN DEMATERIAS PRIMAS

SECADERO

CONGENERACIN HORNOS

MACHAQUEO Y CLASIFICACIN

CLASIFICACIN

FILTRO

DOSIFICACINY MEZCLA

REDUCCIN

FILTRACINDE HUMOS

PLANTA DELODOS

DOSIFICACINY MEZCLA

ERA DE LAESCORIA

ERA DEFERROALEACIN

CLASIFICACINDE LA

FERROALEACIN

Minerales deMn & Fe

Escorias deFeMn (SiMn)

Coques /carbones

Cuarzos/cuarcitas(SiMn)

Calizas

Fabricade SiMn

Tortas deMno

Aguatratada

Gas filtrado

Tortas de MnO

Pasta de electrodosEnergia elctrica

Madera

Carbones Cuarzo

Energa electrica

Silicio bruto Microslice

Maderaseca

Aguadulce

O. civil

Ferromanganeso

Silicomanganeso

AleacinLiquida

7Epgrafe 2.5

La fabricacin de ferroaleaciones, es un proceso donde se consume mucha ener-ga debido a las altas temperaturas que se necesitan. Es tambin una fuente po-tencial de contaminacin del aire, agua y en menor medida del suelo.

En este apartado se expone de forma esquemtica para cada una de las etapasdel proceso, la problemtica medioambiental y las correspondientes afecciones,destacando en verde aquellas que hacen necesaria la implantacin de MTDs.

3.2 Problemtica medioambiental

Particulas y polvo de origen mineral

Aceites y grasas usados

C. ATMOSFRICA

C.RESIDUOS

RECEPCIN,CLASIFICACIN YDOSIFICACIN DE MATERIASPRIMAS

Partculas y emisiones gasesosas(SOX, COX, N2 ,H2)

Lodos,escorias y finos de filtro

Aguas de depuracin de gases

Polvos

Aceites y grasas usados

C. ATMOSFRICA

C.RESIDUOS

C.HDRICA

C. ATMOSFRICA

C.RESIDUOS

REDUCCIN DE LOS MINERALES(HORNO)

TRITURACIN Y CRIBADO

AFECCINPROBLEMTICAMEDIOAMBIENTAL

ETAPA

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 7


8

Ferromanganeso (FeMn)

CONSUMOS CARACTERIZACIN CANTIDADES

Materias primas

Materias secundarias

Mineral de manganeso (MnO2, MnO,CaO),Slice,Fe2O3

Fundentes (Caliza,cuarzita)Agente reductor (coque,carbn,madera)

(1)

Agua de refrigeracin

Mineral: 2.100-2.200 Kg/T producto

Carbones:390-425 Kg/T producto

2,2 m3/T producto

Energa E.Elctrica (2) 1.600-3.000 KWh/T producto (3)

4. CARACTERSTICASESPECIALES DEL PROCESOPRODUCTIVO

4.1 Etapa: Reduccin deminerales (horno)

En este apartado se recogen las caractersticas ms relevantes de las etapas dep roceso que han sido analizadas en el estudio con especial dedicacin, dado suimpacto ambiental y para cuya reduccin se recomienda la aplicacin de una MTD.

Estas tecnologas se recomiendan fundamentalmente para las etapas de reduc-cin de los minerales y de trituracin y cribado. Estas dos ltimas operaciones serealizan en dos puntos diferentes del proceso productivo, bien como tratamientodel mineral antes de ser introducido en el horno o una vez obtenida la ferroalea-cin como etapa previa a la expedicin del producto.

(1) La calidad del carbn es importante desde el punto de vista medioambiental por su contenido en azufre y otros elementoscontaminantes.El coque,adems de agente reductor, es utilizado como fuente de energa en el caso de la produccin deHC FeMn en alto horno.

(2) La cantidad de energa elctrica consumida corresponden al proceso con horno elctrico de arco sumergido sin recupera-cin de energa.

(3) Los consumos varan en funcin del producto final:HC FeMn (ms consumo) y MC,LC Fe Mn (menor).

(1) Datos referidos a horno elctrico de arco sumergido.(2) El valor de CO 2 corresponde al proceso de reduccin exotrmica del silicio.Si se produce MC FeMn a partir del HC FeMn,

sera de 100-500 Kg/T producto.(3) En caso de circuito cerrado el vertido es nulo.

EFECTO M.A ASPECTO M.A CARACT. CANTIDAD TRATAMIENTO ACTUAL

Residuos

C.Atmosfrica

C.Hdrica

Escorias

Gases

Aguas depuracinde gases

SiO2, Al2O3, CaO

Partculas

Agua salada,CaO,SiO2 , MnO

SO2

CO2

CO, N2, H2

HF FeMn:0,4 T/T producto

HC FeMn:5-60 mg/Nm3 (1)

MC y LC FeMn:

9Epgrafe 2.5

Silicomanganeso (SiMn)


Residuos

C.Atmosfrica

C.Hdrica

Escorias

Gases


SiO2, Al2O3, CaO

Partculas


SO2

CO2

CO, N2, H2

0,9-2,2 T/T producto

5-60 mg/Nm3

20 m3/h (1)

Irrelevante

1.100-1.800 Kg/T producto

N.D.

30-50 Kg/T producto

N.D.

La escoria,si es de cali-dad adecuada y rica enMnO,se reutiliza como

materia prima en la pro-duccin de SiMn,si nose utiliza para relleno

Con la utilizacin deBag-house se puede

alcanzar una emisin depolvo de 5 mg/Nm3

Tratamiento fsico-qumico.

-

-

-

Reutilizacin

Se mezclan con escoriade SiMn

Lodos depuradora

Finos de filtro del horno

Mn,MnO,SiO2, ytrazas de C,Al2O3,

CaO

CaO,MnO,FeO,SiO2, Al2O3 , MgO

CONSUMOS CARACTERIZACIN CANTIDAD

Materias primas


Mineral de manganeso(MnO2, MnO,CaO),Slice,Fe2O3

Fundentes

Agente reductor (coque,carbn,astillas de madera) (1)

Mineral Mn: 500-1.700 Kg/T producto

Escorias FeMn:400-2.500 Kg/Tproducto

Electrodos:2-30 Kg/T producto

Cuarzita:12.000-29.000 T/ao

Coque:400-600 Kg/T producto

E . Elctrica (2)E n e r g a 3.800-6.000 KWh/T producto

(1) En caso de circuito cerrado el vertido es nulo.

(1) La calidad del carbn es importante desde el punto de vista medioambiental,por su contenido en azufre y otros elemen-tos contaminantes.

(2) La cantidad de energa elctrica consumida corresponde al proceso con horno elctrico de arco sumergido sin recupera-cin de energa.

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 9


10


Materias primas


Energa

Cuarzo (SiO2, Fe2O3 )

Electrodos

Fundentes (cuarzita,caliza) Agente reductor(coque,carbn,astillas de madera) (1)

1.800 Kg/T producto

50 Kg/T producto

Reductor:850 Kg/T producto

E . Elctrica (2) 8.500 KWh/T producto


Materias primas


Energa

Cuarzo (SiO2, Fe2O3 CaO)

Electrodos

Fundentes (cuarzita,caliza) Agente reductor(coque,carbn,astillas de madera) (1)

2.600 Kg/T producto

100 Kg/T producto

Reductor:1.150-1.500 Kg/T productoMadera:1.000-2.000 Kg/T producto

E . Elctrica (2) 10.800-12.000 KWh/T producto

(1) La calidad del carbn es importante desde el punto de vista medioambiental,por su contenido en azufre y otros elemen-tos contaminantes.

(2) La cantidad de energa elctrica consumida corresponde al proceso con horno elctrico de arco sumergido sin recupera-cin de energa.

(1) La calidad del carbn es importante desde el punto de vista medioambiental,por su contenido en azufre y otros elemen-tos contaminantes.(2) La cantidad de energa elctrica consumida corresponde al proceso con horno elctrico de arco sumergido sin recupera-cin de energa.



Residuos

C.Atmosfrica

C.Hdrica

Escorias

Gases


SiO2, Al2O3, CaO

Partculas


SO2

CO2

NOX

HAPs

Metales pesados

COVs

11

Epgrafe 2.5


Materias primas

Energa

Minerales y ferroaleaciones

E.Elctrica

Elevada

N.D.


(1) De operaciones de mantenimiento de maquinaria.

EFECTO M.A ASPECTO M.A CARACT. CANTIDAAD TRATAMIENTO ACTUAL

Residuos

C.Atmosfrica

C.Hdrica

Escorias

Gases


SiO2, Al2O3, CaO

Partculas


SO2

CO2

NOX

HAPs

Metales pesados

COVs


12

El primer criterio, el cual est reflejado en el Anexo III de la Directiva, es la lista in-dicativa de las principales sustancias contaminantes que se tomarn en cuentaobligatoriamente, y si es pertinente se fijarn valores lmites de emisin en:

xidos de azufre y otros compuestos de azufre. xidos de nitrgeno y otros compuestos de nitrgeno. Monxido de carbono. Metales y sus compuestos. Polvos y partculas. Flor y sus compuestos. Policlorodibenzodioxinas y Policlorodibenzofuranos. Materias en suspensin vertidas al agua. Metales y sus compuestos vertidos al agua.

Asimismo se han considerado algunos criterios recogidos en el Anexo IV de la Di-rectiva, como:

Uso de tcnicas que minimicen la generacin de residuos. Uso de sustancias menos peligrosas a las empleadas en la actualidad. Desarrollo de tcnicas de recuperacin y reciclado de sustancias generadas

y utilizadas en el proceso y de los residuos cuando proceda. Procesos, instalaciones o mtodos de funcionamiento comparables que ha-

yan dado pruebas positivas a escala industrial. Avances tcnicos y evolucin de los conocimientos cientficos. Carcter, efectos y volumen de las emisiones de que se trate. Fechas de entrada en funcionamiento de las instalaciones nuevas o exis-

tentes. Plazo que requiere la instauracin de una mejor tcnica disponible. Consumo y naturaleza de las materias primas (incluida el agua) utilizadas en

procedimientos de eficacia energtica. Necesidad de prevenir o reducir al mnimo el impacto global de las emisio-

nes y de los riesgos en el medio ambiente. Necesidad de prevenir cualquier riesgo de accidente o de reducir las con-

secuencias para el medio ambiente. Informacin publicada por la Comisin en virtud del apartado 2 del artculo

16 o por organizaciones internacionales.

Por ltimo, se tendr en cuenta el impacto sobre la economa sectorial y generaldel mbito geogrfico determinado que supone la implantacin de una MTD.

5. CRITERIOS DE SELECCINDE MTDS

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 12

13

Epgrafe 2.5

En la siguiente tabla se resumen los distintos procesos existentes para la re d u c c i nde los minerales, sealando los distintos grupos de ferroaleaciones pro d u c i d a s :

En Espaa tan solo se obtienen ferraleaciones de FeSi, FeMn, SiMn y silicio me-tal. Por ello, en nuestro pas, tan solo se utilizan dos procesos tipo, siendo el msutilizado (hasta el punto de estar estandarizado dentro de la industria espaola delsector de ferroaleaciones) el proceso de reduccin en horno elctrico de arco su-mergido, dotado de electrodos de accin conjunta.

La produccin de ferromanganeso con alto contenido en carbono (HC FeMn), sepuede realizar tanto en un alto horno como en un horno elctrico de arco sumer-gido. Casi la totalidad de los productores usan el horno elctrico debido a que elconsumo en coque es mucho ms bajo (410-450 kg/T, frente a 1.100-1.450kg/T), ya que solo lo utilizan como agente reductor y no como fuente de energapara el horno. En consecuencia las emisiones de CO a la atmsfera se reducenconsiderablemente.

Dentro del horno elctrico de arco sumergido, como tcnica disponible en la eta-pa de reduccin del mineral, existen tres variaciones las cuales comentamos bre-vemente a continuacin:

6. TCNICAS DISPONIBLES

PROCESO

PRODUCTOS

VENTAJAS

DESVENTAJAS

FeMn,SiMn,FeSi,Si Metal y ferroaleaciones recicladas

Diseo sencilloPara cualquier tipo de materia primaFcil control de procesoProduccin de agua calienteCostes de inversin y mantenimiento bajos

Consumo alto de energaNo recuperacin de calor (menos el del agua)Gran volumen de emisiones a la atmsferaNecesidad de sistemas de control de la contaminacinAlto impacto medioambiental

PRODUCTOS

Horno elctrico trifsico de arco sumergido

Reduccin silicotrmica

Alto horno

FeSi (50% Si)FeSi (65-75% Si)

Si metalSi/Mn/Zr (SMZ)

HC FeMn (alto carbono,7,5%)Silicomanganeso (15-35% Si)

Fe-Cr/SiFeSi (90% Si)

MC FeMn (medio carbono,1,3%)LC FeMn (bajo carbono,


14

PRODUCTOS

VENTAJAS

DESVENTAJAS

FeMn,SiMn,FeSi,Si Metal

Gran flexibilidad de materias.primasRecuperacin de energa como E. ElctricaProduccin de agua calienteMenos emisionesFcil control de procesoReduccin del impacto medioambiental

Consumo de energa relativamente altoSistema ms complejoCoste de mantenimiento altoPuede usar cantidades limitadas de finos sin aglomeracin

PRODUCTOS

VENTAJAS

DESVENTAJAS

FeMn

Sistema bastante sencilloRecuperacin de energa en forma de gas rico en CO como combustiblesecundarioBajo impacto medioambientalVolumen bajo en emisiones

Emisiones constituidas mayormente por CO (explosivo y txico)Sistema de limpieza de gas hmedoLas aguas residuales y lodos necesitan ser tratados para reutilizarlos

Horno elctrico de arco sumergido semiabierto

Horno elctrico de arco sumergido cubierto

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 14

15

Epgrafe 2.5

En este captulo se presenta la evaluacin tcnico-econmica de las tcnicas dis-ponibles para controlar y minimizar las emisiones a la atmsfera de las empresasdel sector metalrgico de ferroaleaciones.

Las medidas primarias son siempre prioritarias a la hora de intentar minimizar lasemisiones en la fuente, aunque con su aplicacin, no siempre se alcanzan los va-lores lmites exigidos por la legislacin actual. De esta manera, es necesario re-currir a tcnicas secundarias en las etapas de Reduccin (horno), Trituracin yCribado, las cuales son objeto de la aplicacin de las MTDs para el control de lasemisiones.

El proceso de produccin de ferroaleaciones se caracteriza por un elevado con-sumo de energa. Existen diferentes tcnicas que hacen viable su recuperacin.

Utilizacin del CO presente en las emisiones de un horno de arco sumergido cubierto ode un alto horno (produccin de HC FeMn).

Este tipo de hornos genera emisiones ricas en CO (70-90%). Tras pasar por lastorres de lavado (lavadores de gases en cascada), son sometidas a un procesode combustin con aire donde el vapor a alta presin pasa por unas turbinas debaja presin y la energa es recuperada como electricidad.

Esta tcnica reduce el consumo total del proceso (supone un 13,5% del total deenerga requerida por el proceso) y de manera consecuente minimiza el impactode las emisiones de CO2.

Utilizacin de un horno de arco sumergido semiabierto

La energa procedente de las emisiones calientes del horno puede ser recupera-da en una caldera, obteniendo un vapor sobrecalentado. Dicho vapor se pasa poruna turbina, obtenindose electricidad.

Esta tcnica reduce el consumo total del proceso, suponiendo el 28-33% del to-tal de energa consumida en el proceso.

7.1 Tipo de contaminacin:Emisiones gaseosas

7.2 Tipo de contaminacin: Consumode energa

7. TCNICAS DISPONIBLESPARA EL CONTROL DEEMISIONES

TCNICA

Filtro de mangas

Precipitadoreselectrostticos

Ciclones

Lavadores hmedos

Rendimiento:99%Lmites alcanzables:

- Partculas:1-5 mg/Nm3

Rendimiento:95%

Rendimiento:medio

Rendimiento:alto Lmites alcanzables: Polvo:20 mg/Nm3 SO2:


16

Es objeto del presente apartado definir para las etapas ms relevantes del proce-so de produccin de ferroaleaciones, las mejores tcnicas disponibles desde laptica medioambiental.

Disminucin de las emisiones a la atmsfera

En las etapas de almacenamiento y acondicionamiento de materias primas debentenerse en cuenta medidas una serie de buenas prcticas viables desde el pun-to de vista econmico y tcnico. No suponen grandes inversiones y en cambiominimizan considerablemente las emisiones de partculas y polvos:

Almacenamientos en contenedores cerrados. Recepcin de materias primas a ser posibles humedecidas y/o en vehculos

cerrados. La maquinaria y equipos utilizados en el tratamiento de las materias primas

(recepcin y clasificacin) deben de estar aislados y debidamente cerrados.Siempre que se pueda y especialmente en los puntos de descarga o trans-ferencia, debe contemplarse la instalacin de sistemas de captacin de pol-vo y partculas y posteriormente deben ser adecuadamente tratados.

La manipulacin debe realizarse en instalaciones con equipos de ventilaciny desempolvado (puntos de recepcin, transferencia, descarga de materia-les, cargadoras de palas, bocas de elementos de carga, etc.).

En las operaciones de transferencia de materiales siempre que sea posible debenutilizarse equipos cerrados, como por ejemplo bandas transportadoras o trans-portadores en cadenas. Debe de evitarse la descarga por cada libre de materia-les pulverulentos.

En las operaciones de reciclado llevadas a cabo en algunas de las etapas se de-ben considerar algunas pautas para permitir que tales operaciones sean eficien-tes, como la humidificacin para reducir las emisiones de polvo y el disponer demedios para el reciclaje de los finos captados por los filtros e introducirlos en elproceso.

Las emisiones de substancias inorgnicas gaseosas deben disminuirse preferi-blemente mediante medidas primarias durante el desarrollo del proceso, pues asse reducen en origen. Para las sustancias que no puedan tratarse mediante me-didas primarias, bien porque stas sean insuficientes o bien porque sus caracte-rsticas no lo permitan, se recurrir a medidas secundarias como el uso de preci-pitadores electrostticos, lavadores, filtros de mangas, procesos qumicos o fsi-co-qumicos tipo adsorcin, absorcin, etc., para minimizar sus emisiones.

8. MEJORES TCNICASDISPONIBLES

8.1 Emisiones a la atmsfera

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 16

17

Epgrafe 2.5

Tratamiento de los efluentes lquidos

Las aguas de refrigeracin, siempre que no estn contaminadas no deben tratar-se con el resto de aguas residuales y procurar siempre su recirculacin permi-tiendo slo el consumo para reponer las perdidas por evaporacin.

En la mayora de los casos, las fugas son previsibles y por tanto evitables me-diante el uso de tcnicas adecuadas, la toma de medidas preventivas y un co-rrecto mantenimiento. Deben considerarse las zonas de una planta con posibili-dades de fugas en los diseos iniciales as como en modificaciones de las insta-laciones, de forma que se contemplen sistemas de contencin para mantener ycontrolar los vertidos en zonas inmediatas al foco.

Adems de estas medidas existen tcnicas disponibles ms o menos viablesdesde el punto de vista econmico, en funcin de la instalacin, que contemplanlos procedimientos electrolticos para el tratamiento de efluentes. Su eficacia esvariable en funcin de los procesos, pero por regla general estas tcnicas permi -ten una alta recuperacin de los metales adems de conseguir unos niveles acep-tables en cuanto a la contaminacin residual de los efluentes vertidos.

En cualquier caso las aguas residuales deben siempre someterse a los medios dedepuracin necesarios para alcanzar los niveles permitidos por la legislacin vi-gente.

Disminucin de residuos y prevencin de la contaminacin del suelo

Se debe incentivar el desarrollo de tcnicas y procesos que permitan en lo posi-ble la disminucin de la generacin de residuos y procurar siempre que sea posi-ble el reciclado en la propia planta, buscando la manera de minimizar en lo posi-ble el volumen de los mismos.

El problema de los lodos secos resultantes del tratamiento de las aguas residua-les de la depuracin de los gases con un importante contenido en xido de man-ganeso, as como el de las escorias de silicomanganeso, quedan resueltos ya quelos primeros de pueden recircular al proceso y los segundos se reutilizan en elsector de la construccin.

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 17


18

Se recogen a continuacin los procesos, tcnicas, tecnologas y alternativas quebien por su poca implantacin, bien por estar en una fase de experiencia piloto oa escala laboratorio, se deben considerar como tcnicas emergentes dentro delsector.

La operacin en este tipo de hornos para la produccin de ferrosilicio y silicio me-tlico todava no ha sido desarrollada de forma exitosa.

Problema M.A MTDSIndicadores

medioambientalesLimites

legislados (1)

Emisionesgaseosas yconsumo

energtico

H.Elctrico de arcosumergido semiabierto

(2)

H.Elctrico de arcosumergido cubierto (3)

Alto horno (4)

Recuperacin del 28-33% de energa y

reduccin de emisiones

Recuperacin del 13,5%de energa a partir del

CO y reduccin deemisiones

Recuperacin del 23,5%de energa (coque) a

partir del CO y reduccinde emisiones

Particulas

CO

SO2

Partculas

CO

SO2

10 Kg/T producto (para FeSi)

500 ppm

0,3 Kg/T producto (para SiMn y FeMn)

4.300 mg/Nm3

10 Kg/T producto (para FeSi)

0,3 Kg/T producto (para SiMn y FeMn)

1.445 ppm

2.400 mg/Nm3

(1) RD 833/1975 de 6 de febrero que desarrolla la Ley 38/1972 de 22 de3 Diciembre.(2) Para ferroaleaciones de FeSi,Si metal,HC FeMn y SiMn.Estos sistemas se complementan con sistemas de depuracin

de gases tipo filtro de mangas,que debidamente dimensionados son de absoluta fiabilidad y eficacia,alcanzando as losniveles de emisin permitidos.

(3) Para ferroaleaciones de HC FeMn y SiMn.Estos sistemas se complementan con sistemas de depuracin de gases enseco o hmedo.

(4) Para ferroaleaciones de HC FeMn. Debido al alto consumo de coque de este tipo de hornos, debe ser considerada una MTD,solo en el caso de ir asociado a una recuperacin eficiente de energa a partir del CO contenido en las emisiones. E s t orequiere unos sistemas de control y de reduccin (captador de polvos, electrofiltro y lavador de gases) de alto rendimiento.

Etapa: Reduccin (horno)8.2 Tcnicas secundarias

9.1 Horno cubierto

9. TCNICAS EMERGENTES

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 18

19

Epgrafe 2.5

10. CONCLUSIONES YRECOMENDACIONES

10.1 Problemtica medioambiental ycarencias tecnolgicas

Desde el punto de vista medioambiental, las instalaciones industriales producto-ras de ferroaleaciones se enfrentan a problemas de contaminacin atmosfrica,residuos y, en menor medida, contaminacin del agua. Adems se enfrentan a unproblema de excesivo consumo energtico.

De manera resumida se establecen segn el medio potencialmente afectado losaspectos medioambientales significativos y algunas soluciones que pueden em-plearse.

Contaminacin atmosfrica

Durante las distintas operaciones se emiten a la atmsfera gases (productos dela reduccin: xidos de carbono, xidos de nitrgeno) y partculas de distinta n-dole. Dentro de las actuaciones necesarias y de forma particular en el sector dela produccin de ferroaleaciones cara a la Directiva IPPC, destacamos:

Aumento de los edificios cerrados para el almacenamiento de las materiasprimas.

Instalacin de filtros para la eliminacin de los humos de colada de los hor-nos y del vertido de las ferroaleaciones lquidas en eras o lingoteras.

Instalacin de filtros en las reas de trituracin y cribado de las ferroaleacio-nes para su expedicin.

Instalacin de recintos cerrados para la captacin de los finos en la cargade camiones.

Contaminacin del agua

Como consecuencia de las distintas operaciones se generan aguas residualesque deben ser tratadas antes de verterse en un cauce o colector, ya que tendrnque cumplir la legislacin especfica aplicable.

Los contaminantes que pueden aparecer en las aguas residuales de una plantametalrgica son: arsnico, cadmio, cobre, flor, plomo, manganeso, mercurio,azufre en forma de sulfato o sulfito, zinc, nitrgeno amoniacal, DBO, etc.

Para la purificacin de las aguas residuales, de forma general se llevan a cabo dis-tintos tratamientos como:

Separacin de slidos Vertido, reciclado o reutilizacin del agua tratada. Deshidratacin y gestin del lodo obtenido.

En el caso particular del sector de ferroaleaciones, es necesario una instalacinpara el tratamiento de los lodos procedentes de la depuracin va hmeda de loshumos de los hornos y para la recirculacin de las aguas a los depuradores dehumos.

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 19


20

Residuos

Durante el tratamiento trmico de minerales y concentrados, los gases arrastranimpurezas que deben eliminarse antes de utilizarlos en cualquier tipo de produc-cin secundaria, o de emitirlos a la atmsfera.

Las alternativas para el tratamiento de residuos metalrgicos dependen de si elresiduo es o no reciclable. Si lo es, la mejor alternativa es reciclarlo en el mismolugar donde se ha generado, pero si desde el punto de vista econmico y tcni-co no es viable debe ser enviado a una planta de reciclado externa.

Si el residuo no es reciclable, debe procurarse una minimizacin de su impactoambiental, con deposito definitivo en el lugar de produccin o en un lugar lo msprximo posible al mismo.

En el caso particular de las ferroaleaciones, se requiere de instalaciones para elbriqueteado de los finos procedentes de los filtros y de los lodos para su fcil ma-nejo y optimizar su empleo a la hora de la recirculacin a los hornos.

Consumo de energa

Como hemos comentado, el consumo de energa en el proceso de produccinde ferroaleaciones es importante. Para paliar este efecto se recomienda el uso detcnicas de recuperacin de energa, tanto calorfica como elctrica, a partir delCO contenido en las emisiones procedentes de los distintos hornos que se utili-zan en este tipo de plantas metalrgicas.

Se demanda la elaboracin de una legislacin sectorial que contemple las parti-cularidades de las instalaciones del sector. Los objetivos que deberan cumplirsecon esta demanda es la actualizacin de la legislacin que le afecta, que sirva dereferencia para todo el territorio nacional, y en su caso, contar con las especifi-caciones que deben contemplarse debido a la trasposicin de la Directiva IPPC.

Asimismo, se considera imprescindible la coordinacin entre todas las Adminis-traciones ambientales en lo que a la tramitacin, actualizacin y revisin de per-misos se refiere, de tal forma que en lo posible se dependa de una nica autori-dad que sea la que disee el procedimiento administrativo para tales fines.

Tambin se demanda la existencia de procedimientos de control e inspeccin conuna mnima homogeneidad de criterios, que sean de obligado cumplimiento yaplicacin en todo el territorio nacional, para evitar los posibles favoritismos entreunas y otras regiones, lo cual perjudicara seriamente al sector desde el punto devista competitivo. Para ello se considera que debera existir una legislacin espe-cfica bsica estatal que recogiera dichos criterios.

Se hace necesario dotar al sector de una normalizacin legalizada para la realiza-cin de ensayos que permitan la caracterizacin de los residuos y su posible cla-sificacin, si procede, como peligrosos e incorporar lmites alcanzables y no ut-picos, con la tcnica disponible actualmente.

Los trabajos a nivel europeo para la determinacin de las MTDs estn muy avan-zados ya que comenzaron en el ao 1998. Junto a la metalurgia no frrea (Gru-pos de Trabajo Tcnicos nmero 6 y 7), se estn desarrollando los trabajos delepgrafe 6.8 relativo a la fabricacin de carbn y electrografito.

10.2 Recomendaciones yactuaciones previstas

GT/2.5/FE 21/3/00 11:46 Pgina 20

P/guias.2.5 27/3/00 18:26 Page 5

Composite

C M Y CM MY CY CMY K

Ferroaleaciones2.5 Epgrafe

Guas Tecnolgicas

Directiva 96/61 relativa a la prevenciny control integrados de la contaminacin

Ejecucin Tcnica:

Colaboran:

Fundacin EntornoEmpresa y Medio Ambiente

Documents

Guia Tecnologica Ferroaleaciones