conservacion del contenido metalico en las escorias de aluminio por la operación de la unidad...

Ing. James Herbert, C. EngALTEK LLC, Exton, Pennsylvania, USA

I.Q.M. Salvador Tovar Fco.ALTEK LLC, México D.F., México

CONSERVACION DEL CONTENIDO METALICO EN LAS

ESCORIAS DE ALUMINIO POR LA OPERACIÓN DE LA UNIDAD

PRENSA DE ESCORIAS DE ALUMINIO

AGENDAImportancia del manejo de las escorias de aluminio

Principios de la Prensa de escorias

Evolución de la Prensa de Escorias

Nuevas aplicaciones de la Prensa de EscoriasProcesamiento de escorias de horno rotatorio

Resultados y Retornos de Inversión

Importancia del manejo de las escorias de

aluminio

Trabajo de escoria deficiente

Manejo de EscoriasEscoria es un subproducto inevitable de la industria del

aluminio y representa generalmente entre del 1 al 5% en peso de la producción total de una planta.

Conteniendo hasta un 80% de aluminio.

1% por minuto de aluminio en escoria puede perderse por oxidación.

El manejo de escorias adecuado, posterior a su remoción del horno, representa el factor más importante en la conservación de valor y metal en la escoria para su posterior recuperación.

Manejo de EscoriasSe han desarrollado una serie de diferentes tecnologías a

hacer frente; tanto a las cuestiones económicas y ambientales asociadas al manejo de escorias.Agitadores de EscoriasEnfriadores de escorias rotatoriosEnfriadores con atmósfera inerteSistemas de Prensado de escorias

Mucha de estas tcnologías no han ganado aceptación por su costo, complejidad y potencial peligrosidad de operación

Inicios de la Prensa de Escoria

La Prensa de escorias (The Press) fue desarrollada por ALTEK desde los mediados de los 1990.

Esta tecnología de enfriamiento de escorias fue un salto en términos de recuperación de metales

No obstante a la optimización de recuperación de metal por el uso de La Prensa de Escoria se encontraron una serie de puntos débiles en el equipo.

Recientemente se realizó una revisión al diseño, a fin de subsanar estos inconvenientes

Última generación de La Prensa de Escorias

Los diseños actuales tienen algo de los inicios de los modelos

En base a la fusión de las dos principales tecnologías de prensado de escoria, ALTEK ha desarrollado una máquina de mejor diseño.

Permitiendo otras aplicaciones

Ofreciendo las más altas recuperaciones Metálicas

PRINCIPIO DE LA PRENSA DE ESCORIA

PRINCIPIO DE LA PRENSA DE ESCORIA

Su principio se basa en el de que una fase líquida bajo presión se separarán de una fase sólida y el líquido fluirá a las áreas de menor presión. La escoria es vaciada en las charolas

diseñadas para maximizar el enfriamiento rápido y el drenado del metal

Las charolas son trasladadas a el bastidor de la prensa, una vez en posición, el cabezal de presión comienza a bajar lentamente presionando la escoria caliente contra el molde de escoria, terminando con la acción de drenado.

El cabezal mantiene su acción de prensado hasta el enfriamiento de la escoria deseada.

Acción de prensado

Aglomeración de partículas de aluminio

Aglomera las finas gotas de aluminio que normalmente están dispersas en las escorias.

En grandes placas que son mucho más fáciles de separar del resto de óxido de la escoria enfriada.

Encapsula el óxido de las escorias entre las placas formadas facilitando su manejo

Evitando el polvo y humos generados durante el manejo.

Mejora significativamente la recuperación entre un 5 – 10%

Metallic Size in Uncompressed

Dross

Metallic Size in Pressed Dross

Escoria densificada

La Evolución de la Prensa de Escorias

Requerimientos de equipo de proceso

Suficiente robustez para soportar los ambientes de la fundición.

Facilidad de operación sin interferir con las operaciones normales de trabajo.

Disponibilidad para manejar cualquier tipo de escorias.

Satisfacer con su operación las regulaciones de seguridad y ambientales.

Evolución de la Prensa de Escorias

Diseño Original Diseño más reciente

Antiguos sistemas de control

Completa automatización

Mejora en seguridad

Cortina para detectar la presencia de alguna salpica dura de metal

Versatilidad Las escorias son singulares en cada operación, siendo

completamente diferentes, pero generalmente se clasifican en tres categorías: Blancas Negras Salinas

La Prensa ALTEK se ha desempeñado excelentemente con escorias blancas, pero los resultados son mixtos, especialmente con escorias calientes con termitación, este tipo de materiales se adaptan mejor para su recuperación por Enfriadores Rotarios y sistemas de enfriamiento con atmósfera de gas inerte.

Los últimos diseños tienen la capacidad de manejar todo tipo de Escorias

Un Cabezal de prensado para cada aplicación

Cabezal con costillas

profundas

Cabezal con costillas con

baja profundidad

Cabezal tipo cincel

Eficiencia de enfriamiento de cabezal

Sin enfriamientoCabezal con enfriamiento

forzado por aire

Sistemas de control ambiental

La escoria genera comúnmente grandes cantidades de humos y polvos

En los recientes modelos en la prensa se integra un filtro que está aprobado por las regulaciones ambientales a nivel global.

Captura un99% de emisiones

Nuevas aplicaciones de la Prensa de Escorias

Procesamiento de escorias provenientes de hornos rotatorios

Nuevas aplicaciones de la prensa

Algunos clientes han modificado proceso del horno rotatorio para operar sin el uso de sal.

Es necesaria una solución para que se enfríen óxidos lo más rápidamente, a fin de:Preservar el metal atrapadoMinimizar las emisiones al medio ambiente

Operaciones de Hornos rotatorios con sal/Sin escorias salinas

Instalación Típica

Óxidos antes de prensado

Óxidos después de prensado

Instalaciones, resultados y evaluaciones Económicas

Caso de Estudio en una planta de Aluminio Primario

Producción aproximada 200 ton/mes de escoria.

Instalando una prensa relativamente pequeña.

Capacidad de procesamiento de escoria por charola: 250 kg

Antes de la Instalación: Recuperación en planta: 3% Recuperación secundaria: 35%

Después de la Instalación : Recuperación en planta: 8 - 12% Recuperación secundaria: 40 – 42%

Caso de Estudio en una planta de Aluminio Primario

Sin Prensa Altek

Recuperación en planta= 3% 6 Ton/Mes $15,000/mes

Recuperación Secundaria = 35% 67.9 Ton/Mes $169,750 / Mes

Con Prensa Altek

Recuperación en planta= 8 - 12% 20 Ton/Mes $50,000 / Mes

Recuperación Secundaria = 40 - 42% 73.8 ton/mes $184,500 / Mes

$184,750($51,216)$133,534

$234,500($47,520)$186,980

$53,446 /mes$641,352 Anual10% de mejora

Segundo Caso de Estudio en una planta de Recuperación de Aluminio

Secundario Producción de 500 ton/mes de escorias.

El cliente funde una gran variedad de chatarra de aluminio.

Instalación de una Prensa Altek 701-S

Capacidad de procesamiento por charola: 700 Kg

Antes de la Instalación: Recuperación en planta: 0% Recuperación secundaria: 25%

Después de la Instalación : Recuperación en planta: 5-10% Recuperación secundaria: : 30 – 37%

Segundo Caso de Estudio en una planta de Recuperación de Aluminio

SecundarioSin Prensa Altek

Recuperación en planta= 0% 60Ton/Mes $0 mes

Recuperación Secundaria = 25% 125 Ton/Mes $312,500 / Mes

Con Prensa Altek

Recuperación en planta= 5-10% 37.5 Ton/Mes $93,750 / Mes

Recuperación Secundaria = 30-37% 154.9 ton/mes $387,250 / Mes

$312,500($132,000)$180,900

$481,000($122,100)$358,900

$178,400 /mes$2,140,800 / Año13% de mejora

CONCLUSIONES Las mermas metálicas son los costos más altos en los diferentes aspectos de los

gastos de la operación de una fundición

Cuando se realiza la limpieza del horno, las escorias pueden contener hasta un 80% de aluminio, si esta operación se descuida, puede contribuir a incrementar la oxidación del metal, perdiéndose para siempre.

A fin de preservar el contenido de metal atrapado en la escoria, es crucial enfriar la escoria tan pronto como sea posible después de su remoción del horno.

La prensa de escorias ha evolucionado a lo largo de los años para satisfacer las exigencias de las fundiciones de aluminio.

La prensa de escorias se ha demostrado en el medio, como la mejor tecnología disponible de reducir las pérdidas de metal en las escorias, mejorando la recuperación en planta y la recuperación secundaria.