bauxita
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Bauxita:Roca Arcillosa de color entre blanco y rojizo dependiendo de la cantidad de oxido que contenga.Esta Compuesta por:
Oxido de Aluminio (Al2 O3). Sílice (SiO2). Oxido de Hierro (Fe3 O3).
Ubicación:La explotación de los yacimientos del mineral de bauxita se lleva a cabo en la zona de:Los Pijiguaos, correspondiente al municipio Cedeño del Estado Bolívar500 kilómetros al sur de Caracas ,520 kilómetros al oeste de ciudad Guayana.
La industria emplea el proceso Bayer para producir alúmina a partir de la bauxita.
Proceso Bayer:Es el principal método industrial para producir alúmina a partir de bauxita. Patentado por el austriaco Karl Bayer en 1889 y basado en la disolución de la bauxita con hidróxido sódico, este proceso se fue imponiendo hasta convertirse, a partir de los años 1960, en la única fuente industrial de alúmina y por tanto de aluminio en el mundo.
La bauxita es la mena de aluminio más importante pero sólo contiene entre un 30 y un 54% de aluminio (expresado como Al2O3), siendo el resto una mezcla de sílice, óxidos de hierro y dióxido de titanio. El aluminio de la bauxita se encuentra normalmente formando hidróxidos, Al(OH)3, o mezclas de hidróxidos y óxidos, (AlO(OH)2).
En el proceso Bayer, primero se tritura la bauxita y luego se lava con una solución caliente de hidróxido sódico (sosa), NaOH. La sosa disuelve los minerales de aluminio pero no los otros componentes de la bauxita, que permanecen sólidos. Las reacciones químicas que ocurren en esta etapa, llamada "digestión" son las siguientes: Al(OH)3 + OH- + Na* → Al(OH)4
- + Na*
AlO(OH)2 + OH- + H2O + Na* → Al(OH)4- + Na*
La temperatura de la digestión se escoge en función de la composición de la bauxita. Para disolver el hidróxido de aluminio basta una temperatura de 140ºC pero para la mezcla de hidróxido y óxido hacer falta subir hasta unos 240ºC.
A continuación se retiran de la solución los sólidos no disueltos, principalmente en un decantador seguido de unos filtros para eliminar los últimos restos. Los sólidos recogidos en el decantador, llamados "lodo rojo", se tratan para recuperar la sosa no reaccionada, que se recicla al proceso.
La solución de Al(OH)4-, ya libre de impurezas, se precipita de forma controlada para
formar hidróxido de aluminio puro. Para favorecer la cristalización se opera a baja temperatura y se "siembra" la solución con partículas de hidróxido de aluminio:
Al(OH)4- + Na* → Al(OH)3 + OH- + Na*
La solución de sosa libre de aluminio se concentra en unos evaporadores y se recicla al comienzo del proceso.
Por último, el hidróxido se calienta a unos 1050°C, en una operación llamada "calcinación", para convertirlo en alúmina, liberando vapor de agua al mismo tiempo:
2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O
La alúmina obtenida se utiliza principalmente para producir aluminio mediante electrólisis.
Alúmina:Es el oxido de aluminio (Al2O3). Junto con la sílice, es el ingrediente más importante en la constitución de las arcillas y los barnices, impartiéndoles resistencia y aumentando su temperatura de maduración.
El oxido de aluminio existe en la naturaleza en forma de corindón, y de esmeril. Ciertas piedras preciosas, como el rubí, el zafiro, son formas de alúmina coloreadas por indicios de óxidos de metales pesados; se pueden fabricar piedras artificiales por fusión en la llama oxhídrica. La alúmina Al2O3 se halla también en forma de óxidos hidratados que son los componentes de la Bauxita y de la laterita (esta consta principalmente de hidróxidos aluminico y férrico, sílice y menores proporciones de otros óxidos).
El oxido de aluminio fundido y vuelto a cristalizar es idéntico en sus propiedades químicas y físicas al corindón natural. Solo le superan en dureza al diamante y algunas sustancias sintéticas, concretamente el carborundo o carburo de silicio. Tanto el corindón natural impuro (esmeril), como el corindón artificial puro (alundo) se utilizan como abrasivos. A temperatura ordinaria, el oxido de aluminio es insoluble en todos los reactivos químicos comunes.
Obtención de la alúmina:El proceso de extracción, almacenamiento, carga y transporte de la bauxita se desarrolla en tres áreas básicas:
MINAÁrea de Homogeneización (Pie de Cerro) Área de Almacenamiento y Embarque (El Jobal).
Explotación por Métodos ConvencionalesTriturado del MineralTrasferido a la Correa Transportadora
El mineral es transferido por ferrocarril desde el área de homogeneización hasta el puerto El Jobal. Transporte FLUVIAL: RIO ORINOCOConvoyes o grupos de 12, 16, 20 y 25 gabarras
La alúmina es materia prima base para obtención del aluminio y Está formada por óxido de aluminio (AL203).
Tipos de alúmina:
Alúmina activada o adsorbente : La alúmina activada es una forma porosa y adsorbente que se produce calentando los
hidratos a temperatura superficie para expulsar la mayor parte del agua combinada. Es necesario regular el calentamiento, pues si la temperatura es demasiado alta no se obtiene la extensión máxima de superficie. La sustancia comercial viene en granos gruesos, en terrones, bolas y tabletas de diversos tamaños.
Una de las aplicaciones más importantes que tienen estas sustancias es la desencadenación de gases y líquidos. La alúmina activada tiene la propiedad de secar el aire hasta dejarle muy poca humedad. Los experimentos efectuados por el National Bureau of Standards indican la potencia de diversas desecantes.
La alúmina activada es un material con buenas propiedades de adsorción de fluoruros
del agua y constituyen el material adsorbente mas usado para este fin.
Los tipos muy adsorbentes o alúminas activadas se expanden en forma granular y de tabletas de tamaño apropiado para lechos catalizadores fijos. La magnitud de su superficie depende del método de preparación y del grado de activación. Las formas comerciales tienen entre 100 y 400m2 de área por gramo. La mayoría de los tipos contienen carbonato sódico como impureza, pero en algunas variedades solo llega al 0.1% o menos. Algunas alúminas activadas tienen resistencia excepcional al calor y conservan su área a 800°C.
Se emplean las alúminas activadas en reacciones de deshidratación, como la
conversión de alcohol etílico en etileno, y en otras reacciones en que el agua es el reactante o el producto.
Esta clase de alúmina tiene actividad para muchas otras reacciones; por ejemplo: la
descomposición pirogenada (cracking), isomerización, deshidrogenación, desfluoración y desulfuración. Son tan estrictos los requisitos de un catalizador eficaz, que rara ves se ajusta a ellos un solo compuesto, y muchos catalizadores comerciales son mezclas de 2 o mas sustancias; la alúmina activada es una sustancia útil que entra en muchas de esas composiciones. Se suele emplear para conseguir gran área, más estabilidad, forma física más conveniente y bajo costo.
Los óxidos de molibdeno, cromo y vanadio que impregnan la alúmina activada son
buenos catalizadores de la deshidrogenacion, como en la conversión de butano en butadieno, así como la deshidrogenación ciclizante, fuente de tolueno y otros hidrocarburos aromáticos. Los metales de actividad catalítica, como el níquel, el Hierro, cobalto y platino, se emplean con soporte de alúmina con el fin de elevar su potencia de hidrogenación y de síntesis.
Desafortunadamente la alúmina activada no se produce en el país y su adquisición resulta prohibitiva para algunas aplicaciones como las de salud pública.
Alfa Alúmina (α, corindón) :La alúmina se usa principalmente para la obtención de aluminio metálico, para lo cual debe de ajustarse a ciertas normas de pureza, con propiedades físicas adecuadas para la reducción electrolítica. A cause de la gran proporción de alúmina que contiene la bauxita, y de que se puede refinar económicamente, esta es la principal sustancia comercial de que se obtiene esta alúmina. El proceso Bayer, generalmente se emplea para la refinación de la Bauxita. Se produce α-Alúmina sin otras fases cristalinas cuando por varias horas se calienta cualquiera de las alúminas hidratadas puras o γ-Alúmina a 1250°C o mas.
Esta variedad de alúmina tiene multitud de aplicaciones en la industria y se producen diversas calidades conforme la necesidad. Uno de los caracteres notables de la α-Alúmina es su dureza, 9 de la escala de Mohs; por consiguiente, puede servir bien como abrasivo.
Entre otras aplicaciones de la α-Alúmina son de mencionar su empleo para lechos en el tratamiento de aceros especiales de aleación, como fundente en la fusión de aceros especiales, componente de vidrios de poca dilatación térmica y de vidriados para porcelana y como materia prima para la fabricación de porcelanas dentales. Con poca proporción de carbonato sódico se usa como material refractario para aisladores eléctricos, en los que conviene que no halla carbonato.
Alúmina tabular :La alúmina tabular es una variedad porosa de poca área, que conserva su porosidad a temperaturas comprendidas en el intervalo de fusión de la alúmina. En vista de su gran estabilidad, se recomienda como portador de agentes activos en reacciones en que no es necesaria gran superficie. Las reacciones de oxidación son de esta índole; por ejemplo: se puede convertir naftaleno en anhídrido ftálico sobre alúmina o algún catalizador con soporte de alúmina.
La alúmina tabular se obtiene en variedades con menos de 0.05% de carbonato sódico. La gran pureza y estabilidad de esta clase de alúmina la hace adecuada como material inerte para intercambio de calor o reserva de calor a reservas catalizadas. Bolas de alúmina tabular calentadas a alta temperatura por combustión superficial se usan en el cracking térmico de gases de hidrocarburos para la obtención de olefinas.La alúmina tabular se prepara calentando alúmina calcinada por el proceso Bayer, a temperatura no mucho menor del punto de fusión, y tiene la forma cristalina del corindón. Se obtiene en tamaños que varían desde terrones de unos 25mm hasta polvo pasado por el tamiz numero 300. Por razón de su punto de fusión relativamente alto, de su poca contracción y su inercia química, esta alúmina es conveniente como materia refractaria para altas temperaturas. Tiene mucha aplicación en la fabricación de ladrillos de alta calidad y formas para hornos de fusión de metales, tanques de vidrio, boquillas de quemadores y usos similares en rudas condiciones de servicio. La alúmina tabular es un material
Excelente para cuerpos de aisladores eléctricos para la industria del radio y para cuerpos de aisladores de bujías de encendido para aeroplanos y automóviles.
Se usan también como portador de catalizadores cuando es indispensable la estabilidad a altas temperaturas. Aunque se emplea alúmina refinada para cuerpos refractarios, se hacen ladrillos refractarios y otras formas de alúmina menos pura.
Beta Alumina (β) :Hay referencias de una forma llamada β-Alumina, pero Ridgway y sus colaboradores observaron que esta alúmina solo se forma en presencia de un álcali; por consiguiente, es esencialmente un aluminato cuya composición aproximada es Na2O.11Al2O3 o Na2.O12Al2O3.
Gama Alúmina (γ) :Cuando se calienta a temperatura suficientemente alta los trihidratos de alumina o el alfa-monohidrato, pierden su agua combinada, y a 900°C. Se forma una nueva variedad cristalina de alumina llamada γ-Alumina. Calentando la alumina a mas de 1000°C., se convierte en α-Alumina.
En consecuencia la γ-Alumina es una forma cristalina intermedia del oxido. La formación de la γ-Alumina en la descomposición de un hidrato es progresiva, y la imagen de difracción de los rayos X cambia en complejidad y precisión de líneas al aumentarse la temperatura de calentamiento.
En la literatura se mencionan las aluminas gamma, gamma´ y algunas otras variedades de gamma o aluminas afines. La creciente perfección de la estructura cristalina de la γ-Alumina por la acción del calor, tiene relación intima con el crecimiento de los cristalinos. En determinadas condiciones de formación, particularmente con tensión de más de 100V, el recubrimiento anódico formado sobre el aluminio contiene γ-Alumina, según indican las imágenes de refracción de rayos X.
Alúminas hidratadas : Los precipitados que se forman cuando se tratan soluciones de sales de aluminio con iones hidroxilos contienen proporción variable de agua y se pueden representar con la formula AL2O3Xh2o. Ello no obstante, hay varias aluminas hidratadas que dan imágenes de rayos x bien definidas; son los monohidratos alfa y beta y los trihidratos alfa y beta, según la terminología introducida por Edwards.
Esta sustancia se conoce también en la literatura con el nombre de hidróxidos de aluminio. En este caso se suele asignar al trihidrato, la formula al(OH)3; el monohidrato se denomina también hidroxioxido con la formula alo(OH). En la industria, se dan al trihidrato de alumina las denominaciones “Hidrato de Aluminio” y “Trihidrato de Aluminio” que no son correctas.
El monohidrato de alfa alumina es un componente de muchas bauxitas, de las que son representaciones típicas las bauxitas francesas.
Se forma rápidamente calentando el alfa trihidrato en solución acuosa diluida de álcali a temperatura de unos 200°C. El monohidrato preparado de esta manera tiene de ordinario cristales sumamente finos, da al tacto sensación parecida a la del talco y embadurna el vidrio. Su densidad aparente es muy baja, hasta de 80 gramos /dm3.
La conversión de alfa trihidrato en alfa monohidrato se efectúa lentamente calentando y dejando envejecer suspensiones de los trihidratos en álcali diluida a temperaturas algo menores a los 100°C. Por lo general, se forma algo de monohidrato cuando se expulsa el agua combinada del trihidrato por calentamiento en aire a temperaturas de 300 a 400Cuando se calienta el alfa monohidrato a unos 450°C pierde rápidamente el agua combinada y por lo común se observa una detención térmica a esa temperatura en la curva de calentamiento.
El monohidrato se disuelve con menos facilidad en acido y álcali que el trihidrato. El monohidrato de beta alumina se halla en la naturaleza en forma de mineral diásporo, que suele estar contaminado con arcilla y otros minerales y es difícil de obtener en forma pura. Según Laubengayer y Weisz, el diásporo se forma lentamente calentando gama alumina o alfa monohidrato en agua a presión, a unos 400°C, en presencia de cristales de diásporo que sirven de núcleo. El beta monohidrato es menos soluble que la forma alfa y se convierte en alfa alumina por calcinación.
El trihidrato de alfa alumina es el trihidrato cristalino que se produce en el proceso Bayer mediante siembra de núcleos y enfriamiento de la solución de aluminato sódico obtenido por digestión de la bauxita. Se halla en la naturaleza en forma del mineral gibbsita y es el principal componente de una variedad de bauxita.
El alfa trihidrato empieza a perder agua al pasar de unos 150°C; la perdida es rápida hacia 300°C y por lo general se observa una detención térmica a esta temperatura en la curva de temperatura y tiempo.
El alfa trihidrato se usa mucho para producir compuestos de aluminio, como el sulfato aluminico sin hierro, el aluminato sódico, el sulfato aluminico básico, el cloruro y el fosfato, puesto que reacciona fácilmente con ácidos inorgánicos y álcalis fuertes. Otras importantes aplicaciones son la fabricación de vidrio, esmaltes vítreos, esmaltes de cerámica, artículos de cerámica y vidriados para porcelana. Añadiendo este hidrato al vidrio, aumenta la resistencia mecánica de esta y su resistencia al choque térmico, y el vidrio se hace más resistente a la desvitrificación, a los agentes atmosféricos y al ataque de líquidos.
Este trihidrato es buena materia prima para la preparación de alumina activada. En la precipitación del hidrato por medio del proceso Bayer, los tanques quedan revestidos de una capa gruesa y dura del trihidrato. Este material machacado para convertirlo en terrones y granos y calentado para expulsar el agua combinada, es un magnifico adsorbente y portador de catalizadores.
El trihidrato de beta alumina se puede preparar neutralizando una solución de aluminato sódico con dióxido de carbono a temperatura de 20 a 30°C. Es indispensable para su formación la precipitación rápida. También se puede formar el beta trihidrato durante la precipitación de alumina por álcalis en soluciones de sales y aluminio.
Este compuesto es meta estable y se convierte lentamente en alfa trihidrato cuando se deja reposar en contacto con álcali. La transformación se acelera por el calor. El beta trihidrato nos se halla en la naturaleza. Algunas veces se le da el nombre de bayerita.
El beta trihidrato y las mezclas de este y el alfa trihidrato se preparan en forma de polvos livianos y sedosos formados por partículas sumamente pequeñas y de tamaño uniforme. Estas aluminas finas son buenos pigmentos reforzadores del caucho. Se usan con algunos cauchos sintéticos, particularmente con el G-RS. Sirven también para glasear el papel, como base de polvos cosméticos, como un pigmento para pinturas de caseína y como material de relleno para compuestos plásticos moldeables.
Metodos de obtención del alumina:Se realiza con la explotación del yacimiento a cielo abierto, sin voladuras. El mineral se obtiene directamente de los diferentes bloques del yacimiento con el fin de obtener la calidad requerida del mineral, con palas que arrancan y cargan la bauxita en camiones de alto tonelaje que la transportaran hasta la estación de trituración. En el sistema de trituración, la bauxita es trasladada hasta un molino, que reducirá el material a un tamaño de grano inferior a los 100mm para su fácil manejo y traslado.
PredesilicaciónConsta de 4 tanques calentadores de 1.7m3 y bombas destinados a controlar los niveles de sílice (SiO2), en el licor de proceso y la alumina. El proceso consiste en elevar la temperatura de 650m3/h de pulpa de bauxita a la temperatura de 100°C, manteniéndola durante 8 horas, al tiempo que se agita el material.
Trituración y moliendaTiene como función reducir el mineral de bauxita a un tamaño de partículas apropiado para extracción de alumina.
DesarenadoSepara los desechos insolubles de tamaño comprendidos entre .1 y .5 mm, los cuales se producen en la etapa de disolución de la alumina en el licor cáustico.
Separación y lavado de lodoEsta área tiene como función la separación de la mayor parte de los desechos indisolubles, comúnmente llamados lodos rojos, producto de la disolución de alumina en el licor cáustico y la recuperación de la mayor cantidad de soda cáustica asociada a estos desechos, empleando para ello una operación de lavado con agua en contracorriente.
Caustificación de carbonatosControla los niveles de contaminación del licor de proceso a través del carbonato de sodio (Na2 CO3). Capacidad: 600m3 de licor/hora, para la conversión de 4 toneladas de carbonato de sodio a carbonato de calcio (CaCO3) por hora, el cual se elimina el proceso.
Apagado de calTiene la función de apagar la cal viva y producir una lechada de hidróxido de calcio que se utiliza en la separación y lavado del lodo, en la caustificacion de carbonatos y la filtración de seguridad.
Filtración de seguridadSepara las trazas el lodo rojo en el licor madre saturado en alumina.
Enfriamiento por expansiónOpera la reducción de la temperatura del licor madre al valor requerido para el proceso de precipitación de alumina.
PrecipitaciónEn esta área la alumina es disuelta en el licor madre y en estado de sobresaturación es inducida a cristalizar en forma de trihidroxido de aluminio sobre una semilla del mismo compuesto.
Clasificación de hidratoClasificación por tamaño de partículas del trihidroxido de aluminio, conocido como hidrato, producto que se utiliza para calcinar semilla fina y semilla gruesa.
Filtración y calcinación de productoEn estas áreas se convierte el trihidroxido de aluminio en alumina grado metalúrgico, con máxima reducción de sodio soluble asociado al hidrato.
Filtración de semilla finalFiltración y lavada con agua caliente de la semilla fina a ser reciclada en el área de precipitación, a fin de eliminar el oxalato de sodio y otras impurezas precipitadas en ella y así garantizar el control de granulometría del hidrato.
Filtración de semilla gruesaFiltración de la semilla gruesa con el fin de reducir al máximo el reciclaje de licor agotado, con poca capacidad para precipitar el hidrato.
Empresa Venezolana Productora de alúmina.La empresa venezolana productora de alúmina CVG-Bauxilum generó un total de 168.860t de alúmina en agosto, superando el récord registrado en el mismo mes del 2001 que llegó a 166.350t, informó la empresa.
Con el fin de alcanzar las proyecciones que Bauxilum estimó para el cierre del 2003, de 1,8Mt, la empresa aprobó el Plan de Incentivo a la Productividad, destinado a seguir promoviendo los esfuerzos del personal y ofrecer reconocimientos al equipo de trabajo.
Bauxilum, filial del holding estatal venezolano de la industria pesada CVG, alcanzó para el cierre del mes de agosto 30Mt de alúmina producidas durante sus 20 años de operaciones.
USOS Y APLICACIONES DE LA ALUMINA
Alúmina como catalizador y portador de catalizadoresLa alúmina tiene usos importantes como catalizador y portador de catalizadores, y para este fin se emplean diversos tipos, según las características que se deseen.
La alúmina empleada como portador de catalizadores puede modificar notablemente la función del catalizador aunque por si misma tenga poca actividad respecto de la reacción catalizada. Es necesario escoger el tipo adecuado de alúmina para determinada aplicación. Además es preciso determinar la cantidad de agente activo que ha de sostener la alumina, considerando debidamente la actividad, estabilidad y el costo de la composición.
Alúmina como abrasivo y refractariosLa alúmina calcinada ordinaria que resulta del proceso de Bayer tiene muchos usos como abrasivos. Sus propiedades su pueden modificar variando la temperatura de calcinación y el tamaño de partícula. Ciertas calidades se emplean en el acabado de metales, particularmente de superficies duras de acero inoxidable y chapado de cromo.
La alúmina fundida de pureza ordinaria producida en horno de acero eléctrico tiene muchas aplicaciones como material abrasivo y para preparar materiales refractarios. Hay dos tipos principales de abrasivos artificiales: el carburo de silicio y el oxido de aluminio, que se complementan en los usos y, en general no compiten entre si. Por ejemplo, por su gran fragilidad, el carburo de silicio se usa para desgastar materiales de baja resistencia a la tracción, como la fundición de hierro y aluminio, y los abrasivos de alumina en virtud de su gran tenacidad, se usan sobre materiales de gran resistencia a la tracción, como el acero. Por muchos años la producción de abrasivos de alumina fundida ha sido por termino medio dos o tres veces mayor que la del carburo de silicio. La mayor parte del abrasivo artificial que se fabrica en el continente americano se hace en Canadá, y casi todo se envía en estado impuro a las plantas matrices en los Estados Unidos para su ulterior tratamiento.
Para ciertas operaciones de esmerilado, en particular las que requieren corte en frió, se necesita alúmina fundida especial, algo mas pura y quebradiza que la ordinaria. El titanio, que da tenacidad al producto no se puede eliminar económicamente durante la producción de la alumina fundida, y, por consiguiente, la materia usada es un polvo blanco de alumina pura producida por el proceso Bayer.
La producción de alumina fundida especial es aun mas complicada que la calidad ordinaria. Se emplea la misma clase de horno, pero se necesitan electrodos de grafito para no introducir impurezas.
Es esencialmente un proceso de fusión, en el cual se introduce rápidamente la alumina. La sobre reducción origina la formación de carburo de aluminio que produce efecto perjudicial en el material acabado; este tiene color casi blanco y multitud de diminutos poros y perforaciones formados por pequeñas cantidades de vapor procedente del álcali que se usa en la preparación de la materia prima. Se puede aumentar la porosidad añadiendo a la carga carbonato sódico. El análisis del producto da mas de 99% de oxido de aluminio. El consumo de energía es 50 a 60% del consumo para la calidad ordinaria, y el rendimiento es grande.
También se ha usado corindón natural puro como materia prima para este proceso, pero dado que contiene más impurezas que la alumina obtenida por el proceso de Bayer, la operación es intermedia entre la ordinaria y la especial arriba Escrita. Se emplean virutas de hierro y cocque con adiciones para contrarrestar la sobre reducción y la formación de carburo de aluminio.Un proceso reciente de reducción con carbono comienza con bauxita y emplea adiciones de sulfuro de hierro y cal para formar la mezcla fundida. Esta, además de alumina, contiene sulfuros de aluminio, hierro, calcio y magnesio que obran como disolventes de la alumina y de impurezas indeseables. Mediante el enfriamiento debidamente regulado
de la mezcla fundida se separa la alumina en cristales de gran pureza, que crecen hasta adquirir tamaños diversos en el intervalo de los tamices 10 y 200. Estos cristales están incluidos en una matriz que contiene sulfuro y se descompone por la acción del vapor o el agua.
Los cristales de alumina en forma de granos son separados, lavados con acido, secados, tamizados, y entonces ya se pueden usar. Estos cristales sin poros son fuertes, ásperos y aguzados. Por razón de su eficiencia abrasiva mayor que la del grano que se produce triturando lingotes de alumina fundida, el material es particularmente eficaz para las ruedas que sirven para esmerilar aceros de gran resistencia.
Óxido de Aluminio Marrón (A)Grano abrasivo robusto y poco friable. Es utilizado en operaciones de corte, desbaste y rectificación en aceros de bajo carbono, cuchillos, palancas, zapapicos, tijeras, etc. También es indicado para materiales no ferrosos como madera dura y aluminio.
Óxido de Aluminio Blanco (38A)Operaciones de precisión (terminado) y afilado de herramientas de acero rápido. Es indicado para trabajar en materiales no ferrosos como madera y cuero.
EsmerilEl Esmeril sintético es un oxido de aluminio con un bajo contenido de oxido férrico, dando como resultado un mineral de alta durabilidad y resistencia en comparación del
Esmeril tradicional. Se utiliza básicamente para pulidos manuales de materiales ferrosos y no ferrosos.
Impactos ambientales potenciales Los impactos ambientales principales de la producción de aluminio, comenzando con el procesamiento del mineral extraído, incluyen la eliminación del lodo rojo (una mezcla de arcillas y soda cáustica, altamente corrosiva), emisiones de la quema de combustibles, emisiones del proceso de electrólisis del aluminio, y corrientes de desechos líquidos y lechadas. El lodo rojo puede degradar las aguas superficiales o freáticas que lo reciben.
Las emisiones emanadas de la planta de electrólisis contienen hidro fluoruro, un gas extremadamente corrosivo y peligroso, y monóxido de carbono. El magnesio y los gases que provienen de los procesos de desgasificación, contienen cloro y deberán ser lavados. Luego, será necesario neutralizar el licor producido por esta operación.
La producción de ferro aleados genera grandes cantidades de polvo y coque fino (cisco). Los hornos eléctricos emanan grandes volúmenes de gases tóxicos, incluyendo monóxido de carbono y algunos compuestos de arsénico. Si no se presta para otros usos, la escoria deberá ser eliminada. Se puede limpiar el polvo de los gases con ciclones y filtros, y luego emplear un lavado para purificarlos más. Se puede reciclar el polvo recuperado a través de una planta de producción de pelotillas. El efluente del proceso de lavado no puede ser descargado sin tratamiento.
Los impactos ambientales de la producción de níquel dependen del proceso. La producción electrometalúrgica directa de ferro níquel producirá muchas partículas y monóxido de carbono, y pequeñas emisiones de gases azufrados. Los procesos piro metalúrgicos producen metal y emiten gases con una alta concentración de partículas y vapores tóxicos, los mismos que emanan de los calcinadores, fundiciones y convertidores, así como equipos de generación de electricidad, que, a menudo, son parte de las instalaciones de producción.
Los gases pueden contener dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, monóxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Los efluentes provienen del lavado de gases, y del enfriamiento con agua del metal y escoria del convertidor, de los hornos, de reducción, etc. Los desechos sólidos son escoria, sólidos de los pozos de enfriamiento, y lodos producidos durante el tratamiento de los desechos. Si se utiliza el proceso de carbonilo, se forma, como producto intermedio, níquel carbonilo, que es un gas muy venenoso.
Los gases de la fundición y refinación de cobre contienen dióxido de azufre y partículas. Se debe recuperar el dióxido de azufre y utilizarlo para producir ácido sulfhídrico. Los efluentes provienen de la purgación de la planta de ácido, enfriamiento por contacto y granulación de la escoria. Los efluentes de la planta de refinación contienen residuos del electrolito y de lavado de cátodo, escoria fina y lodo de ánodo.
La producción secundaria de cobre genera efluentes que provienen de la molienda de la escoria, del control de la contaminación atmosférica producida por la fundición, del
electrolito y de la granulación de la escoria. Los desechos sólidos provienen, principalmente, de los lavadores de aire, ciclones, precipitadores, escoria de los hornos, y en la producción secundaria de cobre, de la chatarra o desechos producidos durante el pretratamiento.
Los contaminantes atmosféricos que emite el procesamiento de plomo son: partículas, dióxido de azufre, arsénico, antimonio, y cadmio procedentes de la planta de calcinación. Hay que recuperar, en la planta de ácido sulfhídrico, la corriente muy concentrada de dióxido de azufre que sale del horno alto. Las partículas que tengan una elevada concentración de plomo deben ser removidas en los filtros o lavadores.
Los efluentes, que pueden contener metales tóxicos, provienen de los lavadores de la planta de calcinación, purgación de la planta de ácido, y otros lavadores que existen en la planta. Otra fuente de efluentes es la granulación de la escoria. Estos contienen plomo, cinc, cobre y cadmio. Los desechos sólidos vienen de los ciclones, filtros, etc., y, en general, pueden ser reutilizados en la planta.
Las plantas secundarias de plomo producen efluentes que contienen ácido proveniente de los lavadores de baterías rotos, y los baños del sistema de control de la contaminación atmosférica. El ácido de batería contiene los siguientes contaminantes: plomo, antimonio, cadmio, arsénico y cinc; no debe ser mezclado con los otros desechos, ni descargado.
Las emisiones del proceso piro metalúrgico de cinc contienen dióxido de azufre, arsénico, plomo y cadmio. Se recupera el dióxido de azufre mediante la producción de ácido sulfúrico. Un componente importante de los gases del horno de reducción es monóxido de carbono. Los vapores de cinc no condensados se lavan y se devuelven al proceso de refinación. El proceso electrometalúrgico de cinc produce las mismas emisiones atmosféricas, con la adición ocasional de mercurio (que se elimina con un. lavador). Los efluentes de los lavadores, purgación de la planta de ácido, y unidades de lixiviación, pueden contener los mismos elementos que las emisiones atmosféricas.
Los desechos sólidos contienen cantidades importantes de otros metales, y, normalmente, se venden a otros procesadores. El cadmio, sin embargo, es una excepción; se efectúa su recuperación casi siempre en el sitio donde se produce el cine. Temas Especiales
Emisiones atmosféricas
La producción de aluminio de alúmina, mediante electrólisis, causa emisiones atmosféricas de fluoro; éstas contienen gases que pueden ser muy perjudiciales para el medio ambiente y la salud humana. Estas emisiones requieren monitoreo cuidadoso. Normalmente, se lavan en seco con polvo de alúmina, y esto elimina la mayor parte del fluoro. El resto tiene que ser removido con un lavado húmedo y alcalino.
Pueden haber substanciales emisiones de partículas durante la producción de ferro cromo y ferro manganeso. Sin embargo, pueden ser reducidas al mínimo, durante la fase de diseño, dependiendo de la selección del horno (abierto, semiabierto, o cerrado) y
mediante la instalación de un equipo de formación de pelotillas, que devuelve el polvo al proceso.
En la mayoría de las plantas se recupera el gas de dióxido de azufre producido durante la calcinación de los minerales azufrados; éste se limpia y se utiliza como materia prima para la producción de ácido sulfúrico. El proceso empleado para limpiarlo produce efluentes con arsénico, selenio y sales metálicos tóxicos, que no pueden ser vertidos a los ríos, sino que requieren tratamiento para eliminar estos elementos.
Efluentes
En general, los efluentes no deben causar problemas especiales si se manejan y se monitorean adecuadamente. Hay que permitir que las partículas se asienten y luego eliminarlas, y, tanto como sea posible, se debe recircular el agua por el proceso, luego de tratarla, si es necesario. No se debe permitir que se descargue agua cuya concentración de iones metálicos (sales) de los procesos de cobre, cromo, manganeso, níquel, cinc y plomo, sea mayor que lo indicado, por ejemplo en el Environmental Guidelines del Banco Mundial, u otras normativas equivalentes.
El ácido gastado que se haya utilizado para lixiviación u otro tratamiento no ha de ser vertido a ninguna extensión de agua natural, sino que debe ser neutralizado o reprocesado. Si se lo neutraliza, puede ser descargado únicamente si la concentración de metales v otros componentes nocivos es inferior a los límites oficiales permitidos.
Desechos sólidos En la producción de aluminio se produce una gran cantidad de lodo rojo que tiene que ser eliminado. Este material no puede ser descargado en los ríos, sino que tienen que ser almacenado en tierra de tal manera que el escurrimiento o el lixiviado no puedan contaminar los ríos o agua freática. En general, el método más recomendado y el que se emplea con más frecuencia en los proyectos, consiste en represar el material dentro de una área forrada y con diques. El agua de las piscinas de asentamiento y las áreas represadas puede ser devuelta al proceso luego de tratamiento. Eventualmente, es deseable implementar estabilización y reforestación alrededor de estos depósitos.
Los desechos sólidos provenientes de la producción de la mayoría de los otros metales no ferrosos contienen materiales reutilizables, y se debe considerar reciclaje, al diseñar las medidas que se emplearán para eliminarlos. Si no se venden para reprocesamiento, los lodos deberán almacenarse bajo condiciones controladas, para impedir que se filtren los líquidos lixiviados hacia las aguas freáticas, o que se produzca escurrimiento hace los recursos hídricos superficiales. Constituye un problema serio el lodo de las plantas de plomo, porque puede contener fuertes concentraciones de metales tóxicos.
Reducción de los desechos Los proyectos deben implementar el reciclaje del agua de proceso. Frecuentemente, se pueden vender los desechos sólidos a otros procesadores para que se recuperen los materiales útiles, o si son inofensivos, pueden ser utilizados para otros propósitos, bajo condiciones estrictamente controladas (como el uso del lodo rojo para rellenos en la orilla del mar). Sin embargo, si los desechos sólidos van de ser vendidos o transferidos a
contratistas, sea para mayor procesamiento, o para rellenos, el proyecto debe especificar condiciones estrictamente controladas.
Seguridad al manejar los metales calientes En todas las operaciones con metales fundidos, existe el peligro de explosión a causa del contacto con el agua. No se entiende muy bien el mecanismo de esta explosión. Se puede inundar el metal con agua, por ejemplo, al granular el metal, sin peligro; sin embargo, una pequeña cantidad de agua que cae encima del metal fundido puede ser mortal.
[editar] Alternativas del proyecto
Existen muchas alternativas para la planificación y ejecución de los proyectos, pero las tecnologías y materias primas disponibles limitan los tipos de fábricas de metales no ferrosos que sean apropiadas para el proyecto.
[editar] Selección del sitio
Los temas generales que deben ser tomados en cuenta al seleccionar el sitio para una planta industrial se analizan en el capítulo: "Ubicación de Plantas y Desarrollo de Parques Industriales." La naturaleza de la producción de los metales no ferrosos es tal, que los impactos sobre la calidad del agua y la tierra, debido a la eliminación de desechos sólidos, merece especial atención durante la evaluación de los sitios alternativos. Las aguas de recepción que sean de inferior calidad o insuficiente caudal y que no pueden aceptar ni los efluentes buen tratados, son inapropiadas.
Si la extracción minera y la producción se realizan en el mismo sitio, o muy cerca la una a la otra, se debe evaluar el impacto total de las dos operaciones sobre el medio ambiente. El resultado puede ser positivo si los sitios antiguos de extracción minera pueden ser utilizados para depositar los desechos sólidos, bajo condiciones estrictamente controladas.
[editar] Proceso de fabricación
Los procesos de producción de los metales no ferrosos varían según los metales a producirse, y de acuerdo con las materias primas que se utilicen. No es una consideración frecuente en los proyectos específicos, pero cabe señalar que, en general, hay que tomar en cuenta todas las posibilidades que existen en el país para reciclar chatarra, antes de desarrollar las instalaciones necesarias para extraer el metal virgen. Esto será beneficioso, desde el punto de vista ambiental, y también puede ahorrar para el país el alto costo de la energía consumida en la producción y extracción minera.
Para la producción de aluminio, es importante asegurarse que los últimos acontecimientos tecnológicos haya sido tomados en cuenta, porque pueden tener un efecto beneficioso para el manejo de los desechos; por ejemplo, el uso de camas fluidizadas para recuperar el calor residual de los hornos de fundición de aluminio.
A menudo, existen dos diferentes procesos para producir de níquel, cobre y zinc de los minerales azufrados: el piro metalúrgico, y el hidro metalúrgico. La selección del proceso depende de muchos factores, incluyendo las propiedades inherentes del mineral, y los factores no metalúrgicos, como la ubicación geográfica, disponibilidad de agua y energía eléctrica, y requerimientos del mercado. La ventaja de la hidro metalúrgica es que se presta para los minerales más pobres o complejos. Esto es importante, porque se están agotando las existencias mundiales de los minerales ricos. A menudo, este proceso sirve para depósitos de mineral reducidos, empleando plantas de procesamiento relativamente pequeñas. Sin embargo, no necesariamente es defendible declarar que el proceso hidro metalúrgico es mejor que el piro metalúrgico, por razones ambientales: la situación no es tan clara y deberá ser evaluada, separadamente, para cada proyecto.
[editar] Control de la contaminación atmosférica
Es obligatorio controlar la contaminación atmosférica en los proyectos. Las alternativas que deben ser evaluadas son:
o diseño del proceso y selección de los equipos, precipitadores
electroestáticos, gas de escape (húmedo o seco)o precipitadores electrostáticoso lavadores de gas de escape (húmedo o seco)o ciclones de alta eficienciao filtros de bolsao Separación de dióxido de azufre y utilización para producir ácido
sulfúricoo Separación de monóxido de carbono y utilización para producir calor
[editar] Control de la calidad del agua
Las alternativas para controlar la contaminac1ón del agua son:
reutilización de las aguas servidas evaporación solar precipitación floculación, sedimentación, clarificación y filtración intercambio iónico, filtración de membrana, osmosis inversa neutralización (control activo del pH) tratamiento biológico, si es necesario