recuperación del cromo y su uso en curtiembres
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FUNDAMENTACIÓN DEL PROYECTO
• Para la recuperación de cromo de los baños agotados se realizaron diferentes ensayos que comprendieron intercambio iónico y precipitación.
• En función de los resultados obtenidos se optó por la recuperación de cromo por precipitación, debido a que los ensayos realizados utilizando hidróxido de calcio, urea e hidróxido de sodio dieron recuperaciones entre 98 a 99%.
Jeyshon Zevallos Gómez
Complejos de cromo (III)
RECUPERACIÓN DE CROMO Y SU REUSO EN CURTIEMBRES
DEFINICIÓN DEL PROBLEMA
• El proceso de curtición considera la transformación de la piel, en otra materia que no se descomponga por efecto de la incorporación de cromo en la estructura de la piel.
• Los cueros curtidos al cromo que contienen porcentajes elevados de oxido de cromo.
Diseño y evaluación de Procesos
RECUPERACIÓN DE CROMO Y SU REUSO EN CURTIEMBRES
CONTEXTO DEL PROYECTO Y RESTRICCIONES
Debido a la gran cantidad emitida de cromo, perdida de dinero por esta razón y a la vez un impacto ambiental es que se viene desarrollando o se propone la recuperacion del cromo para reusarla .
Existen dos opciones para recuperar y reutilizar elcromo proveniente de los baños agotados o residuales:
Precipitación del cromo con un álcali y su posterior redisolución con ácido sulfúrico para su eutilización después de un correspondiente acondicionamiento.
Reciclado de los baños residuales para subsiguientes curtidos.
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OBJETIVOS
• Tener un ahorro económico a largo tiempo
• Lograr disminuir el impacto ambiental provocado por la eliminación de este elemento (cromo).
• Obtener y desarrollar pequeñas curtiembres curtido de alto rendimiento
• Recuperar el cromo nos dara básicamente una ganancia debido a la reutilización que le daremos en el proceso de la curtiembre
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JUSTIFICACION
Criterios ambientales
Criterios técnicos
Criterios económicos
Menor riesgo en la manipulación de insumos
Insumos de fácil manipulación; Insumos y equipos de bajo Costo
Menor cantidad de residuos Uso de menor cantidad de insumos por producto recuperado
Bajos costos relativos de inversión y operación
Reciclado y reuso de productos o residuos
Que se requiera el menor número de personal.
Menor impacto ambiental es mayor obtencion de cromo
Que se requiera el menor tiempo para su desarrollo
Equipos que se pueden encontrar en el mercado y fácil manipulación;
Procesos y operaciones que en lo posible no sean ajenos a los que se utiliza en una curtiembre
Jeyshon Zevallos Gomez
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El proceso productivo de la cadena de cuero se divide en cuatro grandes actividades que son:
producción de cuero crudo
Curtiembre
Marroquinería
calzado.
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Materias primas e insumos
Piel de animales
Solución de cloruro sódico
polvo blanqueador, fluoruro sódico
cloro en el agua, lechada de cal
sales estabilizadoras, como sulfato
amónico o cloruro amónico
acido sulfúrico, solución coloidal
de sulfato de cromo
disolventes, plastificantes, aglutinantes y
pigmentos.
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Alternativas tecnológicasConservación
de pieles a bajas
temperaturas
Sustitución en el pelambre del
sulfuro por tioles, derivados de
aminas o enzimas
Piquelados con bajo contenido
de sal y sin ácidos
Proceso de alto agotamiento del
cromo por la incorporación de
polímeros
Curtición orgánica con
resinas poliméricas
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Maquinaria y equipo
Máquinas de curtiduría para descarnar y rascar
Máquinas para pelar y quitar las raices de los pelos y sales de cal antes de curtir
Máquinas de curtiduría para escurrir y cepillar en húmedo
Máquinas de curtiduría para abrir venas
Máquinas apiladoras de pieles para curtiduría
Máquinas de curtiduría para curar las pieles
Máquinas de curtiduría para clasificación y medida de cuero semielaborado y cuero y pieles sin tratar
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Seguridad e higiene
Buenas prácticas para
almacenamiento y manipulación de materias primas
Buenas prácticas para
almacenamiento y manipulación de materias primas
Buenas prácticas en la prevención
de fugas y derrames
Buenas prácticas para
limpieza de equipos
Buenas prácticas para la protección
personal
Buenas prácticas
generales de proceso
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ASPECTOS E IMPACTOS AMBIENTALES DE LA
INDUSTRIA CURTIDORA
Los terminos “aspecto” e “impacto” ambiental son definidos de la siguiente manera en la norma ISO 14000.
Un aspecto ambiental es un elemento de las actividades, productos o servicios de una organizacion que tiene o puede tener un impacto positivo o negativo sobre el medio ambiente. Un aspecto ambiental
significativo es un aspecto ambiental que tiene o puede tener un impacto significativo sobre el medio ambiente.
Un impacto ambiental es cualquier alteracion al medio ambiente que resulta, de forma parcial o total, de las actividades, productos o servicios de una organizacion. Esta alteracion puede ser negativa o
positiva y, por ende, puede beneficiar o perjudicar el medio ambiente.
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ESPECIFICACION DE PRODUCTOS Y MATERIALES
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PRODUCTOS A OBTENER • Lo que queremos recuperar el cromo (III) del Cr(OH)3
de los baños agotados por medio de una precipitación para luego emplearlos en el curtido de pieles.
• Los cueros curtidos al cromo que contienen porcentajes elevados de oxido de cromo, en estado seco pueden resistir sin alterarse temperaturas del orden de 300ºC.
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PRODUCTOS A OBTENER• El único residuo que se genera es el correspondiente a
los sólidos en suspensión, compuestos básicamente por restos filamentosos de piel en una cantidad entre 100 a 500 g por m3 de baño tratado.
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MATERIAS PRIMAS• Agua: Es el recurso mas abundante del planeta.Es
una materia prima debido al gran consumo en el proceso y en la Dilución del baño con agua potable hasta alcanzar la concentración deseada de Cr2O3.
• Cr2O3: A partir del oxido de cromo(III) se realiza la precipitación para obtener
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MATERIAS PRIMAS• PIELES:
• Es la materia prima del curtido por que después de la recuperación del cromo se aplicara sobre esta para hacer una piel mas resistente y con varias propiedades como elasticidad, etc. Para luego usarlas en la producción de maletas, etc.
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INSUMOS REQUERIDOS PARA EL PROCESO DE RECUPERACIÓN DE CROMO
Ítem Función Características
Agua Diluir la solución a tratar, prepara soluciones de hidróxido de sodio y ácido sulfúrico
Agua potable 2 m3
NaOH Precipitar el cromo De grado industrial
H2SO4 Redisolver el precipitado de cromo De grado industrial
Baño agotado Recuperar su contenido de cromo Concentración de cromo como Cr2O3 entre 3 y 5 gL-1
Vapor de agua Calentar la solución a precipitar Temperatura entre 100 a 120ºC
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SERVICIOS A EMPLEARSERVICIOS BÁSICOS
• Los servicios básicos requeridos son:
• 1) Agua potable para la dilución del baño; y
• 2) Vapor de agua para el calentamiento en el proceso de precipitación.
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SERVICIOS A EMPLEARSERVICIOS AUXILIARES
• Corresponde al kit analítico para la determinación de cromo en los baños agotados.
• Asimismo se requiere equipo de seguridad: guantes de goma, lentes de seguridad, mascara, overol y botas de seguridad.
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VARIABLES A EVALUAR ph
Temperatura
concentracion
Fcator de tiempo
SISTEMA DE CALIDAD
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PRECIPITACIÓN CON Ca(OH)2
PRECIPITACIÓN CON NaOH -
UREA
ENSAYOS DE PRECIPITACIÓN CON NaOH
ENSAYOS DE REDISOLUCIÓN DE PRECIPITADOS DE
CROMO
RECUPERACIÓN CON RESINA
CATIÓNICA
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IMÁGENES DEL PROCESO A EVALUAR
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PRODUCTOS OBTENIDOS
CARACTERIZACIÓN DE LOS PRODUCTOS
Para tener una mejor caracterización de los baños agotados de curticion se pueden realizar la evaluación de parámetros como ser DBO, DQO, Sólidos suspendidos, etc., antes (baño agotado) y después (baño recuperado) de someterlos al proceso de recuperación.
Por tanto el cromo redisuelto listo para utilizar en la etapa de curtido tiene en promedio las siguientes características:
pH 2,74
Cr2O3 / g L-1 6,5 a 10
Las pieles curtidas con este producto presentan características similares a las pieles curtidas con sólo sales de cromo.
Asimismo, la solución sobrenadante (filtrado) obtenida en la precipitación tiene las siguientes características principales:
pH 8
Cr2 O3 / g L-1 0,5 a 0,7 mgL-1 Color Incoloro
Esta solución cumple condiciones para ser utilizada en las etapas de pelambre y lavado.
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CARACTERIZACIÓN DE LOS RESIDUOS
El único residuo que se genera es el correspondiente a los sólidos en suspensión, compuestos
básicamente por restos filamentosos de piel en una cantidad entre 100 a 500 g por m 3 de baño
tratado.
REPRODUCIBILIDAD DE RESULTADOS
El aspecto del precipitado para soluciones con contenidos de Cr es prácticamente el mismo, presentando aspecto esponjoso; El contenido de cromo en los filtrados permanece en un rango constante de 0,1 a 0,5 mgL-1 de Cr(III);
De igual forma, el contenido de cromo en los precipitados obtenidos permanecen dentro del rango de 23 a 25% como Cr2O3
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SEGURIDAD E HIGIENE
• Guantes de goma para la manipulación de ácido sulfúrico e hidróxido de sodio;
• Lentes de seguridad para la protección de ojos para evitar salpicaduras en el momento de preparación de soluciones, precipitación del cromo y redisolución del mismo;
• Máscara para evitar inhalar gases que podrían desprenderse en el momento de la redisolución del precipitado de cromo y la preparación de soluciones;
• Overol para la protección del cuerpo de salpicaduras y otros
• Botas de seguridad de goma.
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CONTROL DEL PROCESO
CONDICIONES DE OPERACIÓN
Las condiciones determinantes para la recuperación de cromo por recitación son:
• Previo al inicio del proceso de precipitación, para realizar la dilución del baño así como también calcular la cantidad de H2SO4 requerido para la redisolución del precipitado, es indispensable determinar la concentración de Cr2O3 en los baños a ensayar.
• El valor del pH en el momento de la precipitación por adición de NaOH nunca debe sobrepasar un valor de 10.
• Para garantizar la pureza del precipitado, así como para disminuir los tiempos de precipitación y decantación, es indispensable contar con un sistema de calentamiento para alcanzar los 80 ºC requeridos en la precipitación
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DISTRIBUCIÓN DE PLANTA
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IMPACTO AMBIENTAL
• El proceso de curtido produce cantidades significativas de polvo y sulfuro de hidrógeno. Las otras emisiones gaseosas provienen de la separación del amoníaco y de las calderas. Además, el proceso genera desperdicios sólidos en forma de carne, polvo arenoso, recortes de las pieles, lodos, grasas, etc., que se rescatan, normalmente, para vender a las plantas de recuperación de grasa. Se vende el pelo, como subproducto.
• La dermatitis constituye el peligro principal para la salud, aparte de los accidentes, y es causada por el contacto con los químicos y las pieles. Los otros riesgos para la salud ocurren a raíz de la exposición al polvo, los químicos tóxicos y el Carbunco
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CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
• La fiabilidad económica de la planta de cromo depende al tamaño de la curtiembre
• Curtiembres de alta producción ahorro a largo tiempo
• Pequeñas curtiembres curtido de alto rendimiento
• Recuperar el cromo puede crear una solución de ganar – ganar con ahorros de productos
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