Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo

Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo secundario

mediante un proceso de vitrificación

Maira Alejandra Narváez Legarda

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería y Administración

Palmira, Colombia

2020

Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo secundario

mediante un proceso de vitrificación

Maira Alejandra Narváez Legarda

Tesis de investigación presentada como requisito parcial para optar al título de:

Magister en Ingeniería Ambiental

Directora:

Ph.D. Janneth Torres Agredo

Línea de Investigación:

Aprovechamiento de residuos industriales

Grupo de Investigación:

Grupo de Investigación Materiales y Medio Ambiente, GIMMA

Universidad Nacional de Colombia

Facultad de Ingeniería y Administración

Palmira, Colombia

2020

Dedicatoria

A mis padres, por su infinito amor y apoyo.

Declaración de obra original

Yo declaro lo siguiente:

He leído el Acuerdo 035 de 2003 del Consejo Académico de la Universidad Nacional.

«Reglamento sobre propiedad intelectual» y la Normatividad Nacional relacionada al

respeto de los derechos de autor. Esta disertación representa mi trabajo original, excepto

donde he reconocido las ideas, las palabras, o materiales de otros autores.

Cuando se han presentado ideas o palabras de otros autores en esta disertación, he

realizado su respectivo reconocimiento aplicando correctamente los esquemas de citas y

referencias bibliográficas en el estilo requerido.

He obtenido el permiso del autor o editor para incluir cualquier material con derechos de

autor (por ejemplo, tablas, figuras, instrumentos de encuesta o grandes porciones de

texto).

Por último, he sometido esta disertación a la herramienta de integridad académica, definida

por la universidad.

________________________________

Nombre

Fecha 03/12/2020

Agradecimientos

Mis más sinceros agradecimientos a mi directora, Janneth Torres Agredo, por su guía en

el desarrollo de este proyecto de investigación, brindando su conocimiento y experiencia.

A la ingeniera Luisa Fernanda Mosquera, miembro del Grupo de Investigación Materiales

y Medio Ambiente GIMMA, por su apoyo en el desarrollo de este proyecto de investigación.

Al profesor Robert Sánchez, por su colaboración en el desarrollo de los análisis de

Espectroscopia Infrarroja en las instalaciones del Laboratorio de Optoelectrónica de la

Universidad Autónoma de Occidente.

Al profesor Emerson Escobar Núñez, por su colaboración en el desarrollo de los análisis

de dureza Vickers en las instalaciones del Laboratorio de Materiales de la Universidad

Autónoma de Occidente.

IX

Resumen

Título en español: Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo secundario mediante un proceso de vitrificación

A partir de la problemática de generación y disposición inadecuada de residuos peligrosos,

han surgido varios métodos de Estabilización/Solidificación entre los que se encuentra, la

vitrificación; este método permite convertir un residuo peligroso en un vitrificado (vidrio),

con menor o nula peligrosidad. Una empresa colombiana recupera plomo de baterías

usadas de plomo-ácido, mediante fundición secundaria, donde se generan

aproximadamente 500 toneladas mensuales de escoria de plomo secundario, residuo

catalogado como peligroso por su contenido de metales lixiviables. El objetivo de este

estudio fue reducir la peligrosidad de este residuo mediante el proceso de vitrificación, con

el fin de facilitar su manejo y/o disposición. Para el desarrollo del estudio, inicialmente se

caracterizó el residuo de interés, seguidamente, se llevó a cabo el proceso de vitrificación

a nivel laboratorio, donde una mezcla de escoria, arena y carbonato de sodio (Na2CO3), se

sometieron a 1000, 1100 y 1200ºC, durante 2 horas. A partir del proceso de vitrificación se

encontró que a 1200ºC, se obtuvieron algunos vitrificados homogéneos y mayoritariamente

amorfos, sin embargo, en algunas formulaciones se presentaron separaciones cristalinas.

Según el análisis ambiental, el proceso de vitrificación fue efectivo, ya que se presentó una

reducción significativa en la lixiviación de plomo, cumpliendo con los límites regulados.

Además, se obtuvieron valores de dureza Vickers similares a los reportados para vidrios y

vidrios cerámicos. Por consiguiente, este estudio aporta a la continuación de

investigaciones en Colombia, sobre la aplicación de esta técnica de inertización de

residuos peligrosos, especialmente los que se generan en gran cantidad como las escorias

de fundición, de tal manera que se logre aprovechar el producto obtenido en diferentes

aplicaciones, entre ellas, la industria de la construcción.

Palabras clave: Escoria de plomo secundario, Estabilización, Solidificación,

Vitrificación, Residuos peligrosos.

X Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo secundario mediante un

proceso de vitrificación

Abstract

Título en inglés: Reduction of the hazardousness of a secondary lead slag through

a vitrification process

Beginning with the problem of hazardous waste generation and inappropriate disposal,

several methods of Stabilization/Solidification have emerged, among which is, vitrification;

this method makes it possible to convert a hazardous waste into a vitrified product (glass),

with less or no danger. A Colombian company recovers lead from used lead-acid batteries

through secondary smelting, where approximately 500 tons of secondary lead slag are

generated per month, which is classified as hazardous due to its leachable metal content.

The objective of this study was to reduce the danger of this waste through the vitrification

process, in order to facilitate its handling and/or disposal. To perform the study, the residue

of interest was initially characterized, then vitrification process was carried out at laboratory

scale , where a mixture of slag, sand and sodium carbonate (Na2CO3), were subjected to

1000, 1100 and 1200ºC, for 2 hours. As a result of the vitrification process, it was found

that at 1200ºC it was possible to obtain some homogeneous and mostly amorphous

vitrification, however in some formulations crystalline separations occurred. According to

the environmental analysis, the vitrification process was effective, as there was a significant

reduction in lead leaching, complying with the regulated limits. Finally, Vickers hardness

values similar to those reported for glass and ceramic glasses were obtained.

Consequently, this study contributes to the continuation of research in Colombia on the

application of this technique of inertisation of hazardous waste, especially waste generated

in large quantities such as foundry slag, in such a way that the product obtained can be

used in different applications, including the construction industry.

Keywords: Secondary lead slag, Stabilization, Solidification, Vitrification, Hazardous

wastes

Contenido XI

Contenido

Pág.

Resumen ........................................................................................................................ IX

Lista de figuras ............................................................................................................ XIII

Lista de tablas ............................................................................................................. XIV

Introducción .................................................................................................................... 1

1. Estado del arte.......................................................................................................... 5 1.1 Reciclaje de BPA y fundición secundaria de plomo ............................................ 5

1.1.1.1 Escoria de plomo secundario .................................................................... 7 1.2 Vitrificación de residuos peligrosos .................................................................... 9 1.3 Residuos peligrosos inertizados mediante vitrificación ..................................... 11

1.3.1.1 Cenizas .................................................................................................. 11 1.3.1.2 Residuos de la industria minera y metalúrgica ........................................ 12 1.3.1.3 Valorización de los vitrificados en diversas aplicaciones......................... 13 1.3.1.4 Estudios de vitrificación sobre escoria de plomo secundario .................. 15

2. Objetivos ................................................................................................................. 17 2.1 Objetivo General .............................................................................................. 17 2.2 Objetivos Específicos ....................................................................................... 17

3. Materiales y Métodos ............................................................................................. 19 3.1 Caracterización de los residuos. ....................................................................... 19 3.2 Vitrificación a nivel laboratorio .......................................................................... 20 3.3 Caracterización de los vitrificados .................................................................... 21 3.4 Difusión de los resultados ................................................................................ 22

3.4.1.1 Publicación de artículos ......................................................................... 22 3.4.1.2 Ponencia en conferencia internacional ................................................... 22

4. Resultados y discusión ......................................................................................... 23 4.1 Caracterización de los residuos ........................................................................ 23 4.2 Caracterización de los vitrificados .................................................................... 28

4.2.1.1 Observación de la apariencia de los productos de vitrificación ............... 28 4.2.1.2 Análisis Infrarrojo .................................................................................... 32 4.2.1.3 Análisis DRX ........................................................................................... 39 4.2.1.4 Análisis ambiental ................................................................................... 44

XII Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo secundario mediante un


4.2.1.5 Análisis de lixiviación .............................................................................. 44 4.2.1.6 Análisis de toxicidad aguda - Ecotoxicidad ............................................. 46 4.2.1.7 Evaluación de microdureza – Dureza Vickers ........................................ 47

5. Conclusiones y recomendaciones ....................................................................... 53 5.1 Conclusiones .................................................................................................... 53 5.2 Recomendaciones ............................................................................................ 54

Bibliografía .................................................................................................................... 55

XIII

Lista de figuras

Pág.

Figura 1. Distribución de tamaño de partícula de la escoria. .......................................... 24

Figura 2. Distribución de tamaño de partícula del residuo de arena ............................... 24

Figura 3. Difractograma de Rayos X de la escoria de fundición. T: Tenardita, CO:

Coesita, H: Hematita, M: Magnetita. ............................................................................... 27

Figura 4. Difractograma de Rayos X de la arena. .......................................................... 28

Figura 5. Productos del proceso de vitrificación a 1000ºC. ............................................ 29



Figura 8. Espectro infrarrojo vitrificado E60A40 a 1000ºC. ............................................ 34

Figura 9. Espectro infrarrojo vitrificado E60A30N10 a 1000ºC. ...................................... 34

Figura 10. Espectro infrarrojo vitrificado E60A40 a 1100ºC. .......................................... 35

Figura 12. Espectro infrarrojo vitrificado E60A30N10 a 1100ºC. .................................... 36

Figura 11. Espectro infrarrojo vitrificado E60A3N5 a 1100ºC. ........................................ 36

Figura 13. Espectros Infrarrojo de vitrificado E60A40. ................................................... 37

Figura 14. Espectros Infrarrojo de vitrificados a 1200ºC. ............................................... 39

Figura 15. Difractograma de Rayos X de vitrificado E60A40 a 1100ºC. T:Tenardita, CO:

Coesita, C: Cuarzo, H: Hematita. ................................................................................... 40

Figura 16. Difractograma de Rayos X de vitrificado E60A30N10 a 1100ºC. SS: Sulfato de

Sodio, T:Tenardita, C: Cuarzo, H: Hematita. .................................................................. 41

Figura 17. Difractograma de Rayos X de vitrificado E50A40N10 a 1200ºC. SS: Sulfato de

Sodio, T:Tenardita, CO: Coesita, C: Cuarzo, H: Hematita. ............................................. 42

Figura 18. Difractograma de Rayos X de vitrificado E60A40 a 1200ºC. CO: Coesita, C:

Cuarzo. .......................................................................................................................... 43

Figura 19. Difractograma de Rayos X de E60A35N5 a 1200°C. T: Tenardita, C: Cuarzo,

H: Hematita, S: Silicato de Calcio. .................................................................................. 43

Figura 20. Difractograma de Rayos X de E60A30N10 a 1200°C. T: Tenardita, SS:

Sulfato de Sodio, O: Óxido de hierro (Fe2O3). ................................................................. 44

Figura 21. Concentración de metales en lixiviado de los vitrificados. ............................. 45

Figura 22. Diagrama de cajas comparativo. ................................................................... 48

Figura 23. Análisis de varianza (ANOVA) ...................................................................... 49

Figura 24. Comparaciones múltiples. ............................................................................. 50

XI

V

Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo secundario mediante un


Lista de tablas

Pág.

Tabla 1. Principales elementos encontrados en escorias de plomo secundario. ............... 7

Tabla 2: Compuestos presentes en escorias de plomo secundario. ................................. 8

Tabla 3. Composición lotes experimentales. .................................................................. 21

Tabla 4. Composición química de los residuos. .............................................................. 26

Tabla 5. Características ambientales de la escoria de plomo secundario. ...................... 26

Tabla 6. Asignación de bandas espectros infrarrojo........................................................ 32

Tabla 7. Composición química de remanente de vitrificado a 1100ºC. ............................ 40

Tabla 8. Análisis descriptivo. .......................................................................................... 47

Introducción

La generación de residuos ha crecido gradualmente, debido al desarrollo industrial y

económico global, lo que se ha convertido en una problemática ambiental a nivel mundial,

debido a la disposición inadecuada de éstos (Singh, Laurenti, Sinha, & Frostell, 2014).

Entre la gran variedad de residuos, se encuentran los residuos peligrosos (RP), los cuales

implican mayor preocupación, debido a sus efectos negativos en el medio ambiente y en

la salud humana (Madaleno, 2018). La importancia de la gestión adecuada de los RP fue

contemplada en 1989, en el Convenio de Basilea; donde se enfatizó en la reducción y

gestión ambientalmente racional de los RP; así como el control y eliminación de los

movimientos transfronterizos de éstos. Colombia adoptó este convenio mediante la Ley

253 de 1996 (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Sostenible, 2005).

La generación mundial de RP en 2018 fue 184 millones de toneladas, y se espera que

aumente en los siguientes años (Frost & Sullivan, 2019). Según el Informe Nacional de

Residuos peligrosos publicado por el IDEAM, (2018), Colombia generó 489.058 toneladas

de RP durante el 2017, un 38% más que en el año 2016. Por su parte, la generación de

residuos con contenido de plomo o sus compuestos (codificados como Y31) a nivel

nacional fue representativa (7%). El manejo de los RP en Colombia, durante el 2017 se

llevó a cabo a través de tratamiento (58%), disposición final (24%) y, por último,

aprovechamiento (18%).

La disposición final de RP se realiza en rellenos o celdas de seguridad, las cuales son

estructuras debidamente diseñadas, construidas y autorizadas para confinar este tipo de

residuos, de tal manera que no generen contaminación ambiental y problemas en la salud

humana (IDEAM, 2018). Sin embargo, estas estructuras pueden degradarse con el paso

del tiempo; dejando a la intemperie los componentes peligrosos confinados y generar

2 Introducción

contaminación (Kirkham, Tyler, & Gee, 1985; Pavelka, Loehr, & Haikola, 1993). Además,

la gran generación de RP, conlleva a que estos rellenos requieran grandes extensiones de

tierra, la cual se podría emplear en otra actividad productiva. En ese sentido, es importante

considerar la reducción de estos residuos, así como, su disposición final; dando prioridad

al aprovechamiento y valorización.

El plomo es un metal de gran demanda en diversas industrias, principalmente para la

elaboración de baterías plomo-ácido (BPA) para automóviles. La producción de plomo

proviene de dos sistemas, primario y secundario; el sistema primario consiste en el proceso

de recuperación del metal a partir de un concentrado extraído de una mena natural,

mientras que el sistema secundario aprovecha el plomo de equipos al final de su vida útil,

principalmente de BPA (Smaniotto et al., 2009). El sistema secundario consiste en la

fundición de plomo recuperado; se considera como una alternativa, ya que se disminuye

la extracción de recursos naturales, requiere menos procesos y por ende menos energía,

además genera menor cantidad de residuos. Por lo tanto, la producción secundaria se

considera sostenible en términos económicos como ambientales, y por ello predomina

frente a la producción primaria desde el 2012 hasta la actualidad (International Lead

Association, 2012; Pan et al., 2019). Sin embargo, este sistema de producción también

genera residuos peligrosos, como la escoria de plomo secundario, la cual es clasificada

como residuo peligroso debido a su contenido de elementos altamente lixiviables como el

plomo, el zinc y el cadmio (Seignez, Gauthier, Bulteel, Damidot, & Potdevin, 2008).

La escoria debe tener una disposición especial en celdas de seguridad, las cuales además

de representar un gasto adicional para las empresas, demandan grandes extensiones de

terrenos. Sin embargo, la mayor preocupación radica en que estas celdas se pueden

degradar con el paso del tiempo y liberar los contaminantes confinados; lo que representa

un potencial peligro de contaminación de los suelos, las aguas superficiales y subterráneas

a sus alrededores. La contaminación del agua representa un riesgo para la salud pública;

esto lo afirman (Gulson, Mizon, Davis, Palmer, & Vimpani, 2004), quienes encontraron que

las personas que viven cerca de vertederos de estas escorias habían presentado

problemas de salud.

La escoria de plomo secundario ha sido objeto de varias investigaciones, que comprenden

técnicas de estabilización y/o aprovechamiento, entre estas se encuentran, la recuperación

Introducción 3

de metales valiosos mediante procesos de extracción ácida y alcalina, y por medios

magnéticos. Sin embargo, dichos métodos presentan limitaciones debido a la

contaminación secundaria y costos elevados ( Pan, Li, Wu, Liu, & Yu, 2018). Otra forma

de aprovechamiento de estas escorias es emplearla como agregado a materiales de

construcción, donde los residuos son estabilizados en matrices de cemento, concreto o

ladrillos. Sin embargo, estas matrices pueden generar lixiviados porque no constituyen una

estabilización totalmente segura (Chen et al., 2015; Gougar, Scheetz, & Roy, 1996).

Adicionalmente, se menciona la vitrificación, la cual ha sido ampliamente evaluada como

técnica de inertización de componentes peligrosos, tales como escorias de fundición,

cenizas de incineración de residuos municipales y peligrosos, lodos de minería, incluso

residuos radioactivos (Colombo, Brusatin, Bernardo, & Scarinci, 2003; Zhao et al., 2017).

La vitrificación es un proceso que permite convertir diversos tipos de residuos en un vidrio

o vitrificado estable y homogéneo, mediante un proceso de fusión a altas temperaturas, de

tal manera que algunos enlaces se rompen dando la posibilidad de inserción de

componentes en la estructura vítrea, de esta manera dificulta su liberación o lixiviación.

Los productos resultantes (vitrificado o vidrio), pueden ser aprovechados y valorizados

como materias primas de materiales de construcción o de vidrios cerámicos (Fan et al.,

2019; Valderrama, Cuaspud, Roether, & Boccaccini, 2019). Adicionalmente, se presenta

una reducción del volumen de los residuos al finalizar la vitrificación (Environmental

Protection Agency (EPA), 1992); lo que es favorable en términos económicos como

ambientales.

A partir de una problemática global de generación excesiva y mala disposición de residuos

peligrosos, este estudio se centra en un residuo denominado escoria de plomo secundario,

el cual es generado en gran cantidad por una empresa de la región vallecaucana, que se

dedica a la fundición secundaria de plomo para la manufactura de baterías para

automotores. Este residuo actualmente se dispone en celdas de seguridad, lo que a largo

plazo constituye un riesgo de contaminación, debido a que estas celdas pueden presentar

degradación de su estructura y liberar los compuestos confinados, que en contacto con

humedad pueden generar lixiviados. Por lo tanto, la pregunta que se generó en la

propuesta fue la siguiente: ¿Es posible reducir la peligrosidad de escoria de plomo

secundario mediante un proceso de vitrificación?; por lo cual, el objetivo de este estudio

fue reducir la peligrosidad de una escoria de plomo secundario mediante el proceso de

4 Introducción

vitrificación, con el fin de facilitar su manejo y/o disposición. Para ello, inicialmente se

realizó la caracterización de los residuos implicados, que comprendió el análisis físico,

químico y mineralógico, así como el análisis de toxicidad. Seguidamente, se llevó a cabo

el proceso de vitrificación a nivel laboratorio; y finalmente, la caracterización de los

productos resultantes de la vitrificación, con el fin de evaluar la efectividad de este proceso.

1. Estado del arte

La vitrificación ha sido ampliamente estudiada en la inertización de residuos peligrosos, y

se cataloga como la técnica más segura disponible (Bernardo, Scarinci, & Colombo, 2012).

A continuación, se presenta una revisión bibliográfica de los aspectos claves del presente

estudio. Inicialmente una introducción del proceso donde se genera el residuo peligroso

evaluado, seguidamente, una revisión sobre el residuo en estudio, y por último, una

revisión sobre algunos residuos peligrosos de diversas fuentes industriales que han sido

inertizados satisfactoriamente mediante el proceso de vitrificación.

1.1 Reciclaje de BPA y fundición secundaria de plomo

Las BPA son los dispositivos de almacenamiento de energía más económicos y efectivos

(Štulović, Radovanović, Kamberović, Korać, & Anđić, 2019), y por ende los más comunes

en diversos tipos de industrias, principalmente en automotores (Tian, Wu, Gong, & Zuo,

2015). La demanda de estos dispositivos ha estado en constante aumento a nivel mundial,

debido al crecimiento industrial y económico, y especialmente a la expansión de la industria

automotor, la cual se estima seguirá creciendo (Li et al., 2019). Las BPA, al ser un producto

de gran demanda, también representan un problema ambiental, debido a que al final de su

vida útil, se consideran como un residuo peligroso, porque el principal componente de una

BPA es el plomo (Pb) y compuestos de plomo (Prengaman & Mirza, 2017).

El plomo es producido mediante dos sistemas, primario y secundario; el sistema primario

consiste en el proceso de recuperación del metal a partir de un concentrado extraído de la

mena (D. Pan et al., 2019), mientras que el sistema secundario aprovecha el plomo de

equipos al final de su vida útil, principalmente BPA (M. Li, Liu, & Han, 2016). La producción

secundaria de plomo predomina sobre la primaria, debido a que presenta varias ventajas

tanto económicas como ambientales, entre estas se encuentran; un consumo 25% menos

de energía que la primaria, debido a que conlleva menos procesos (CCA, 2016). Adicional

6 Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo secundario mediante un


a esto, la generación de residuos de fundición como escorias, es menor en el sistema

secundario que en el primario. En la producción primaria por cada tonelada de plomo se

generan 7100 kg de escoria del mismo metal (Pan et al., 2019); mientras la producción

secundaria genera entre 100 a 350 kg de escoria (Kreusch et al., 2007).

La producción secundaria de plomo, consiste en someter los compuestos de plomo a una

reducción pirometalúrgica carbotérmica, donde los óxidos y sulfatos de plomo se reducen

a plomo metálico, mediante las reacciones que se presentan (1 a 7), en un horno rotatorio

o de reverbero (Ellis & Mirza, 2010). Posteriormente, el plomo obtenido en dicho proceso,

es enviado a la refinación, con el fin de remover metales como antimonio, entre otros. De

este proceso de refinación se obtiene plomo puro o denominado plomo de obra.

𝑃𝑏𝑂2

Δ→ 𝑃𝑏𝑂 + 1

2𝑂2 (1)

𝑃𝑏𝑂 + 𝐶 → 𝑃𝑏 + 𝐶𝑂 (2)

𝑃𝑏𝑆𝑂4 + 4𝑃𝑏 → 4𝑃𝑏𝑂 + 𝑃𝑏𝑆 (3)

2𝑃𝑏𝑂 + 𝑃𝑏𝑆 → 3𝑃𝑏 + 𝑆𝑂2 (4)

𝐶𝑎𝑂 + 𝑃𝑏𝑆 → 𝑃𝑏𝑂 + 𝐶𝑎𝑆 (5)

𝐶𝑎𝑆 + 3𝑃𝑏𝑂 → 3𝑃𝑏 + 𝐶𝑎𝑂 + 𝑆𝑂2 (6)

𝐶𝑎𝑆 + 3𝑂2 → 𝐶𝑎𝑂 + 𝑆𝑂2 (7)

Del proceso de fundición secundaria de plomo se genera un residuo denominado escoria

de plomo secundario. Esta escoria contiene elementos tóxicos altamente lixiviables, como

el plomo (Pb), el zinc (Zn) y el cadmio (Cd); por lo que se considera un residuo peligroso

dentro del catálogo europeo de residuos (European Waste Catalogue(EWC), 2000).

Además, es un residuo que se genera en grandes cantidades, por lo que requiere grandes

extensiones de tierra para su confinación (Pan et al., 2019).

7

1.1.1.1 Escoria de plomo secundario

La escoria de plomo secundario ha sido objeto de varios estudios que se enfocan en la

caracterización y evaluación de la toxicidad. Lassin et al. (2007) y Seignez et al. (2008)

mencionan que la escoria de plomo secundario sólo puede ser depositada con seguridad

luego de estabilizarse, debido a que el plomo contenido en ésta, se libera fuertemente en

condiciones de flujo abierto. En las tablas 1 y 2, se reporta la composición química de

diferentes escorias de plomo secundario; donde se ha encontrado que son ricas en hierro,

azufre y sodio, principalmente en forma de óxidos (Gomes, Mendes, & Wada, 2011).

Además, también pueden presentar un contenido significativo de plomo (Gomes et al.,

2011).

Tabla 1. Principales elementos encontrados en escorias de plomo secundario.

Fuente: Adaptado de (De Angelis et al., 2002; Forte et al., 2017; Kim, Roosen, et al., 2017; Lewis & Hugo, 2000)

Autor Elemento (% p/p)

Pb Cu Zn Fe Si Na Mg Ca Al S

(Lewis & Hugo, 2000) 9,2 - 1,6 22,2 - 16,1 - 1,3 1,2 -

(De Angelis, Medici, Montereali, &

Pietrelli, 2002) 16,7 1,2 1.0 40,8 3,0 0,4 0,26 1,3 0,75 -

(Forte et al., 2017) 4.0 - - 36.6 7.6 - - - - 6.5

(Kim, Roosen, et al., 2017) 7.04 - - 50 3.3 - - - - 20,0



Tabla 2: Compuestos presentes en escorias de plomo secundario.

Co

mp

uesto

(%

p/p

) Autor

(Coya,

Marañon,

& Sastre,

2000)

(Penpolcharo

en, 2005)

(Malki, Echegut,

Bessada, & Nuta,

2005)

(Hreglich,

Falcone,

Nassetti, &

Gattelli,

2008)

(Ettler &

Johan,

2014)

(Tibet &

Çoruh,

2017)

FeO - 46.8 - - 26.2

Fe2O3 - - 3.2 51.0 5.3 40.7

FeS 50.0 -

- - -

SiO2 4.0 24.4 21.5 10.0 30.1 15.4

CaO 1.0 10.5 1,9 2,7 21.8 2.1

SO3 - 6.6 - - 0.6

Na2O - 4.1 47.1 9.8 - 5.3

Na2CO3 30.0 - - - -

Al2O3 11.5 3.4 6.5 2.0 - 3.0

PbO - 1.3 14.6 9.6 0.8 11.5

Fuente: Adaptado de (Coya et al., 2000; Ettler & Johan, 2014; Hreglich et al., 2008; Malki et al.,

2005; Penpolcharoen, 2005; Tibet & Çoruh, 2017)

En cuanto a la caracterización mineralógica, se han reportado fases de hierro como wüstita

(FeO), pirrotita (FeS) y magnetita (Fe3O4), y cantidades menores de fayalita (Fe2SiO4) (Kim,

Roosen, et al., 2017; Lewis & Hugo, 2000). Por otro lado, el plomo se ha encontrado como

galena (PbS), anglesita (PbSO4), litargirio (PbO) y plomo metálico (Gomes, De Borba, &

Riella, 2002; Lassin et al., 2007).

Las celdas de seguridad son la técnica actual utilizada para disponer este residuo, sin

embargo, estas presentan riesgos ambientales debido a que con el paso del tiempo

pueden deteriorarse, y de esta manera causar liberación de los metales tóxicos. Esto a su

vez, con ayuda de precipitaciones pueden generar lixiviados, y entrar en contacto con

fuentes hídricas o en su defecto filtrarse hasta depósitos de agua subterránea, lo que es

un riesgo para la salud humana por el consumo de agua contaminada (D. Pan et al., 2019).

9

Por otro lado, hay estudios sobre la estabilización y aprovechamiento de escorias de plomo

secundario mencionadas a continuación. La recuperación de metales valiosos mediante

procesos de extracción ácida y alcalina (E. Kim et al., 2020; Eunyoung Kim, Horckmans,

et al., 2017; J. Pan, Zhang, Sun, Wang, & Yang, 2012); así como medios magnéticos

(Kukurugya et al., 2018) y tostado (Lei, Yan, Chen, & Xiao, 2017). Sin embargo, dichos

métodos presentan limitaciones debido a la alta probabilidad de contaminación secundaria

y costos elevados. Otra forma de aprovechamiento de estas escorias es emplearla como

agregado de concreto y ladrillos (Pan y colaboradores, 2018). Estas técnicas de

solidificación pueden generar lixiviados y no constituyen una estabilización totalmente

segura (Saikia, Borah, Konwar, & Vandecastelee, 2018; Štulović et al., 2019). También se

han evaluado las tecnologías de Estabilización/Solidificación (E/S) mediante matrices de

cemento y polímeros, donde se mencionan como un método viable para prevenir la

lixiviación de metales pesados de la escoria de plomo (Pan et al., 2018). Sin embargo, esta

técnica cuenta con dos puntos desfavorables; el primero es el aumento del volumen y el

peso de los residuos; y el segundo es que son susceptibles a la lixiviación de metales con

el paso del tiempo (Zhao et al., 2017). Por último, se menciona la producción de vidrios, o

también conocida como vitrificación, la cual ha sido ampliamente evaluada; esta técnica

se describirá en la siguiente sección.

1.2 Vitrificación de residuos peligrosos

La vitrificación es una técnica que consiste en un proceso térmico a altas temperaturas, lo

que permite convertir la destrucción de componentes orgánicos y la inmovilización de

componentes minerales tóxicos en un material vítreo químicamente estable (Iwaszko,

Zajemska, Zawada, Szwaja, & Poskart, 2020). La fundición a altas temperaturas causa el

rompimiento de algunos enlaces, y de esta manera facilita la inserción de componentes en

la estructura vítrea (Castells, 2009). Esta técnica cuenta con varias ventajas, además de

la inmovilización o inertización de componentes tóxicos, entre ellas se encuentran una

reducción del volumen y cantidad de los residuos; lo que es favorable en términos

económicos como ambientales. Además, el material vítreo o vitrificado posee propiedades

mecánicas, lo que permite su posterior aplicación en materiales vitrocerámicos, fibras de



vidrio, reemplazo de materias primas vírgenes como gránulos en la producción de

concretos (Baino & Ferraris, 2019).

Así como esta técnica presenta valiosas ventajas, también presenta limitaciones, como un

gran consumo de energía, y la volatilización de metales pesados. Sin embargo, la

vitrificación es uno de los pocos métodos que permiten el tratamiento eficiente de residuos

peligrosos, y su reutilización y/o valorización (Iwaszko et al., 2020)

Según Environmental Protection Agency (EPA), (1992), la estructura del vidrio o vitrificado,

mayoritariamente se constituye de una fase amorfa, aunque también por algunas fases

recristalizadas durante el enfriamiento. La unidad básica de la red de vidrio o vitrificado

consiste en sílice; sin embargo, existen diversos constituyentes. Algunos óxidos son

denominados formadores de red o de vidrio (agente vitrificante) debido a que pueden ser

incorporados en la red. Estos óxidos son del tipo RO2, R2O3, RO3 y R2O5 (donde R pueden

ser elementos como Zr, Sn, V, B, P). Otros compuestos denominados como modificadores

de red, no entran en ésta, sino que forman enlaces con átomos de oxígeno. Éstos, pueden

generar cambios en la integridad de la red disminuyendo la energía necesaria para

romperlos; por ende, afectan la fusibilidad y estabilidad del producto vitrificado finalmente.

Algunos óxidos de este tipo son RO, RO2 (donde R pueden ser elementos como Na, K,

Ca, Mg, Pb, Zn, Cu, Co, Ni). Otros constituyentes, son los estabilizadores de red o también

llamados co-formadores de red, los cuales brindan estabilidad a la estructura amorfa

debido a que, las celdillas elementales amorfas están distribuidas al azar y tienden a

desmoronarse y caer en un estado energético menor como el cristalino; lo que se conoce

como desvitrificación. Entre éstos se encuentran, óxidos del tipo R2O3 (Al, Fe, Cr, B)

(Castells, 2009).

Para concluir, la vitrificación es una técnica con la cual se ha logrado inertizar o inmovilizar

satisfactoriamente diversos tipos de residuos peligrosos, los cuales posteriormente son

funcionales en diversas aplicaciones (Baino & Ferraris, 2019; Gao et al., 2020; Iwaszko

et al., 2020; Stabile, Bello, Petrelli, Paris, & Carroll, 2019); por lo tanto, se toma como

referencia para el presente estudio.

11

1.3 Residuos peligrosos inertizados mediante vitrificación

Inicialmente, la vitrificación se empleó como una técnica para reducir la peligrosidad de

diversos residuos, como cenizas, escorias de fundición, residuos de minería, residuos

médicos, incluso residuos radioactivos. Sin embargo, con el paso del tiempo se consideró

como una técnica mediante la cual se puede valorizar los residuos peligrosos en diversas

aplicaciones.

1.3.1.1 Cenizas

Las cenizas son generadas en la incineración de gran variedad de residuos en grandes

cantidades, éstas, contienen metales pesados como plomo, cadmio, cromo, cobre, zinc,

entre otros, que son altamente lixiviables. A continuación, se menciona algunos estudios

sobre vitrificación de cenizas de incineración de residuos municipales y hospitalarios.

(Barbieri, Corradi Bonamartini, & Lancellotti, 2000) evaluaron la inmovilización de metales

pesados presentes en las cenizas de fondo de la incineración de residuos municipales,

mediante vitrificación a 1500ºC, empleando vidrio reciclado como agente formador de

vidrio. Los autores reportan que obtuvieron vidrios homogéneos con alta resistencia a la

lixiviación. Más tarde, Park & Heo, (2002) reportaron que cenizas de residuos municipales,

lograron ser vitrificadas a 1500ºC, con adición de 5% en peso de SiO2 como agente

vitrificante, donde obtuvieron vidrios con alta resistencia a la lixiviación de metales pesados

como cadmio, cromo, cobre y plomo. Otro estudio sobre cenizas de residuos municipales

fue desarrollado por (Yang, Xiao, Voncken, & Wilson, 2008), donde evaluaron la

inmovilización de metales pesados mediante vitrificación a 1400ºC, sin aditivos. Los

autores obtuvieron vidrios que presentaron una reducción significativa de lixiviación con

respecto a las cenizas originales.

En 2003, (Kavouras y colaboradores, inertizaron cenizas de desechos industriales sólidos

ricos en plomo mediante vitrificación a 1400ºC durante 2 horas, donde utilizaron una

mezcla de cenizas, SiO2 y Na2CO3. De dicho proceso, reportan que la vitrificación fue

viable con contenido de cenizas entre el 50 y 60%, y los productos vítreos fueron

resistentes a la lixiviación de metales.



Gao et al., (2020) evaluaron la vitrificación de cenizas de residuos municipales, empleando

oxido de boro como fundente. A partir de los resultados, resaltaron que los metales

pesados como Pb, Zn, Cd fueron inmovilizados, ya que la lixiviación de estos disminuyó

luego de la vitrificación. Sin embargo, también se resalta que hubo volatilización de los

metales pesados mencionados.

1.3.1.2 Residuos de la industria minera y metalúrgica

En 2002, varios estudios fueron desarrollados en el marco de la inertización y valorización

de residuos de la industria metalúrgica, entre los que se encuentran:

Pelino, Karamanov, Pisciella, Crisucci, & Zonetti, (2002) evaluaron la inertización de

metales pesados presentes en polvos de fundición de la industria de acero mediante

vitrificación a 1450 y 1500ºC durante 2 horas, empleando vidrio reciclado y arena como

agentes vitrificantes. Los vidrios obtenidos mostraron estabilidad química. Otros residuos

evaluados mediante vitrificación, son los de minería, debido a su gran contenido de metales

pesados. En 2006, Çoruh & Ergun evaluaron la inertización de residuos de flotación de

cobre mediante vitrificación a 1200ºC y la adición de SiO2 y CaCO3. Los autores destacan

que los vidrios obtenidos mostraron buena estabilidad química y significativa reducción de

la liberación de iones metálicos. Además se menciona que la adición de Na2CO3 ayuda a

reducir la temperatura de fusión de los residuos, sin embargo también afecta la estabilidad

química.

Karamanov, Aloisi, & Pelino, (2007) evaluaron la vitrificación de residuos de la minería de

cobre a 1400ºC, donde se obtuvo productos vitrificados con alta estabilidad química. Más

tarde, Arancibia et al., (2013) evaluaron el empleo de residuos de la minería de estaño

como materias primas para la fabricación de vidrio mediante vitrificación con la adición de

CaCO3 y Na2CO3. Luego de la vitrificación, los autores verificaron la efectividad de

vitrificación mediante pruebas de lixiviación, donde los vidrios obtenidos lograron retener

los metales pesados presentes en los residuos.

13

1.3.1.3 Valorización de los vitrificados en diversas aplicaciones

En algunas investigaciones sobre la técnica de vitrificación, además de emplearse como

método de inertización de residuos peligrosos, se contempla como método de

aprovechamiento y valorización de estos residuos en diversas aplicaciones.

Uno de los primeros estudios fue desarrollado por Pelino, (2000), el cual se basa en la

producción de vidrio y materiales vitrocerámicos a partir de un residuo rico en hierro

mediante vitrificación. Los materiales obtenidos contaban con diferentes propiedades, por

lo que son aplicables en pavimentos, paneles de revestimiento de paredes, y fibras de

vidrio para aislamiento. Más tarde, en 2002 Ferreira, Zanotto, & Scudeller evaluaron la

obtención de materiales vitrocerámicos a partir de residuos de horno de oxígeno básico,

con adición de arena y Na2CO3, donde obtuvieron materiales con buenas propiedades

mecánicas para ser usado en materiales de construcción.

Karamberi & Moutsatsou, (2006) evaluaron la producción de vidrio y vidrios cerámicos a

partir de residuos de cenizas volantes de lignita y escorias de hierro-níquel y acero,

mediante vitrificación a 1350 y 1450ºC. Finalmente, los vidrios cerámicos obtenidos

mostraron baja lixiviación y buena resistencia mecánica, una propiedad importante en los

materiales de construcción. Más tarde, en 2013 Chinnam, Francis, Will, Bernardo, &

Boccaccini mencionan el potencial de los residuos ricos en hierro, para el aprovechamiento

en materiales vitrocerámicos mediante vitrificación y posterior cristalización. De esta

investigación se obtuvieron vidrios cerámicos con propiedades magnéticas, eléctricas,

ópticas y actividad catalítica para el aprovechamiento en diferentes aplicaciones. Por su

parte Karmakar, (2017) en su libro sobre vidrios funcionales menciona que residuos

vitrificados, principalmente cenizas, pueden tener aplicaciones en las áreas de

construcción y arquitectura, como agregados para cubrir paredes, aislantes térmicos y de

sonido, además en revestimiento anticorrosivo y resistentes al desgaste.

Los estudios recientes consisten en un enfoque de reutilización y valorización de los

productos de la vitrificación, entre estos se encuentran:

Guzmán-Carrillo, Pérez, Aguilar Reyes, & Romero, (2018) evaluaron la vitrificación de

cenizas volantes de carbón, donde los componentes peligrosos fueron inmovilizados y los

vidrios obtenidos, mostraron propiedades idóneas para aplicaciones en la fabricación de



baldosas vitrocerámicas para pavimentos y revestimientos. (Tsakalou, Papamarkou,

Tsakiridis, Bartzas, & Tsakalakis, 2018) encontraron que se presentó una disminución

considerable de la lixiviación luego de la vitrificación de cenizas de fondo de residuos

hospitalarios. En otro estudio, se evaluó la vitrificación de cenizas de residuos

hospitalarios, para posteriormente reutilizarlas como materia prima alternativa en la

clinkerización de cemento. Como resultado de dicho estudio, Papamarkou et al., (2018)

encontraron que el cemento elaborado con cenizas vitrificadas no afecta la lixiviación de

metales pesados, y se encuentra dentro de los límites regulatorios.

Entre los estudios más recientes se encuentran diversas aaplicaciones como materiales

de construcción (Stabile et al., 2019), fibras de vidrio y vitrocerámicos (Baino & Ferraris,

2019), vitrocerámicas de base magnética para ser empleada en muchas aplicaciones, tales

como el campo de la ingeniería biomédica, en dispositivos magnéticos, agentes de

contraste de resonancia magnética, hipertermia, dispositivos absorbentes y de microondas

(Avancini, Souza, de Oliveira, Arcaro, & Alves, 2019).

En cuanto a investigaciones sobre vitrificación de residuos peligrosos en Colombia se

encuentran dos trabajos: El primero, una tesis de la Universidad de los Andes, desarrollada

por (Saenz, 2006), donde se evaluó la eficiencia del proceso de vitrificación de lodos de

planta de agua residual (PTAR) ricos en cromo, generados por una empresa de insumos

para grifería; y lodos de PTAR ricos en hierro y zinc, generados por una empresa de

tuberías de acero. Luego del proceso de vitrificación el autor encontró que a 1200ºC se

presenta vitrificación de los lodos, mientras que a temperaturas menores solo se presenta

aglomeración de la muestra. Finalmente, considerando que los lodos vitrificados no

presentan peligrosidad, evaluó su uso como agregados en esmaltes cerámicos, donde se

resalta como un uso potencial para este tipo de residuos vitrificados.

El segundo trabajo en Colombia se trata de una tesis de la Universidad Industrial de

Santander, desarrollada por (Forero Cardenas, 2016), donde se evaluó las características

fisicoquímicas de los productos de vitrificación del contenido interno de pilas de Litio

provenientes de equipos electrónicos, el cual se caracteriza como residuo peligroso. Como

resultado, el autor resalta que los productos de vitrificación no presentan toxicidad,

15

además, de un potencial uso como pigmento para la industria de los cerámicos y las

arcillas.

1.3.1.4 Estudios de vitrificación sobre escoria de plomo secundario

Con relación al residuo de la presente investigación se han encontrado pocos estudios. Un

estudio de Malki et al., (2005) se enfocó en la vitrificación de escoria de plomo, con el uso

de óxido de silicio y carbonato de calcio. De lo anterior, los autores mencionan que

obtuvieron vidrios que pueden ser empleados en materiales para fachadas de edificios ya

que contaban con resistencia a la corrosión. Más tarde, Hreglich et al., (2008) inertizaron

una escoria de plomo mediante un proceso de vitrificación con otros materiales de desecho

como vidrio y residuos de roca de feldespato; donde obtuvieron un vidrio químicamente

inerte. Además, evaluaron el empleo del vidrio como materia prima secundaria en la

fabricación de ladrillos, donde resaltan que éstos mostraron buena estabilidad química y

adicionalmente presentaron una propiedad de insonorización. Un estudio reciente de Pan

et al., (2018), donde emplearon escoria de plomo y un residuo de vidrio; con el fin de

inertizar la escoria y obtener vidrios cerámicos. Finalmente, evaluaron las propiedades

físicas, químicas y mecánicas de los vidrios cerámicos, las cuales cumplieron con los

estándares de los vidrios cerámicos industriales.

(D. Pan et al., 2019) realizaron una revisión sobre la producción y utilización de escoria de

plomo donde mencionan la gran problemática de la generación excesiva de este residuo y

su mala disposición. Mencionan las diferentes usos de la escoria de plomo, tales como

recuperación de metales mediante procesos de lixiviación y fundición, así como su uso en

materiales de construcción mediante técnicas de estabilización solidificación como

geopolimerización y desarrollo de materiales vitrocerámicos. Sin embargo, los diferentes

usos mencionados presentan limitaciones en cuanto a diversas variables como excesivo

consumo de agregados y consumo de energía. Finalmente, los autores mencionan que es

importante seguir indagando en los procesos que ya se han estudiado, e investigar la forma

de eliminar las limitaciones, ya que es importante que el uso de la escoria se desarrolle a

escala industrial, y terminar con la problemática de su manejo y disposición.

(De’an Pan, S. G. Zhang, H. B. Bao, B. Guo, 2015) patentaron un método para la

fabricación de vitrocerámicas de hedenbergita utilizando escoria de plomo como materia



prima principal, y otros componentes como residuos de vidrio y ceniza de carbón, así como

agentes colorantes como óxido crómico, óxido de níquel y pirolusita. Los autores resaltan

que la vitrocerámica obtenida cumplió con los estándares de la vitrocerámica industrial

utilizada en la construcción, además evidenciaron que los metales pesados lixiviables

presentes en la escoria de plomo fueron estabilizados mediante el tratamiento.

De acuerdo con los estudios relacionados anteriormente, se concluye que la vitrificación

es una técnica evaluada en la inertización de varios tipos de residuos. Según los

investigadores de esta línea, la vitrificación es la técnica más segura ya que han probado

que logra inertizar satisfactoriamente residuos de gran peligrosidad – toxicidad. Adicional

a esto, los productos de la vitrificación, además de contar con resistencia de lixiviación y

durabilidad química, también poseen buenas propiedades mecánicas, lo que supone el

potencial aprovechamiento en la fabricación de productos, generalmente materiales de

construcción y vidrios cerámicos; incluso materiales de decoración, fibras de vidrio, entre

otros. Además, cabe mencionar que en la mayoría de estudios y en un reporte de la EPA,

(1992) afirman, que la vitrificación reduce el volumen de residuos. En ese sentido, la

vitrificación, no sólo permite reducir la peligrosidad de un residuo, si no, reducir su volumen

y lo más importante, valorizarlo; lo que se traduce en una técnica interesante en el ámbito

ambiental como económico, para seguir investigando.

17

2. Objetivos

2.1 Objetivo General

Reducir la peligrosidad de una escoria de plomo secundario mediante un proceso de

vitrificación, con el fin de facilitar su manejo y disposición.

2.2 Objetivos Específicos

Evaluar las características fisicoquímicas, mineralógicas y ambientales de la

escoria de plomo secundario para determinar su peligrosidad.

• Identificar los parámetros del proceso de vitrificación tales como materia prima,

temperatura y tiempo, con el fin de realizar el proceso de vitrificación a nivel de laboratorio.

• Evaluar las características finales de los productos vitrificados tal como la

composición química y mineralógica, para identificar la formación de un producto vítreo.

• Evaluar la estabilidad química y la ecotoxicidad de los productos vitrificados, con el

fin de verificar el cumplimiento de las características ambientales reguladas y la efectividad

del proceso.

3. Materiales y Métodos

3.1 Caracterización de los residuos.

Para el presente estudio se utilizaron dos residuos, una escoria de plomo secundario y un

residuo de arena. La escoria de plomo secundario es un residuo de la fundición de plomo

recuperado del reciclaje de baterías plomo-ácido, y el residuo de sílice (o arena) es

generado en el proceso purificación de arena, principal materia prima para la elaboración

de productos de vidrio.

La escoria de plomo secundario se obtiene de su proceso de generación, en forma de

rocas de gran tamaño, el cual no sería posible manejar para los experimentos a nivel

laboratorio, por lo tanto, fue sometida a una disminución de tamaño de partícula en un

molino de bolas durante 30 minutos, y luego separado mediante tamizaje, a un tamaño

equivalente de un agregado fino o un cemento. Cabe resaltar que un tamaño pequeño de

partícula es importante para la correcta homogeneización y de esta manera obtener una

mayor área superficial (Instituto de Investigaciones Tecnológicas, 1980) durante el proceso

de vitrificación.

La caracterización de los residuos comprendió análisis de tamaño de partícula mediante

Granulometría Láser, con el analizador de partículas Mastersizer 2000 Malvern

Instruments, donde se empleó agua como dispersante. La composición química fue

analizada mediante Fluorescencia de rayos X, con un espectrómetro de fluorescencia de

rayos X, MagisPro PW-2440 Philips(WDXRF) equipado con un tubo de Rodio, con una

potencia máxima de 4 W. El análisis cuantitativo se realizó con el software Semiq 5,

haciendo 11 barridos, con el fin de detectar todos los elementos presentes en la muestra,

excluyendo H, C, Li, Be, B, N, O y los elementos transuránicos. La composición

mineralógica fue analizada mediante Difracción de Rayos X (DRX), con un Difractómetro

de rayos X marca PANalytical modelo X´PERT PRO MPD. La muestra fue medida en una

configuración óptica de Bragg – Brentano con un detector de estado sólido de alta



velocidad para la adquisición de datos PIXcel y un tubo generador de rayos x con ánodo

de Cobre de longitud de onda de 1.54 Å, en un ángulo 2Ɵ en el rango 10º - 80º.

Considerando que la escoria tiene antecedentes de peligrosidad, se realizó un análisis

ambiental mediante el procedimiento de lixiviación característica de toxicidad (TCLP

Método 1311 de la EPA) («United States Environmental Protection Agency (US EPA), Test

Method 1311: The Toxicity Characteristic Leaching Procedure», 1992), con el fin de

verificar la toxicidad de este residuo; el método consiste en someter a la muestra bajo

condiciones que simulen la movilidad de contaminantes presentes, hacia el medio exterior.

Adicional a esto, se realizó el análisis de toxicidad aguda en Daphnia Púlex con tiempos

de exposición de 24 y 48 horas (RESOLUCION No. 0062 del Instituto de Hidrología

Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), 2007), el cual se realizó para determinar el

impacto del residuo, en el caso de entrar en contacto con fuentes hidrográficas.

3.2 Vitrificación a nivel laboratorio

El proceso de vitrificación se llevó a cabo a nivel de laboratorio, las condiciones de

operación para este proceso fueron seleccionadas con base en la composición química de

la escoria y reportes de la literatura basados en vitrificación de residuos, entre los que se

encuentran, residuos de polvo de horno ricos en hierro (Pelino et al., 2002), residuos del

proceso de flotación de cobre compuestos principalmente por hierro y sílice (Çoruh &

Ergun, 2006), y residuos tóxicos ricos en hierro y plomo (Kavouras et al., 2003).

Seguidamente, se formularon los lotes experimentales de 50 gr, con diferentes

composiciones de escoria en el rango de 50 a 65%, arena 30 a 40% y fundente Na2CO3

entre 0 a 10%; cabe resaltar que se consideró pertinente usar una composición donde

hubiese escoria de plomo en una mayor proporción, debido a que es el residuo fuente de

problema. En la tabla 3 se presenta la composición de los lotes experimentales. Se

utilizaron crisoles de porcelana a tres temperaturas de fundición 1000, 1100 y 1200ºC y 2

horas de residencia, empleando un horno eléctrico con una velocidad de calentamiento de

10ºC/min.

Capítulo 3 21

Tabla 3. Composición lotes experimentales.

Lote

E60

A4

0

E60

A3

0N

10

E60

A3

5N

5

E65

A3

5

E65

A3

0N

5

E50

A4

0N

10

E55

A4

0N

5

E55

A3

5N

10

Composición (% p/p)

Escoria 60 60 60 65 65 50 55 55

Arena 40 30 35 35 30 40 40 35

Na2CO3 - 10 5 - 5 10 5 10

Fuente: Elaboración propia.

3.3 Caracterización de los vitrificados

Luego del proceso de vitrificación, el vitrificado se caracterizó mediante las técnicas

mencionadas anteriormente, FRX, DRX, TCLP y toxicidad aguda en Daphnia Púlex, con

el fin de evaluar la efectividad del proceso de vitrificación. Además, se realizó

caracterización mediante Espetroscopía Infrarroja, con el espectrofotómetro IRTracer100

mediante el método de transmitancia, en un rango espectral de 400 a 4000cm-1, Nº Scans

igual a 4 cm-1. Las muestras fueron molidas en un mortero hasta obtener un polvo muy

fino y posteriormente analizadas.

Cabe resaltar que el análisis ambiental mediante TCLP y toxicidad aguda en Daphnia

Púlex, son de gran importancia en la caracterización de los productos de la vitrificación; el

primero, debido a que se podrá determinar si el proceso de vitrificación logra reducir la

toxicidad de la escoria de plomo secundario, y el segundo, para verificar si luego del

proceso de vitrificación, los productos obtenidos pueden tener impacto negativo al entrar

en contacto con fuentes hidrográficas.

Adicionalmente, se realizó medidas de microdureza o Dureza Vickers, con el fin de evaluar

el potencial aprovechamiento de los vitrificados en materiales de construcción o

vitrocerámicos. El procedimiento se realizó con la guía de la norma ASTM 384 sobre la

medición de microdureza en materiales probeta (AMERICAN SOCIETY FOR TESTING

AND MATERIALS (ASTM), 2003). Las muestras fueron preparadas en probetas de resina,

para posteriormente medir la dureza Vickers en el equipo Indentec ZHV. Las condiciones



del ensayo fueron una carga de 0,5 Kgf durante 15 segundos, se realizaron 5 indentaciones

a cada.

3.4 Difusión de los resultados

3.4.1.1 Publicación de artículos

Se elaboraron dos artículos:

Evaluación de las características de un residuo de la industria del vidrio para

encapsular materiales peligrosos, publicado en la Revista UIS Ingenierías

(Narváez, Mosquera, & Torres Agredo, 2020).

Evaluación preliminar de un proceso de vitrificación para estabilizar una escoria de

fundición, enviado a la Revista Ciencia e Ingeniería Neogranadina, y está en

proceso de evaluación.

3.4.1.2 Ponencia en conferencia internacional

Se realizó una ponencia en el VI Congreso de Gestión de Residuos en América Latina

(GRAL) 2019, en la Universidad Nacional Pedro Henríquez Ureña, en la ciudad Santo

Domingo, República Dominicana.

4. Resultados y discusión

Los resultados constan de dos secciones, la primera donde se recopila la caracterización

de los residuos de interés para este estudio, la escoria de plomo secundario y el residuo

de arena. En la segunda sección se recopila la caracterización de los productos de la

vitrificación, donde inicialmente se realiza un análisis sobre la apariencia física de los

productos, seguido del análisis de resultados de Infrarrojo, DRX, análisis ambiental

mediante TCLP y Toxicidad aguda, y propiedad mecánica Dureza Vickers. Por último, de

acuerdo con el análisis de los resultados mencionados, se concluye sobre los parámetros

idóneos del proceso de vitrificación.

4.1 Caracterización de los residuos

La distribución de tamaño de partícula de la escoria y el residuo de arena, se encuentran

en las figuras 1 y 2 respectivamente. En la figura 1 se evidencia que el tamaño medio de

partícula de la escoria es 49,11 µm (0,05 mm). En la literatura no se encontraron reportes

del tamaño medio de partícula en escorias de plomo secundario que hayan sido evaluadas

en vitrificación; sin embargo, a continuación se relacionan los tamaños de otros residuos

estudiados en vitrificación, como escorias de ferroníquel y acero con tamaños de 56 μm a

90 μm (Karamberi & Moutsatsou, 2006), residuos de lodos de Níquel-Cromo con tamaño

<150 μm (Chou, Wang, Chang, Wang, & Kuo, 2011).

Por otra parte, según la figura 2, el residuo de arena tiene un tamaño medio de partícula

de 543,49 µm (0,50 mm). Autores como (Hreglich et al., 2008) utilizaron residuos silíceos

con tamaños de partícula <10 mm para la vitrificación de una escoria de plomo. Entre otros

reportes de residuos similares, se encuentran arenas de fundición, con tamaños entre 0,15

y 0,80 mm (Deng & Tikalsky, 2008; Iloh et al., 2019; Naik;, Singh;, & Ramme, 2001); los

cuales coinciden con el residuo de arena del presente estudio.



Figura 1. Distribución de tamaño de partícula de la escoria.


Figura 2. Distribución de tamaño de partícula del residuo de arena


La composición química de los residuos se encuentra en la tabla 4; donde se muestra que

la escoria se compone principalmente de óxidos de hierro (Fe2O3), azufre (SO3) y sodio

(Na2O). Lo óxidos de hierro y sodio se encuentran debido a que estos compuestos son

adicionados en la fundición secundaria de plomo, como agentes reductor y fundente

respectivamente (D. Pan et al., 2019). Por su parte el óxido de azufre proviene de los

productos de las reacciones del ácido sulfúrico (H2SO4) y los compuestos de plomo

25

presentes (sulfatos y óxidos de plomo) en las BPA (CCA, 2016). Por último, los compuestos

de azufre se pueden encontrar en las escorias de plomo secundario debido a una

desulfuración incompleta durante el proceso de recuperación (D. Pan et al., 2019;

Prengaman & Mirza, 2017). La composición química de las escorias varía según las

condiciones del proceso de fundición secundaria y la composición de los materiales de

plomo recuperados de las BPA. De acuerdo con los resultados del residuo de interés, se

encuentran reportes similares de (G. M. F. Gomes et al., 2011). Sin embargo, estudios de

(Hreglich et al., 2008; Malki, Echegut, Bessada, & Nuta, 2005; Penpolcharoen, 2005; Tibet

& Çoruh, 2017) no reportan contenidos significativos de azufre.

Considerando que la escoria contiene una cantidad significativa de Na2O, que actúa como

fundente, es posible manejar temperaturas moderadas en el proceso de vitrificación.

Además, este compuesto contribuye a una mejor trabajabilidad, debido a que disminuye la

viscosidad de la masa fundida (Castells, 2009). Por su parte, el SO3 puede causar

nucleación (Arkosiová, Kloužek, & Němec, 2008). Cabe resaltar que debido al bajo

contenido de sílice (5,05%) no es posible vitrificar la escoria sin la adición de agentes

formadores de vidrio como sílice.

En cuanto a las características de toxicidad de la escoria, se considera que el contenido

de plomo (Pb) del 3,17%, es un indicativo de posible lixiviación, esto se confirmó con el

resultado de TCLP. Las características ambientales de la escoria se encuentran en la tabla

5, donde se evidencia que la escoria presenta la característica de toxicidad ya que la

concentración de plomo en lixiviado es mayor que el nivel máximo permisible de 5 mg/L,

por lo que se clasifica como un residuo peligroso, de acuerdo con lo regulado por la

Agencia de Protección Ambiental de los E.E.U.U. (U.S. Environmental Protection Agency

(EPA), 2009), lo cual fue adoptado por el Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo

Territorial, (2005), en el Decreto 4741, por el cual se reglamenta parcialmente la prevención

y manejo de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gestión

integral. De acuerdo con lo anterior, la escoria de plomo requiere de un proceso de

inertización, en este caso mediante la vitrificación, con el fin de reducir su peligrosidad. Por

otro lado, las concentraciones de Arsénico (As) y Selenio (Se) son mucho menores que los

límites máximos permisibles permitidos de 5 y 1 mg/L respectivamente (Ministerio de

Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2005; U.S. Environmental Protection Agency

(EPA), 2009). Los resultados de toxicidad aguda en Daphnia púlex arrojaron un 31,7% de



mortalidad, por lo tanto la escoria no es ecotóxica; ya que de acuerdo a la Resolución No.

0062 del Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), (2005), un

residuo se clasifica como ecotóxico cuando el porcentaje de mortalidad es ≥50%.

Por su parte, el residuo de arena está compuesto principalmente por óxido de silicio (SiO2)

con un contenido de 96.29%, en menor proporción se presentan óxidos de aluminio, hierro

y titanio (Al2O3, Fe2O3 y TiO2). El contenido de sílice mencionado es mayor que el reportado

en arena y residuos silíceos empleados en la producción de vidrio y la vitrificación de

residuos peligrosos en varios estudios como (Barbieria et al., 1999; Binhussain,

Marangoni, Bernardo, & Colombo, 2014; V. Gomes et al., 2002; Hreglich et al., 2008;

Khater, 2002; Pelino, 2000). Por lo tanto, el residuo de arena del estudio, es un potencial

agente formador de vidrio en el proceso de vitrificación.

Tabla 4. Composición química de los residuos.

Composición química, % Escoria Arena

SiO2 5,05 96,29 Fe2O3 33,19 0,64 SO3 31,94 0,49

Na2O 23,36 0,5 Pb 3,17 46 ppm

CaO 0,78 0,07 Al2O3 0,56 1,11 TiO2 0,05 0,53 Sn 0,44 - Ba 0,31 0,02 Sb 0,26 - Cu 0,18 -


Tabla 5. Características ambientales de la escoria de plomo secundario.

Corrosividad

pH

Plomo

(mg(L)

Arsénico

(mg/L)

Selenio

(mg/L)

Ecotoxicidad

Daphnia Pulex

(%)

Resultado 5,03 7,1 0,04 0,07 31,7

Nivel máx.permisible 2<pH<12,5* 5* 5* 1* <50%**

27

Fuente: Elaboración propia. **(Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), 2005; *Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2005; *U.S.

Environmental Protection Agency (EPA), 2009)

En la figura 3 se presenta el difractograma de rayos X de la escoria, donde se presenta

levantamiento de la línea base entre los ángulos 2Ɵ en el rango de 10º a 50º, lo que se

atribuye a una estructura parcialmente amorfa, por lo tanto, es posible que la escoria

pueda reaccionar durante el proceso de vitrificación. Sin embargo, también presenta fases

cristalinas que corresponden a Tenardita (Na2SO4), tal como lo reporta (Lassin et al., 2007)

Magnetita (Fe3O4) y Hematita (Fe2O3) las cuales son reportadas por diferentes autores que

caracterizaron escorias de plomo (Eunyoung Kim, Roosen, et al., 2017; D. Pan et al.,

2019) y Coesita (SiO2).

Figura 3. Difractograma de Rayos X de la escoria de fundición. T: Tenardita, CO: Coesita, H:

Hematita, M: Magnetita.


En la figura 4 se presenta el difractograma de rayos X del residuo de arena, donde se

observa un plano principalmente recto y ordenado, lo que se atribuye a la estructura

cristalina. La principal fase cristalina es Cuarzo (SiO2). Para lograr una buena interacción

de la arena con la escoria, se debe tener en cuenta los parámetros como temperatura y

composición de los lotes a vitrificar, de tal manera que se obtenga productos con una

estructura amorfa, propia de los vidrios (Castells, 2009).



Figura 4. Difractograma de Rayos X de la arena.

4.2 Caracterización de los vitrificados

Una vez realizado el proceso de vitrificación, tal como se detalló en el capítulo de

materiales y métodos; se realizó una observación de la apariencia y textura de los

productos. Seguidamente, se realizó la caracterización mineralógica y ambiental de los

vitrificados más representativos del estudio, mediante las técnicas mencionadas en el

capítulo de materiales y métodos.

4.2.1.1 Observación de la apariencia de los productos de vitrificación

En la figura 5 se presentan imágenes de algunos productos a 1000ºC, donde se observa

textura arenosa (ver flechas rojas) y con poros (ver óvalos rojos) en el interior, muy

diferente a lo esperado de un vitrificado de apariencia homogénea, es decir es decir sin

presencia de separaciones, poros o partes de colores diferentes; varios autores se refieren

a un producto vítreo o vitrificado al material de un solo color, en muchas ocasiones de color

negro brillante, y sin separaciones cristalinas (Hreglich et al., 2008; Kavouras et al., 2003;

Xiao, Oorsprong, Yang, & Voncken, 2008; Yang et al., 2008). (Saenz, 2006) en su estudio

sobre la vitrificación de lodos tóxicos, menciona que a temperaturas menores de 1200ºC

únicamente obtuvo una masa aglomerada o compacta, pero no un producto vítreo, tal

como lo encontrado en los productos de vitrificación a 1000ºC.

29

Cabe mencionar que las formulaciones restantes planteadas a 1000ºC, no se realizaron,

al observar que a esta temperatura no fue posible obtener un producto vítreo.

E60A40 E60A30N10

E60A35N5 E65A35

E65A30N5

Figura 5. Productos del proceso de vitrificación a 1000ºC.

Fuente: Elaboración propia

En la figura 6 se presentan los productos de vitrificación a 1100ºC, donde se observa una

textura arenosa, no homogénea, con presencia de poros, tal como lo encontrado por

(Sánchez Torres, Luís Darío Sánchez, Galvis, & Latorre, 2007). En el caso de algunos



productos también se observan pequeñas partes color ligeramente naranja (ver flechas

rojas), que se analizaran más adelante en la caracterización mineralógica. Este

comportamiento es similar a lo reportado por (Kavouras et al., 2003), que obtuvo un

producto de vitrificación de residuos compuestos de hierro y plomo, con textura no

homogénea y con separaciones cristalinas. Cabe resaltar que los lotes con contenido de

fundente presentaron un remanente de color amarillo crema (ver óvalos rojos), las cuales

se analizarán más adelante.

E60A40 E60A30N10 E60A35N5

E65A35 E65A30N5 E50A40N10

E55A40N5 E55A35N10



31

E60A40 E60A30N10 E60A35N5

E65A35 E65A30N5 E50A40N10

E55A40N5 E55A35N10



Por otro lado, en la figura 7 se presentan las imágenes de los productos de vitrificación a

1200ºC, los cuales presentaron una textura similar a la de un vitrificado o vidrio, donde se

observa partes de los productos mayoritariamente de un color negro brillante, tal como lo

obtuvieron diferentes autores en sus investigaciones sobre vitrificación de residuos

(Hreglich et al., 2008; Kavouras et al., 2003; Xiao et al., 2008; Yang et al., 2008). Sin

embargo, algunos vitrificados no fueron homogéneos, ya que presentaron partes color

naranja (ver flechas rojas), tal como lo reportan (Karamanov et al., 2007; Kavouras et al.,

2003) en su investigación sobre la vitrificación de residuos con alto contenido de hierro. En



el caso de las formulaciones con contenido de fundente, se presentó un remanente de

color amarillo crema (ver óvalos rojos). Cabe resaltar qué a esta temperatura, los productos

de vitrificación fueron más compactos y no presentaron poros, en comparación con los

obtenidos en los tratamientos a 1000 y 1100ºC.

4.2.1.2 Análisis Infrarrojo

En las figuras 8, 9, 10, 11, 12, 13 y 14 se presentan los espectros Infrarrojo de algunos

productos de vitrificación a las temperaturas de 1000, 1100 y 1200ºC. En las figuras

mencionadas, se observan bandas representativas de vidrios de silicatos, similares a los

reportados en la tabla 6, por (Abdelghany, Elbatal, Elbatal, & EzzElDin, 2014). En general,

se presentaron bandas fuertes alrededor de 1000 y 1100 cm-1, las cuales corresponden a

la vibración de estiramiento de enlaces entre Oxigeno (O) y Silicio (Si), como O-Si-O

(Dantas et al., 2011a), y a estiramiento asimétrico de enlaces Si-O-Si (Abdelghany et al.,

2014) respectivamente. Además, se presentaron bandas menos intensas entre el rango

comprendido de 400, 600 a 800 cm-1, que se pueden asociar con modos de vibración y

flexión O-Si-O y Si-O-Si (Dantas et al., 2011b; ElBatal, Hassaan, Fanny, & Ibrahim, 2017).

La banda alrededor de 950 cm−1 puede atribuirse a las vibraciones de estiramiento del

enlace de los grupos Si-O- o -O-Si-O-, denominados iones de oxígeno sin puente, que se

refiere a que no tienen enlace (Abdelghany et al., 2014).

Tabla 6. Asignación de bandas espectros infrarrojo.

Posición de pico (cm −1 ) Asignación

460–480 Flexión de vibraciones de enlaces Si-O-Si

640–680 (hombro) Modos de flexión Si-O-Si y O-Si-O

775–800 Vibraciones de estiramiento simétricas de enlaces O-Si-O

960 (hombro) Vibraciones de oxígenos sin puente

1050-1120 Estiramiento asimétrico de enlaces Si-O-Si

Fuente: Adaptado de (Abdelghany et al., 2014)

En las figuras 8 y 9 se observan los espectros de los vitrificados E60A40 y E60A30N10 a

1000ºC respectivamente, donde se evidencia que las bandas de 1100 cm-1 tienen una

33

intensidad similar de aproximadamente 85%, sin embargo, en el vitrificado E60A30N10, se

puede observar pérdida de la intensidad y tiende a ampliarse hacia la derecha, lo que se

puede atribuir a una disminución de enlaces Si-O-Si, como producto de la inserción de

sodio (Na) provenientes del fundente presente en este vitrificado, lo que causa una

despolimerización de la matriz del vitrificado, tal como lo afirman Abdelghany, Elbatal,

Elbatal, & EzzElDin, (2014) y Eremyashev, Osipov, & Osipova, (2011). La

despolimerización de la red de vidrio es causada mediante la ruptura de los enlaces Si-O-

Si y la generación de defectos estructurales, como aniones de oxígeno no puente

(Belostotsky, 2007). Los oxígenos no puente Non-bridging oxygen (NBO, por sus siglas en

inglés) son átomos de oxígeno que no conectan dos cationes tetraédricos o átomos

formadores de redes, como Si, es decir que no siguen la continuidad de la red, debido al

rompimiento de esta por la presencia de cationes modificadores de red como Na+ (Benoit,

Ispas, & Tuckerman, 2001).

Las bandas de 440 a 460, 520, 610, 640 y 770 cm-1 se observan con menos intensidad en

el vitrificado E60A30N10. Cabe resaltar qué a esta temperatura, se obtuvo únicamente una

pequeña compactación de las materias primas por el tratamiento térmico, pero no se

obtuvo un producto homogéneo similar a un vitrificado, como se puede observar en las

imágenes de la figura 5.



Figura 8. Espectro infrarrojo vitrificado E60A40 a 1000ºC.

Fuente Elaboración propia

Figura 9. Espectro infrarrojo vitrificado E60A30N10 a 1000ºC.


En las figuras 10, 11 y 12 se presentan los espectros de los vitrificados E60A40 y

E60A30N10 y E60A35N5 a 1100ºC. La banda representativa de 1100 cm-1 pierde

intensidad en los vitrificados que tienen contenido de fundente, además, tiende a ampliarse

hacia la derecha; esto se puede atribuir a un reemplazo de Si por Na en los enlaces Si-O-

Si (Abdelghany et al., 2014; Eremyashev et al., 2011); cabe resaltar que la deformación

35

mencionada es más notoria en el vitrificado con mayor contenido de Na (E60A30N10). Así

mismo, las bandas 440 a 460, 470 a 620 cm-1, pierden intensidad de acuerdo con el

incremento de contenido de fundente. Por otro lado, la banda a 777 cm-1 solo es notoria

en el producto E60A40, el cual no tiene contenido de fundente como los productos

E60A30N10 y E60A35N5. Cabe resaltar que a esta temperatura de 1100°C se obtuvieron

productos de texturas arenosas, con menor presencia de poros que los productos del

tratamiento a 1000ºC; sin embargo, no corresponden a vitrificados homogéneos, tal como

se observa en las imágenes de la figura 6.

Figura 10. Espectro infrarrojo vitrificado E60A40 a 1100ºC.








37

Considerando las diferencias en la apariencia y textura de los vitrificados con relación a los

tratamientos a diferentes temperaturas, se comparó el producto E60A40, obtenido a 1000,

1100 y 1200ºC; con el fin de analizar la influencia de este factor en la estructura final.

En la figura 13 se presentan los espectros del producto E60A40 a 1000, 1100 y 1200ºC,

donde se evidencia que las bandas alrededor de 450, 600, 800 y 1100cm-1, se amplían y

pierden intensidad con el aumento de la temperatura, además, a 1200ºC aparece una

ampliación hacia la derecha entre 900 y 950 cm-1, el cual no se presenta a las otras

temperaturas. Este comportamiento se relaciona con la transformación de la sílice, de su

estado cristalino a uno vítreo (Hühn, Wondraczek, & Sierka, 2015) y Conde, (1968).

Además, en espectros comparativos de sílice cristalina y vítrea, Conde, (1968) afirma que

las bandas a 800 y 1100 cm-1 son intensas en sílice cristalino (cuarzo) y débiles en la sílice

vítrea.

Figura 13. Espectros Infrarrojo de vitrificado E60A40.


De acuerdo con el análisis anterior, la temperatura a la que el producto E60A40 presentó

una estructura más vítrea fue de 1200ºC. Por lo tanto, se seleccionaron los productos

E50A40N10, E60A40, E60A35N5 y E60A30N10 a esta temperatura, con el fin de

determinar la influencia de la composición de los lotes formulados, en la estructura de los

vitrificados.

En la figura 14 se presentan los espectros de los vitrificados a 1200ºC, donde se puede

observar que las bandas a 650 y 1100 cm-1, son más pronunciadas en los productos



E60A35N5 y E60A30N10, mientras que en el producto E60A40, dichas bandas se amplían

hacia la derecha y pierden intensidad, además en el producto E50A40N10, se observa la

formación de dos bandas hacia la derecha alrededor de 950 y 1050 cm-1. En primera

instancia, esto se puede asociar con la presencia de una mayor estructura vítrea (Conde,

1968) en los productos E60A40 y E50A40N10, que en los productos E60A35N5 y

E60A30N10, lo cual se analizó anteriormente en las imágenes de la figura 7. Sin embargo,

el producto E50A40N10 presenta un comportamiento diferente al resto de productos a esta

temperatura, ya que las bandas alrededor de 450, 700 y 800 cm-1, son más pronunciadas

en éste producto que en los demás, además, la banda a 650 cm-1 se suaviza y la de 1100

cm-1 se amplía y se desvía hacia frecuencias menores. Esto se puede relacionar con el

menor contenido de hierro para este producto, como consecuencia de un menor contenido

de escoria, tal como se reporta en un estudio de vidrios con alto contenido de hierro, donde

encontraron que los iones de hierro ocupan sitios de Si en las bandas, reduciendo su

intensidad y ampliándose hacia la derecha (Dantas et al., 2011a; Ibrahim, Gomaa, &

Darwish, 2014).

Por otro lado, el Na presente en el fundente empleado para el proceso de vitrificación,

generalmente actúa como modificador de la red vítrea (Castells, 2009). Conde, (1968)

afirma que las bandas de los vidrios con contenido de Na, tienden a suavizarse debido a

la disminución de los enlaces Si. Sin embargo, el comportamiento de los vitrificados de la

figura 14 es diferente, ya que las bandas que se presentan en los productos con contenido

de fundente, son más intensas que las que se presentan en los productos que no lo

contienen. Por lo tanto, se puede deducir que el fundente no está actuando como

modificador de la red vítrea, lo que explica su presencia como remanente en los productos

con contenido de fundente.

39

Figura 14. Espectros Infrarrojo de vitrificados a 1200ºC.


4.2.1.3 Análisis DRX

En las figuras 15 y 16 se encuentran los difractogramas de rayos X de los productos

E60A40 y E60A30N10 procesados a 1100ºC. El E60A40 presenta una estructura

principalmente cristalina con presencia de varias fases, como Cuarzo, Coesita , Tenardita

y Hematita. Por su parte, el producto E60A30N10 cuenta con presencia de varias fases

cristalinas, tales como Sulfato de sodio y Tenardita principalmente, y Cuarzo en menor

proporción. Cabe resaltar que a esta temperatura no se obtuvo vitrificados homogéneos,

si no con separaciones cristalinas color naranja, asociado a compuestos de hierro tal como

se evidenció en el difractograma por la presencia de Tenardita. Además, el producto

E60A30N10 presentó un remanente color amarillo crema, el cual puede atribuirse a sulfato

de sodio, compuesto que solo se presentó en el difractograma de este producto. De

acuerdo al análisis químico (ver tabla 7) de este remanente se evidenció que está

compuesto principalmente de elementos de azufre y sodio, por lo cual se puede relacionar

con la fase encontrada en DRX.



Tabla 7. Composición química de remanente de vitrificado a 1100ºC.

Elemento y/o compuesto (%)

*SO3 56,37 **Na2O 41,14

CaO 0,51 SiO2 0,37 Cl 0,35 Pb 0,30

K2O 0,27 Ba 0,23

P2O5 0,13 Fe2O3 0,10 Al2O3 0,08 MgO 0,06 As 0,05 Mo 0,02

Fuente: Elaboración propia. *Corresponde a Azufre (S) y **corresponde a Sodio (Na).

Figura 15. Difractograma de Rayos X de vitrificado E60A40 a 1100ºC. T:Tenardita, CO: Coesita,

C: Cuarzo, H: Hematita.


41

Figura 16. Difractograma de Rayos X de vitrificado E60A30N10 a 1100ºC. SS: Sulfato de Sodio, T:Tenardita, C: Cuarzo, H: Hematita.


A continuación, se presentan los difractogramas de los productos obtenidos a 1200°C. En

la figura 17 se encuentra el difractograma del producto E50A40N10, donde se observa que

es parcialmente amorfo, ya que presenta un levantamiento de la línea base en los ángulos

2Ɵ en el rango de 5º a 40º, sin embargo, presenta fases cristalinas correspondientes a

Sulfato de sodio, Tenardita, Coesita y Cuarzo. En la figura 18 se presenta el difractograma

del producto E60A40, donde se observa que es principalmente amorfo, ya que presenta

levantamiento desde el inicio hasta el final del eje ángulo 2Ɵ; aunque también presenta

pocas fases cristalinas de Coesita y Cuarzo, se evidencia que su estructura es

mayoritariamente amorfa, tal como la de un vitrificado homogéneo, lo cual se evidenció

anteriormente en las imágenes de la figura 7.

Por otro lado, se analizó el producto E60A35N5 debido a que presentó muchas partes de

color naranja (ver imágenes de la figura 7), esto se puede relacionar con la cristalización

de compuestos de hierro, como se confirmó en el difractograma de la figura 19; donde se

pueden apreciar fases cristalinas de óxido de hierro como Hematita, además de otras fases

como Cuarzo, Silicato de Calcio y Tenardita. Por último, en la figura 20 se encuentra el

difractograma de rayos X del producto E60A30N10, donde se observan fases de óxido de

hierro, Tenardita y Sulfato de sodio.



Las fases cristalinas Hematita, Tenardita y Coesita presentes en los productos vitrificados,

son procedentes de la escoria de fundición; por su parte, el Cuarzo proviene del residuo

de arena empleado como agente vitrificante. Esto indica que la escoria y la arena no

reaccionaron completamente durante la vitrificación. Por su parte el Sulfato de Sodio

presente en los productos E50A40N10 y E60A30N10, se pueden relacionar con la

interacción de los compuestos de azufre de la escoria y el fundente Na2CO3, lo que indica

que este no interactuó totalmente con todos los componentes de las formulaciones.

Cabe mencionar, que el producto E60A30N10 presentó fases cristalinas de óxido de hierro

y su mineral Hematita en mayor proporción que E50A40N10, lo que se puede relacionar

con un mayor contenido de hierro (presente en la escoria) y un menor contenido de sílice

(presente en el residuo de arena) en el producto E60A30N10 con respecto al producto

E50A40N10. Este comportamiento se ha reportado en vidrios elaborados a partir de

residuos ricos en hierro, donde los vitrificados presentaron cristalización de hematita

debido a que el contenido del residuo en la formulación fue muy alto con relación al agente

vitrificante (Kavouras et al., 2003).

Figura 17. Difractograma de Rayos X de vitrificado E50A40N10 a 1200ºC. SS: Sulfato de Sodio,

T:Tenardita, CO: Coesita, C: Cuarzo, H: Hematita.


43

Figura 18. Difractograma de Rayos X de vitrificado E60A40 a 1200ºC. CO: Coesita, C: Cuarzo.


Figura 19. Difractograma de Rayos X de E60A35N5 a 1200°C. T: Tenardita, C: Cuarzo, H:

Hematita, S: Silicato de Calcio.




Figura 20. Difractograma de Rayos X de E60A30N10 a 1200°C. T: Tenardita, SS: Sulfato de Sodio, O: Óxido de hierro (Fe2O3).


4.2.1.4 Análisis ambiental

4.2.1.5 Análisis de lixiviación

Con el fin de determinar la efectividad de la técnica de vitrificación en cuanto a la

encapsulación de elementos peligrosos, procedentes de la escoria de estudio, se aplicó la

regulación de la Agencia de Protección Ambiental de los E.E.U.U. (EPA, por sus siglas en

inglés) y adoptada por el Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, (2005).

En este caso se evaluaron los principales metales pesados presentes en la escoria tal

como el plomo (Pb), Arsénico (As) y Selenio (Se).

En la figura 21 se puede observar la concentración de los metales Pb, As y Se en el

lixiviado de los productos tratados a 1200ºC, E60A40, E60A30N10 y E50A40N10. En

primer lugar, se evidencia que la concentración de plomo en el lixiviado de los tres

productos fue mucho menor que la concentración en el lixiviado de la escoria de plomo

secundario (7 mg/L), es decir la escoria sola, antes del proceso de vitrificación. Por lo

tanto, la vitrificación de la escoria fue efectiva ya que hubo reducción de lixiviación de

plomo, lo que a su vez reduce su peligrosidad. En este caso, la concentración de plomo

en el lixiviado de los productos analizados, es mucho menor al límite máximo permisible

45

de plomo en lixiviado, el cual es de 5 mg/L (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo

Territorial, 2005; U.S. Environmental Protection Agency (EPA), 2009).

Figura 21. Concentración de metales en lixiviado de los vitrificados.


Además se puede apreciar la diferencia entre las concentraciones de plomo en el

lixiviado de los tres productos, lo cual se debe principalmente a la composición

química. En ese caso, la menor concentración de plomo en lixiviado la presentó el

producto E60A40 con 0,61 mg/L, seguido del E50A40N10 con 0,73 mg/L y por

último el E60A30N10 0,81 mg/L; esto puede estar asociado a que E60A40 contiene

mayor cantidad de arena que los otros dos vitrifcados, es decir hay mayor cantidad

de sílice, lo que confiere mayor estabilidad química ya que es un formador de la

red vítrea. Por lo tanto, a mayor contenido de silice, se va a presentar menor

lixiviación y por ende mayor estabilidad química, tal como lo reportan (Park & Heo,

2002);(Çoruh & Ergun, 2006) y (Y. M. Kuo, Wang, & Tsai, 2007). Además, se puede

observar que la concentración de plomo aumentó en los productos E60A30N10 y

E50A40N10, debido al contenido de fundente, lo que evidencia su influencia en la

lixiviación de los metales, tal como lo afirma (Y.-M. Kuo, 2014).

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Escoria E60A40 E60A30N10 E50A40N10

Co

nce

ntr

ació

n e

n li

xivi

ado

mg/

L

Pb As Se Nivel máximo permisible Pb y As Nivel máximo permisible Se



Por otro lado, las concentraciones de Arsénico y Selenio en el lixiviado de los

vitrificados E60A40, E60A30N10 y E50A40N10 se incrementó con relación al

lixiviado de la escoria antes de la vitrificación. La concentración de As y Se no

presentaron el mismo comportamiento del plomo, ya que el E60A40 presentó la

menor concentración de As y Se con 0,54 y 0,07 mg/L respectivamnete, seguido

del E60A30N10 con concentraciones de As y Se de 0,78 y 0,05 mg/L y las mayores

cocentraciones de As y Se se presentaron en el E50A40N10 con 1,2 y 0,13 mg/L.

Aunque las concentraciones de estos metales aumentaron en los vitrificados, no

sobrepasan los límites máximos permisibles de As y Se de 5 y 1 mg/L

respectivamente (Ministerio de Ambiente Vivienda y Desarrollo Territorial, 2005). El

incremento de la concentración de As en el lixiviado de los vitrificados se puede

explicar con la cristalización de compuestos de Fe durante el tratamiento térmico,

lo que dificulta la unión entre Fe y As, y de esta manera se presenta mayor

liberación de As en el lixiviado (Sørensen et al., 2000), (Liu, Iizuka, & Shibata, 2019)

y (Kumpiene et al., 2016).

4.2.1.6 Análisis de toxicidad aguda - Ecotoxicidad

Con el fin de analizar la ecotoxicidad de los productos del proceso de vitrificación, se

analizó el producto E60A30N10, debido a que cuenta con los tres componentes propuestos

en las formulaciones, contiene una gran cantidad de escoria (60%), además de una

proporción de arena (30%) y fundente (10%). Los resultados de toxicidad aguda, arrojaron

un valor de <10%, por lo tanto el vitrificado no es ecotóxico de acuerdo con la Resolución

No. 0062 del Instituto de Hidrología Meteorología y Estudios Ambientales (IDEAM), (2005).

De acuerdo con lo anterior, se evidencia que luego del tratamiento de vitrificación se obtuvo

una disminución de esta característica con respecto a la toxicidad presentada en la escoria

sin tratamiento (31,6%). Cabe mencionar que en la literatura sobre investigaciones de

vitrificación de residuos peligrosos, no se encontró reportes de esta característica.

Considerando, que los productos de vitrificación son potenciales materias primas para la

fabricación de materiales de construcción, se revisó literatura sobre ecotoxicidad en

materiales, a partir de materias primas recicladas como residuos, donde se encontró

estudios de Bandow, Gartiser, Ilvonen, & Schoknecht, (2018) y Rodrigues et al., (2017),

47

quienes afirman que es importante considerar estudios de ecotoxicidad junto con análisis

TCLP, en el desarrollo de nuevos materiales de construcción; con el fin de brindar

sostenibilidad a la industria de materiales de construcción, con menor impacto ambiental

en ecosistemas terrestres y acuáticos, que puedan tener contacto con dichos materiales.

4.2.1.7 Evaluación de microdureza – Dureza Vickers

La dureza Vickers o también denominada microdureza, se mide con frecuencia para

determinar la resistencia a la deformación, densificación y fractura de materiales

(Ravindran et al., 2018). Esta es una propiedad de gran importancia, para conocer el

potencial de un material para ser empleado en aplicaciones como la construcción. Por lo

tanto, se consideró como una variable adicional a lo planteado en los objetivos, debido a

que se cuenta con varias mediciones, para algunos productos de los diferentes

tratamientos del proceso de vitrificación, en los cuales fue posible aplicar análisis

estadístico.

Para el análisis estadístico se denominó como tratamientos a los diferentes productos de

vitrificación; se cuenta con 9 niveles numerados de T1, hasta T9. En la tabla 8 se encuentra

la descripción de cada tratamiento y se resumen las principales estadísticas descriptivas

de cada tratamiento. De acuerdo con este análisis, se evidencia que los tratamientos T1 y

T2 presentaron una dureza promedio más alta, sin embargo, también presentan un

coeficiente de variación (CV) extremadamente alto, mayores al 20% de variabilidad, lo que

indica que estos tratamientos no son estadísticamente homogéneos.

Tabla 8. Análisis descriptivo.

Tratamiento Descripción Media (GPa) Mediana (GPa) CV (%)

T1 E60A30N10 a 1000ºC 7,51 6,73 38,4

T2 E60A40 a 1100ºC 7,08 5,09 50,7

T3 E60A30N10 a 1100ºC 4,37 4,31 4,4

T4 E60A35N5 a 1100ºC 5,60 5,82 12,2

T5 E60A40 a 1200ºC 6,12 5,36 24,0

T6 E60A30N10 a 1200ºC 5,38 5,26 4,2

T7 E60A35N5 a 1200ºC 5,16 5,16 9,8

T8 E65A30N5 a 1200ºC 5,22 5,23 4,8

T9 E50A40N10 a 1200ºC 5,24 5,28 3,7




En la figura 22 se presenta el comportamiento de los tratamientos en un diagrama de cajas

comparativo, donde se observa la variabilidad considerando los cuartiles. Los tratamientos

T1 y T2, presentan más variabilidad con respecto a los demás; por lo tanto, en este análisis

preliminar se decide no tener en cuenta T1 y T2 puesto que no se cumplen los parámetros

de homogeneidad necesarios. Cabe resaltar que, aunque T5 también presenta variabilidad

no se observa tan marcada como en T1 y T2; esto se puede corroborar con los resultados

de DRX e Infrarrojo.

Figura 22. Diagrama de cajas comparativo.


De acuerdo con el análisis anterior, se encontró una mayor variabilidad estadística en los

tratamientos T1 y T2, lo que se relaciona con la estructura no homogénea y no vítrea de

estos dos tratamientos, tal como se mencionó en los subcapítulos de análisis Infrarrojo y

DRX. Por otro lado, los tratamientos T5 hasta T9, que corresponden a los productos

obtenidos a 1200ºC, se encontró mayor variabilidad estadística en T5, con respecto a los

demás tratamientos a esta temperatura. Considerando que T5 fue el producto (E60A40)

con la estructura más homogénea y vítrea según la observación de apariencia y los análisis

Infrarrojo y DRX, la variabilidad estadística que presentó se puede asociar a que en T5 se

haya medido algunos puntos con diferente composición química, lo que resultó en valores

de dureza diferentes. Lo anterior se puede deber a que al tratarse de productos a partir de

residuos se puede encontrar una diversa composición; y por otro lado, la dureza Vickers,

T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9

46

81

01

2

Tratamiento

Du

reza

(GP

a)

49

se mide en diferentes puntos de la superficie de la muestra, y sus indentaciones son de

tamaño micro, las cuales se realizan con la ayuda de un microscopio.

Cabe resaltar qué para la medición de dureza, se debe considerar muestras con una

textura lo más homogénea posible; por lo tanto, se tomó la parte de los productos

analizados que no presentará orificios o coloraciones naranja o ligeramente amarilla, las

cuales se mencionó anteriormente en los subcapítulos de caracterización de los productos.

Seguidamente, el experimento planteado se modela con un diseño de un factor de acuerdo

con (Kuehl, 2001), de la siguiente manera:

𝑦𝑖𝑘 = 𝜇 + 𝛼𝑖 + 𝑒𝑖𝑘

para i = 1,2, … ,7 (Niveles del tratamiento)

k = 1,2 … , ni (repeticiones de cada tratamiento)

𝜇: es el efecto promedio global

𝛼𝑖: Es el efecto sobre la dureza causado por el nivel i del tratamiento

𝑒𝑖𝑗: es el error aleatorio generado por la observación j del nivel i del tratamiento

𝑦𝑖𝑗: Dureza generada por el nivel i del tratamiento en la observación j

Se plantea el contraste de hipótesis: Hipótesis nula 𝐻0 y alternativa 𝐻𝑎.

𝐻0: 𝛼1 = 𝛼2 = ⋯ 𝛼7 = 0 (𝐸𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑛𝑜 𝑖𝑛𝑓𝑙𝑢𝑦𝑒)

𝐻𝑎: 𝛼𝑖 ≠ 0 (𝐸𝑙 𝑡𝑟𝑎𝑡𝑎𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑒𝑠 𝑠𝑖𝑔𝑛𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎𝑡𝑖𝑣𝑜)

En el software Rstudio (Garibaldi, Oddi, Aristimuño, & Behnisch, 2019) se generó la tabla

análisis de varianza (ANOVA) del modelo planteado, esta se encuentra en la figura 23.

Figura 23. Análisis de varianza (ANOVA)




Con base en el valor p (ver Pr > F, en la Figura 23), se rechaza H0 y se concluye que el

tratamiento es significativo y hay al menos un tratamiento que genera durezas diferentes.

Figura 24. Comparaciones múltiples.


En la figura 24 se encuentra el test de comparaciones múltiples, donde se resalta solo una

diferencia significativa, que se encuentra entre los tratamientos T5 y T3, mientras que los

demás tratamientos tienen diferencias estadísticamente iguales, esto nos lleva a concluir

que mediante la metodología estadística se puede asumir T5 como el tratamiento con

mejor dureza. De acuerdo con lo anterior, se evidencia que el producto E60A40 obtenido

a 1200ºC, posee la mejor dureza. Cabe resaltar que éste no contiene fundente, como

algunos tratamientos donde se encontró menor dureza, esto evidencia la influencia del

contenido de fundente en la dureza del material, tal como lo reportan (Barlet et al., 2015;

Scannell, Laille, Célarié, Huang, & Rouxel, 2017); quienes encontraron que un mayor

contenido de Na2CO3 reduce las propiedades mecánicas como la dureza, debido a que se

presenta una red más despolimerizada lo que incrementa la deformación de los vidrios.

Por último, cabe mencionar que los valores de dureza encontrados, son similares a los

reportados en varios estudios sobre el desempeño de vidrios obtenidos a partir de residuos

con altos contenidos de hierro, entre estos se encuentran reportes de durezas hasta de

6,4 GPa (Karamberi & Moutsatsou, 2006), 6,68 GPa (Romero & Rincón, 2002) y 6.68 GPa

(Fan et al., 2019). En general, los autores mencionan que un mayor contenido de hierro,

-2 -1 0 1 2 3

T9-T

8T

7-T

6T

9-T

4T

9-T

3T

4-T

3

95% family-wise confidence level

Differences in mean levels of data2$Tratamiento

51

en este caso proveniente del residuo en cuestión, incrementa la dureza, sin embargo, esto

no fue posible evidenciarlo en los resultados de dureza del presente estudio.

Algunos vidrios comerciales presentan microdureza desde 4 a 7 GPa (INTERGLAD,

2009), además mencionan que la microdureza de materiales vitroceramicos utilizados

como agregados en materiales de construcción un rango de 5 a 8 GPa (Rincón & Romero,

1996).

Para concluir, considerando la observación de la apariencia física y textura de los

productos de vitrificación se encontró que la temperatura a la cual se obtuvieron productos

homogéneos, similares a un vitrificado fue el tratamiento a 1200ºC. Seguidamente, esto se

confirmó en los análisis Infrarrojo y DRX, donde se evidenció que hubo una transformación

de estado cristalino a vítreo durante el proceso de vitrificación a 1200ºC, lo contrario a las

dos temperaturas restantes de tratamiento, donde se obtuvo productos con estructura

prinicpalmente cristalina.

Con relación a las diferentes formulaciones analizadas del tratamiento a 1200ºC, se

evidenció que el producto E6040, presentó la estructura más vítrea y amorfa, sin embargo,

aún se presentan pocas fases de compuestos de sílice, provenientes del residuo de arena.

Así mismo, este producto presentó las concentraciones más bajas de los metales

lixiviables Pb, As y Se, las cuales cumplen con el límite regulado. Por último, este producto,

también presentó la mejor dureza Vickers, cabe resaltar que estos valores son

comparables con los reportados en la literatura, y da un indicio sobre el aprovechamiento

de este producto en materiales de construcción, lo cual se debe seguir investigando.

Por otro lado, se evidenció que la adición de fundente induce a una estructura menos vítrea

en los productos, esto como consecuencia a que no se incorporó completamente con los

componentes de las formulaciones. Además, el contenido de fundente afecta la dureza

Vickers. De acuerdo a lo anterior, se puede concluir que la proporción de este fundente

debe ser evaluada en menores proporciones.

En ese sentido, el proceso de vitrificación fue efectivo para reducir la peligrosidad de la

escoria de fundicion, sin embargo, se debe evaluar la posibilidad de remplazar el residuo

de arena por otro agente vitrificante como vidrio reciclado (Karmakar, 2017), debido a que



el cuarzo aún sigue presentándose como una fase cristalina en los vitrificados. Así mismo,

se debe evaluar temperaturas mayores a 1200ºC, con el fin de evidenciar si es necesario

para obtener una mejor interacción de la mezcla y de esta manera eliminar las fases

cristalinas en los productos de la vitrificación.

5. Conclusiones y recomendaciones

5.1 Conclusiones

A partir de los resultados del estudio sobre la reducción de la peligrosidad de una escoria

de plomo secundario mediante el proceso de vitrificación, se puede concluir que:

La temperatura de tratamiento de 1200 °C, fue la más idónea para llevar a cabo el proceso

de vitrificación, con los materiales usados como materia prima en el presente estudio, ya

que fue posible obtener productos con características vítreas. Esto se evidenció a partir de

las técnicas instrumentales de análisis recopiladas en el capítulo de resultados.

El producto E60A40 presentó características similares a un vidrio, tanto en el análisis

Infrarrojo como el análisis por DRX, donde los productos fueron principalmente amorfos.

Sin embargo, aún se presentan fases cristalinas provenientes de la escoria y de la arena,

por lo que se debe evaluar otros agentes vitrificantes y/o aumentar la temperatura del

proceso de vitrificación.

La escoria proviene de un proceso donde se utiliza Na2CO3 como fundente, por lo tanto, la

escoria ya cuenta con un contenido de este compuesto. El hecho de utilizar este fundente,

produjo un exceso o segregación, tal como se observó en los productos de vitrificación

con contenido de fundente (Na2CO3), los cuales presentaron separaciones cristalinas en

mayor proporción a los que no lo contenían.

Para las muestras analizadas, los resultados de toxicidad confirmaron que las

concentraciones de Pb, As y Se en los lixiviados, cumplieron con los límites máximos

permisibles. Por lo tanto, el proceso de vitrificación fue efectivo para la estabilización de la

escoria de fundición de plomo secundario.

54 Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo secundario mediante

un proceso de vitrificación

En cuanto a las propiedades mecánicas, se encontró que el vitrificado con mejor dureza

Vickers fue E60A40 obtenido a 1200ºC. Adicional a esto se encontró que los productos

presentan dureza similar a vidrios cerámicos, lo que da un indicio de aprovechamiento en

diversas aplicaciones; tales como agregados en concretos, entre otros materiales de

construcción como ladrillos. Además, los vitrificados pueden ser empleados como materias

primas para la fabricación de materiales vitrocerámicos, los cuales cuentan con una amplia

gama de aplicaciones.

5.2 Recomendaciones

De acuerdo con los resultados encontrados se tienen las siguientes recomendaciones

sobre el proceso de vitrificación a nivel laboratorio:

En cuanto a parámetros de composición de los productos de vitrificación, se recomienda

evaluar otros agentes vitrificantes, tales como vidrio reciclado molido, con el fin de verificar

una mejor vitrificación del residuo a evaluar. Además, evaluar porcentajes de fundente

menores debido a que la relación de su contenido en los productos, pueda ser excesiva,

ya que la escoria inicialmente, contiene fundente proveniente de su proceso de generación.

Por otro lado, se debe considerar aumentar la temperatura del proceso de vitrificación, con

el fin de evaluar si a una mayor temperatura hay una mejor interacción entre los

componentes y se puedan reducir totalmente las separaciones cristalinas en los

productos.

Los resultados obtenidos en el presente estudio, son de gran interés desde el punto de

vista medioambiental; debido a que en un futuro esta técnica aplicada a nivel industrial

para este residuo, podrá facilitar su manejo y/o encaminar en la búsqueda de diversas

aplicaciones para el producto vitrificado. Por lo tanto, se recomienda seguir investigando

alrededor del tema del proceso de vitrificación con otros residuos generados en gran

cantidad, tales como cenizas de residuos de incineración de residuos municipales y

peligrosos, escorias de fundición de la industria metalúrgica y residuos de minería. Cabe

mencionar que en Colombia no hay reportes de la aplicación de esta técnica de vitrificación

para reducir la peligrosidad de escorias de fundición como la de plomo secundario, por lo

Bibliografía 55

tanto, es importante, seguir investigando sobre este tema, y de esta manera poder llevar

la técnica a escala industrial.

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Reducción de la peligrosidad de una escoria de plomo