UNIVERSIDAD DE LOS ANDESFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA QUMICAMRIDA-VENEZUELA

PRODUCCION DE ACERO, SUS CONTAMINANTES Y SU CONTROL.

RIVAS V. MIGUELANGELGARCIA S. OCTAVIO

MRIDA-MAYO-2014CONTENIDOINTRODUCCIN2GENERALIDADES3DEFINICION DE ACERO Y LOS ELEMENTOS USADOS EN SU FABRICACIN3PRODUCCION DE ACERO A NIVEL MUNDIAL4CLASIFICACIN DEL ACERO5ACERO DE HORNO ELECTRICO6Horno de arco elctrico6PROCESO DE FABRICACION DE ACERO7CONTAMINANTES PRODUCIDOS Y CONTROL DE LAS EMISIONES EN LA PRODUCCION DE ACERO10Control de la Contaminacin del Aire11Control de la Contaminacin del Agua13BIBLIOGRAFA16

INTRODUCCINEl proceso de extraccin de metales de la naturaleza remonta desde tiempos antes de cristo. Grandes cambios sociales, demogrficos, estructurales, polticos y culturales han sido impulsados por la necesidad existente del ser humano a satisfacer sus necesidades. En este sentido, los metales forman parte de una fuente de recursos minerales ampliamente aprovechables para realizar insumos necesarios para la vida cotidiana. Hoy da, en un mundo donde las tecnologas avanzan, es necesario el descubrimiento de nuevos mtodos que aumenten la eficiencia en la produccin de grandes masas de metales slidos en sus distintas formas. El acero conforma uno de las aleaciones ms ampliamente usadas lo que lo convierte en una aleacin muy transada a nivel econmico por sus atribuciones puede ser empleado para pequeas aplicaciones como los microchips de computadoras hasta grandes edificaciones que rozan el cielo en metrpolis. Gracias a los sistemas de produccin avanzados hoy en da se pueden realizar aceros casi a la medida segn el tipo de aplicacin para la cual ser empleada. Sin embargo, la tierra nos demanda procesos de produccin responsables y la toma de medidas que no pueden ser postergables por ms tiempo. El agotamiento de los recursos naturales es un hecho reconocido incluso por los pases ms incrdulos. En este sentido, el potencial contaminante de la industria metalrgica en la contaminacin en las fuentes de agua, los mares, los suelos y el aire es enorme y altamente incidente por tratarse de metales pesados, lquidos txicos y gases que causan polucin y que alteran los ecosistemas. Es por ello que es necesario control de la contaminacin que se genera en los hornos y procesos enteros de extraccin, procesamiento y tratamiento de los minerales para obtener metales de uso comercial. En el siguiente trabajo se hace un repaso bibliogrfico sobre el proceso de produccin del acero en sus distintas etapas, los contaminantes que se generan y las medidas que deben ser tomadas para el control de la contaminacin en estas plantas metalrgicas.

Rivas M. GENERALIDADESE acero, por su abundancia, durabilidad, versatilidad y baratura, es el material metlico ms til al hombre. Se usa en edificios, puentes, ferrocarriles, automviles, herramientas, maquinaria y en muchas otras cosas esenciales para nuestro bienestar. No existe fase alguna de nuestra vida que no dependa, en una u otra forma, del acero, pues aun los alimentos se obtienen de plantas que se siembra, cultivan, cosechan y elaboran por medio de maquinas con l fabricadas y se transportan hasta el consumidor en envases que suelen ser de acero.

El hecho que, en general. Es uno de los metales ms baratos hace resaltar su utilidad, si bien el precio flucta entre variedades mas comunes y otros tipos como los inoxidables.

DEFINICION DE ACERO Y LOS ELEMENTOS USADOS EN SU FABRICACINEl acero es esencialmente una aleacin de hierro y carburo de hierro. En el acero pueden entrar gran variedad de elementos qumicos, hasta 25 o ms, y as se obtienen aceros de diversas propiedades fsicas (Kirk & Othmer, 1961). Citaremos aqu los elementos usados en la fabricacin del acero:HierroMas de 99% en la mayor parte de los aceros

CarbonoEl elemento principal en la determinacin de las propiedades fsicas del acero

ManganesoEsencial en todos los aceros

Fsforo Presente en cantidades variables en todos los aceros.

AzufrePresente en cantidades variables en todos los aceros.

SilicioPresente en cantidades variables en todos los aceros.

Tabla1. Elementos constituyentes del acero. Fuente Kirk & Othmer.P. 86 (1961)Estos son los elementos constituyentes de aceros al carbono, y mediante su ajuste adecuado en diversas combinaciones se crea una gamma de propiedades que no se puede obtener con ningn otro metal. En los aceros de aleacin y aceros inoxidables se agregan otros elementos a los citados para ampliar la escala de propiedades fsicas, qumicas y magnticas. Aunque los aceros de aleacin representan un tonelaje mucho menor, llenan la mayor parte de la bibliografa sobre el acero por razn de la gran variedad de caractersticas tiles que comunican al acero los siguientes elementos de aleacin:AluminioMolibdeno

BoroTitanio

CromoVolframio

NiobioVanadio

CobreCirconio

Nquel

Tabla2. Elementos adicionales en la fabricacin del acero. Fuente Kirk & Othmer( 1961). P. 86 (1961)En algunos aceros especiales pueden usarse el selenio o el telurio para reemplazar o para aumentar el azufre.Cualquier combinacin del hierro con los diversos elementos de aleacin debe contener, para se considerado como acero, por lo menos 50% de hierro, y cualquier otra combinacin anloga cuyo contenido de hierro sea meno debe ser considerada como aleacin no ferrosa. (Kirk & Othmer, 1961). PRODUCCION DE ACERO A NIVEL MUNDIALLa produccin mundial de acero supera actualmente 1.33 veces la produccin de hierro en lingotes mundial, lo cual es un reflejo de la cantidad de acero reciclado. Existen pases, como China y EEUU, donde el consumo nacional de acero incluso su produccin propia lo que ha llevado a acudir a mercados externos para satisfacer la demanda (tabla 3) (Hocking, 2006). Francia, Reino Unido y Alemania producen apenas un poco ms que su propia demanda. Y Japn, incluso con su gran consumo per cpita, produce al menos dos veces su demanda interna.

Tabla3. Produccin mundial de acero. Fuente: Hocking (2006). p. 423

CLASIFICACIN DEL ACERODado la gran cantidad de elementos y micro constituyentes que se le pueden agregar a la formulacin del acero existen distintos tipos de aceros. Estos se pueden fabricar a la medida segn la aplicacin para la cual ser empleada. En la tabla 4 se muestran los aceros mas empleados. Segn el modo de trabajarloSegn la composicin y la estructuraSegn el modo de fabricacinSegn los usos

acero moldeadoAceros ordinariosacero elctricoacero para imanes o magntico

acero laminadoaceros aleados o especialesacero fundidoacero auto templado

acero calmadoacero de corte rpido

acero efervescenteacero decoletado

acero fritadoacero de corte rpido

acero indeformable

acero inoxidable

acero de herramientas

acero para muelles

acero refractario

acero de rodamientos

Tabla4. Clasificacin general de los tipos de aceros comerciales.

ACERO DE HORNO ELECTRICOPor ser el mtodo de fabricacin mas empleado a nivel mundial y en el pas, en este trabajo hablaremos de forma mas detallada de este mtodo de fabricacin.En 1880, sir William Siemens concibi la idea de utilizar energa elctrica como fuente de calor en los hornos metalrgicos. Los diversos tipos de hornos elctricos construidos para la produccin de acero abarcan casi todos los sistemas empleados para servirse de energa elctrica. Es importante indicar que aqu la electricidad se utiliza solamente en calidad de fuente de calor y que no comunica propiedades especiales al producto.

Horno de arco elctrico

Despus de varios aos de experimentos en la metalurgia no ferrosa, realizados en Europa, el doctor Paul Heroult, nacido en Francia, dirigi en Francia 1905 la instalacin en Sault Sainte Marie ( Michigan) de un horno elctrico de arco directo para la reduccin de mineral en hierro. En los Estados Unidos el horno arco elctrico ha desplazado el proceso de crisol utilizado durante doscientos aos para producir cualidades especiales de aceros de alta calidad, tanto en los Estados Unidos como en otros pases. Despus de varias tentativas para emplear electrodos instalados en el fondo y arco indirecto, se usan diversas formas de arco directo en los hornos de Heroult, Swindell, Lectromelt y otros. El mas usado es el de Heroult de tres electrodos y tres fases con un solo transformador. El horno de arco elctrico tiene revestimiento cido o bsico. El revestimiento de fondo no participa en el proceso de refinacin: sirve como recipiente del metal fundido. El horno cido (revestimiento de slice) requiere el empleo de escorias cidas que no eliminan el fsforo ni el azufre. El revestimiento del horno bsico permite la utilizacin de escorias bsicas que son factor importante en la eliminacin del fsforo y del azufre. Esta diferencia ha fomentado la amplia aceptacin del proceso bsico por la industrial del acero elctrico norteamericana. En el caso del horno de arco elctrico (algunos tienen 6 m de dimetros y 3.3 metros de profundidad) esta hecho con planchas de acero soldadas o remachadas que forman una estrechura reforzada por viguetas o piezas moldeadas (ver figura 1). Esta montado en balancines que permiten inclinar el horno para la colada. El horno comn tiene dos puertas, una para la carga, opuesta al cao de colada, y la otra para el trabajo situada a 90 entre ambos. Hay un revestimiento de ladrillos de magnesita, que cubren todo el fondo y paredes hasta mas arriba de la seccin expuesta a la escoria, sobre el cual esta el fondo de trabajo, que es dolomita con un elevado contenido de magnesio, construido en forma de cuenco. Por encima del nivel a que llega la escoria, las paredes pueden ser ladrillos de slice o de ladrillos de magnesita con forro de metal.

El techo es un domo de ladrillos de slice con tres aberturas de 50 cm para los electrodos. Los electrodos pueden ser de carbono cocido o de grafito, generalmente de este ultimo material. PROCESO DE FABRICACION DE ACEROInicialmente el hierro mineral es extrado de la naturaleza en minas a cielo abierto bajo la forma de hematita que no es ms que un xido frrico. El mineral de hierro es tratado por peletizacion y sinterizacion, mientras que el carbn se procesa por coquificacin. El mineral de hierro llega a la planta peletizadora en forma de lodo a travs de ferro ductos. Sometido a filtrado se recupera el agua y el fierro seco se enva a discos de boleo para mezclarlo con aglomerantes y formar pequeas esferas denominadas pellets los cuales son llevados a 1300C en hornos para su endurecimiento y posterior envi a los altos hornos. Paralelamente en las plantas coquificadoras el carbn metalrgico es tratado en hornos verticales recubiertos de ladrillo refractarios. Horneados durante 18 horas el carbn se transforma en coque, combustible bsico de los altos hornos para producir arrabio o fierro de primera fusin. Durante la coquificacin, entre otros derivados, se obtiene gas coque, combustible utilizado en etapas posteriores del proceso siderrgico. Otra materia prima utilizada para los altos hornos es el sinter, masa porosa conformada por mineral de fierro, escamas y polvos de fierro generados en el propio proceso siderrgico. En mezcla con calizas, finos de coque y dolomitas se forma una amalgama que es endurecida en un horno de cadena continua de la planta de sinter. Las materias primas bsicas para generar arrabio, son procesadas en los altos hornos. Conformados principalmente por una gran estructura cilndrica de mas de 50m de altura recubierta en su interior con ladrillos refractarios. En el alto horno se reducen y convierten en arrabio los xidos de fierro contenidos en los pellets y sinter almacenados en una casa de tolvas junto con calizas, dolomitas y coque. Figura 1. Alto HornoCombinadas en cantidades precisas, esas materias primas forman capas de diferentes espesor al se depositadas en el interior de los altos hornos a travs del tragante (vase figura 3), equipo situado en la parte superior. Por la base del alto horno, se introduce aire caliente a alta presin que enciende el coque y funde el mineral de fierro en un ambiente de hasta 1650c. En la parte baja del alto horno un crisol de grafito recibe el arrabio lquido que, a travs de conductos denominados piqueras y canales, es vaciado a carros termos de 200 toneladas de capacidad.

Figura 2. Partes del alto Horno. Fuente: Hocking ( 2006), p. 425.

Para eliminar contenidos de azufre, en la planta desulfuradora, se aplica al arrabio reactivos como carburo de calcio y magnesio. La escoria generada durante la fusin es depositada en piletas y enfriada con agua. Posteriormente es almacenada o vendida como sub producto. Para la conversin del arrabio en acero, se pueden utilizar la tcnica del horno del arco elctrico o la tcnica de aceracin con base en oxigeno denominada BOF. La aceracin inicia con la carga de chatarra en los convertidores, hornos en forma de pera de hasta 150 toneladas de capacidad recubiertos en su interior con ladrillos refractarios. Cargada la chatarra en cantidad exacta, se vaca al convertidor arrabio lquido a travs de grandes gras operadas a distancia. Para la refinacin se inyectan a la mezcla oxigeno, argn y nitrgeno a presin por tubos conocidos como lanzas conectados arriba y abajo del convertidor. Tras un periodo promedio de 45 min, se obtiene acero lquido. Vaciado en grandes ollas, al acero se le adicionan ferroaleaciones a fin de ajustar su composicin qumica de acuerdo al material requerido por los clientes. Para alcanzar un producto especfico, el acero lquido puede ser adicionalmente procesado en la estacin de tratamiento secundario, metalurgia secundaria, metalurgia de olla o recaliento qumico. La transformacin del acero liquido en planchn se efecta con equipos denominados maquinas de colada continua. El proceso inicia con el vaciado de las ollas a una caja metlica recubierta con ladrillo refractario denominada distribuidor. Por la base del distribuidor el acero liquido pasa aun molde oscilatorio de cobre, enfriado por agua inmediatamente a travs de una serie de rodillos con sistemas de enfriamiento donde el acero empieza a solidificarse hasta formar el planchn. Al trmino de la colada continua, sistemas primarios y secundarios de corte a base de oxi-gas, fraccionan el planchn en las dimensiones requeridas. Los planchones de acero se producen en diferentes espesores, anchos, longitudes y peso. Cada pieza es identificada para su posterior proceso en laminacin en caliente.El departamento de laminacin en caliente cuenta con una lnea de tira que genera cinta de acero en rollo y una lnea de plancha que fabrica planchas u hojas de acero. En ambas lneas el proceso inicia con el recalentado del planchn a 1330 C. A travs de dos molinos reversibles en la lnea de placa, el planchn es reducido en varios pases hasta el espesor y anchos requeridos. Luego, a atreves de mesas de transferencia, el producto se coloca sobre una serie de rodillos para su enfriamiento, enderezado y corte. En la lnea de tira, el planchn es procesado para la produccin de lmina rolada en caliente. Inicialmente el planchn es reducido en un molino universal reversible hasta un espesor de dos pulgadas y posteriormente se disminuye a una pulgada. El espesor final determinado por el cliente, se obtiene en un tren de laminacin. Al trmino de la lnea de tira, opera un sistema de enfriamiento y enrollado conocida como rollo verde, la lmina rolada en caliente se distribuye directamente al cliente o pasa a otros procesos. En todo caso, el proceso de fabricacin del acero se puede resumir y esquematizar. Este proceso se encuentra en la imagen 4.

Figura 4. Resumen del proceso completo de la obtencin de acero.

CONTAMINANTES PRODUCIDOS Y CONTROL DE LAS EMISIONES EN LA PRODUCCION DE ACEROPara una industria que maneja una gran escala partculas slidas, el control de las emisiones provenientes de una combustin a gran escala debido al proceso de coquificacin, etc., tiene que ser una prioridad. El control de la contaminacin es necesario para asegurar la buena salud pblica en las zonas urbanas cercanas, para la higiene industrial de los operadores de la planta, para obtener mejores rendimiento de flujo de productos provenientes de materias primas, y por razones estticas. Muchos cambios tecnolgicos introducidos a la industria del acero para mejorar la eficiencia tambin redujeron los niveles de emisin por tonelada de producto. Por ejemplo, la vlvula introducida en el tope de la boca de alimentacin de los altos hornos, trajo consigo la conservacin de el monxido de carbono para precalentar las corrientes de aire alimentados al horno, pero tambin disminuy la descarga de gases y partculas contaminantes provenientes de las reacciones en el alto horno. Hasta hace poco en la operacin de los altos hornos era permitido escapes de gases (para alivio de presin), perdidas accidentales de gases con concentraciones por encima de 35g/m3 de partculas y gases contaminantes. Estas operaciones ahora estn reguladas por medio del paso de por lo menos dos mecanismos de control antes de la descarga. En este sentido, la industria gas ha progresado de no llevar ningn tipo de control de la contaminacin, a controlar el 90-98% de sus emisiones para el beneficio de la sociedadControl de la Contaminacin del Aire

Las descargas al aire de contaminantes provenientes de las instalaciones productivas en la industria del acero, pueden ser convenientemente consideradas en secuencia, desde el rea de preparacin de la materia prima, hasta la fabricacin de los productos terminados. Por lo tanto, la plata de coque y de dimerizacin usadas para preparar el combustible del alto horno y el arrabio deber ser consideradas en primer lugar. En la produccin de coque metalrgico desulfurado de alto grado para la alimentacin del alto horno, se puede producir partculas, sustancias e hidrocarburos aromticos poli cclicos (PAHs) que se pueden verter al aire sin la presencia de un mecanismo de control. Se estima que una batera de hornos de coque que se emplean para procesar 4500 toneladas de carbn de coque por da para producir cerca de 3200 toneladas de coque, puede producir un flujo de partculas de aproximadamente 0.1% de la masa de carbn procesado, cerca de 4500 Kg diarios. La emisin de PAHs est correlacionada con el combustible auxiliar empleado. Se ha logrado determinar que la emisin promedio total de PAHs por el empleo de combustibles auxiliares, aceites pesados y el horno de arco elctrico es de 4,050 mg/Kg de carbn, 5.750 g/L aceite, 2.620 g/KWh respectivamente. Existen emisiones del carcingeno benzopireno que alcanzan concentraciones de hasta 2,4 g/L para el aceite y 1.4 g/KWh para la misma categora de combustibles. Estas emisiones ocurren en todas las etapas de la preparacin del coque, incluyendo las etapas de carga, puesta en marcha y quema lo que causa fugas en los hornos y hacen difciles las medidas de control. Actualmente no existen disponibles mecanismos de control eficientes para las emisiones PAHs. En el proceso de coquificacin se produce un coque substancialmente libro de azufre. Sin embargo, el producto gaseoso, gas de coque, tiene contenido en gases azufrados que va de 900-1,100 g/m3 (a 15 C, 1 atm). El principal gas azufrado es el sulfuro de hidrgeno, el cual puede ser removido ya sea por el carbonato de vaco o por el proceso Stretford. La eficiencia de remover gases azufrados por medio del proceso de carbonato de vaco de la Koppers Company es cerca del 90 % produciendo acido sulfrico, mientras que el proceso Stretford puede lograr retener el 99% de los productos azufrados. La eleccin del mejor proceso de desulfuracin depende de la eficiencia requerida y el producto azufrado deseado. Aquellos hidrocarburos tales como benceno (y otros aromticos) y fenoles pueden ser siempre removidos por condensacin. (Hocking, 2006).En la planta de sinterizacin se preparan gran cantidad de trozos (pastas de carbono) de minerales finos de hierro, y los polvos de oxido de hierro son recirculados hacia un equipo de control de equipamiento. Es estimado que no tener control sobre esta operacin podra descargar partculas en cerca de un promedio de 0.3% de la masa de sinter producida, o lo que es lo mismo 2,700 Kg a partir de una maquina que produce 900 toneladas de sinter por da. Los ciclones pueden reducir la emisin de partculas hasta un cuarto del valor estos niveles mximos. Incluso es posible usar la maquinaria de sinterizacion como un quemador para permitir la separacin del azufre desde los minerales de hierro que contienen azufre. Esto produce un mineral ms susceptible, pero tambin produce dixido de sulfuro en la corriente de gas residual. No existen mediciones de datos para el dixido de azufre en las plantas de sinter ya que esos no han sido normalmente grabados. Sin embargo, un modelo matemtico, el cual da una estimacin ha sido ya descrito. La cantidad de partculas que dejan los altos hornos por el tope es muy dependiente de la distribucin del tamao de partculas de las materias primas alimentadas. Si no existe una eliminacin de finos desde el flujo de alimentacin, cargas de polvo de cerca de 2g/m3, pueden dar tasas de prdidas de 200kg de partculas por tonelada de lingote de acero producido. La peletizacion de las materias primas antes de la carga puede reducir estas perdidas de partculas a 15-20 Kg/ton de lingote de acero producido. Hasta ahora, todas las medidas descritas son relacionadas con la pre-combustin o metodologas preseleccionadas. Adicionalmente a estas tcnicas que evitan la produccin de partculas, los altos hornos modernos usualmente requiere tres etapas de purificacin de gases en la chimenea antes de ser usados como combustibles. En primer lugar, un filtro de polvo captura la mayora de las partculas (Vase figura 3. Dust Catcher). Posteriormente las partculas mas finas son removidas en depuradores y alta y baja energa que funcionan por medio de precipitacin electrosttica para, finalmente obtener tasas de perdida de 1-18 Kg/ton de lingote de acero producido. La filtracin magntica ha sido propuesta como un mtodo seguro que la precipitacin electrosttica para incrementar la limpieza de los gases de los altos hornos evitando riesgos de explosin. Todos los procedimientos de fabricacin de acero producen gases que contienen una moderada carga de partculas antes de su tratamiento, pero el procedimiento mas contaminante se encuentra en la etapa del alto horno. Cargas de 0.5-1.4g/m3 se registran durante la fase posterior de carga al (carga de mineral, fierro chatarra, etc.) horno abierto. Mayores prdidas de partculas (4.6-7.0 G/m3) han sido medidas cuando se emplean los tubos conocidos como lanzas en el horno convertidor abierto. Originalmente, los hornos abiertos eran operados sin ningn tipo de control de emisin. Sin embargo, el empleo de lavados hmedos o precipitacin electrosttica que resulta en un 90-97% del control de la emisin de partculas, estn siendo empleados El lavado hmedo general agua de desecho que es tratada por coagulacin qumica y posteriormente por neutralizacin de pH. Los costos pueden ser reducidos por medio del mezclado con licores de desecho de alto y bajo pH.Para el proceso de Bessemer, horno de arco elctrico y hornos bsicos de oxigeno, el control de la contaminacin se realiza a travs de campanas con ductos de conexin colocada sobre la abertura del horno durante las fases de fabricacin del acero. Los gases son posteriormente limpiados por medio de precipitacin electrosttica, depuradores o con una cmara de filtros. As se obtiene eficiencias de recoleccin de filtros de 80 a 90% en los primeros dos mtodos y del 98-99% para las cmaras de filtro. Control de la Contaminacin del Agua

La preparacin del coque destinado a ser alimentado en los altos hornos requiere el calentamiento de carbono a 100-1100C en ausencia de aire en una lnea de bateras de hornos cubiertos con ladrillos refractarios. Esto se conoce como la planta de recuperacin de coque y subproductos provenientes de coque. La carga de carbono es calentada hasta que toda la materia voltil es vaporizada y la pirolisis es completada, un proceso que toma 16-24hr. Los grumos residuales de coque, aun calientes, son luego llevados a una lnea de ducha de agua y puestos en un carro de carril para su final despacho. Cerca de 700 Kg de productos adicionales voltiles son recuperados por cada tonelada de carbono calentado. Cerca de 42M3/ton de coque de agua son usadas en el proceso de coquificacin, en su mayora para la refrigeracin indirecta de las corrientes voltiles y as recoger el alquitrn de hulla, agua y otros condensables. El agua de enfriamiento es solo calentada, lo cual ha de ser considerado en la descarga de la misma. Sin embargo, la corriente de condensado acuoso tambin contiene amoniaco, sulfuros, hidrocarbonos, fenoles, etc., condensados provenientes de la materia voltil del carbono (vase tabla 5 y 6). Esta corriente requiere tratamiento para su recuperacin qumica y para el control de la contaminacin antes de su descarga. Cerca de 2 M3 de agua por tonelada de coque es usada en la lnea de enfriamiento, cerca de una tercera parte de esta es vaporizada en el proceso de enfriamiento del coque. La fraccin vaporizada es descargada como vapor. El agua residual (no vaporizada) contiene finos de coque suspendido (Coke breeze) y adicionalmente bajas concentraciones de cianuros y fenoles y requiere de tratamiento antes de su descarga. Los finos de coque son removidos por decantacin y luego mezclados en una mezcla de mineral y piedra caliza para la fabricacin de briquetas (briquetting) para los altos hornos, o sino son usados como combustible en el proceso de sinterizacin. El reciclado de los finos flotantes reduce el volumen que requiere el tratamiento. La corriente de condensado acuoso es la que presenta mayor complejidad. La separacin de fases produce una fase agua y otra fase de alquitrn aceitoso (oily tarry phase), cada una de las cuales tiene que se tratada separadamente. El fenol es mantenido en la fase acuosa durante la recuperacin de amoniaco por medio de su conversin en la fase menos voltil, y ms soluble en sal sdica. (Ecuacin 1)

Tabla5. Caracterizacin de amonaco remanente en el agua de desecho producida en la produccin de coque a partir de carbono. Fuente: Hocking( 2006) . p. 447

Tabla6. Productos coque y materia voltil remanente en el agua condensada producida a partir de una tonelada de carbono procesado para producir coque. Fuente: Hocking( 2006) . p. 447

PhOH+NaOH NaOPh + H2O (Ec. 1)El amoniaco es luego removido de la fase acuosa por destilacin y ambos recuperados y ya sea recuperado por lavado con acido sulfrico para producir sulfato de amonio, el cual es un constituyente de fertilizante de suelos, o descargado al aire. Rectificaciones econmicas de la recuperacin del residuo de amoniaco con combustible gas y subsecuente destilacin permite la recuperacin del fenol y el carbonato de sodio (Ec. 2 y 3).Co2+ H2O H2 Co3 (Ec. 2)2NaPh+ H2 Co3 Na2 Co3 + PhOH (Ec. 3)El cianuro puede ser desintoxicado a cianato por oxidacin con cloro o hipoclorito. O la oxidacin puede ser conducida por aire in presencia de oxido de azufre y ion cobre a pH 9 o 10. Finalmente la reduccin de DBO al 80-90% de los valores originales pueden ser alcanzados bien sea por tratamiento biolgico mtodos cloracin alcalina antes de la descarga.La separacin de la fase orgnica del gas de carbn de coque es cmodamente usada como combustible. Otra forma es colocarlo a travs de una secuencia de lavadores y alambiques para la recuperacin qumica, o segregado en porciones destinadas para un uso final. Cerca de una tercera parte de del gas de coque es quemado para proveer calor a los hornos de carbonizacin y el resto es usualmente usado para otras necesidades energticas.El agua de los altos hornos es principalmente requerida para las chaquetas de enfriamiento de toberas crticas. Lo primordial en estas descargas es minimizar las descargas trmicas. El agua es tambin frecuentemente usada para el lavado de los gases de chimenea del alto horno, y menos frecuente para la fractura (Breaking up) de la escoria caliente. Esos usos requieren que el agua a tratar sea qumicamente neutralizada antes de su disposicin. La fabricacin del acero requiere 12-15m3/ton de agua de enfriamiento y 80-100L/ton para el lavado de los gases de escape. El agua de enfriamiento dispuesta requiere de consideracin de sus posibles efectos trmicos. El tratamiento del lavado de los efluentes es similar al realizado para el lavado de los desechos del alto horno, exceptuando que en la elaboracin de acero las corrientes de desecho son usualmente acidas mientras que los efluentes de los altos hornos son normalmente alcalinos. Despus de la remocin de partculas, la neutralizacin del pH puede ser lograda a travs del mezclado, si los dos procesos estn siendo operados uno cerca del otro. Problemas de el agua efluente de los trenes de laminacin difieren de las otras reas. El agua primaria requerida aqu es para el enfriamiento de las lminas de acero para dar forma al acero. Sin embargo, este proceso de enfriamiento es por roco directo de las lminas. Adicionalmente, el agua levanta pequeas partculas de acero, en gran proporcin (oxido de hierro), y aceite lubricante en este pasaje a travs de la superficie de los rodillos, es retenido por el agua en suspensin hasta que llega a las canaletas. Agua adicional es usada en chorros de alta presin para cortar hojas de acero en una forma determinada y luego es colectada en el mismo sistema de recoleccin de agua servida. Un gran tanque, llamado Scale Pit, hace las funcin de separacin de incrustaciones (trazas de acero) y aceite para remover simultneamente la mayora de los contaminantes antes de la descarga del agua (figura 5). Un sistema de paletas en movimiento lento entrelazadas en cadena es usado para remover las incrustaciones o trazas provenientes del corte, un plano alto e inclinado para permitir la cada de los lquidos viscosos y de all su incorporacin a la alimentacin de los altos hornos. El aceite suspendido en el agua se elimina mediante una bomba de succin a travs de un flotante en la superficie del fluido. Si el agua tratada, no cumple con las especificaciones de los efluentes, debe ser tratada por mtodos qumicos o biolgicos antes de su disposicin final.

Figura 5.Diagrama esquemtico de un Scale Pit mostrando cmo la separacin de aceite e incrustaciones es lograda simultneamente.

BIBLIOGRAFA

Hocking, M. B. (2006). Handbook od Chemical Technology and Pollution Control. Elservier Science & Technology Books.Kirk, R., & Othmer, D. (1961). Enciclopedia de Tecnologa Qumica (Vol. I). Mxico: Editorial Hispano-Americana.

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