ES2318057T3 - Procedimiento de inertaje de residuos minerales. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de inertaje de residuos minerales que comprenden residuos de trituración de automóviles, según el cual los residuos son hechos inertes por medio de ácido fosfórico, caracterizado porque a los residuos minerales se les adiciona agua para formar una pasta, la pasta se mezcla con ácido fosfórico y la mezcla resultante se somete a una calcinación.

Description

Procedimiento de inertaje de residuos minerales.
La presente invención está relacionada con un procedimiento de inertaje de residuos minerales. Más específicamente, está relacionada con un procedimiento de inertaje de residuos de trituración de automóviles.
Se entiende por inertaje, un tratamiento que al final del mismo las sustancias tóxicas contenidas son inmovilizadas y no representan riesgo alguno de contaminación ambiental.
Las cantidades en constante aumento de vehículos automóviles en desuso (V.H.U.) ocasionan serios problemas para la eliminación de los residuos resultantes.
Las legislaciones nacionales imponen importantes tasas de recuperación y reciclaje de materias constitutivas de los vehículos automóviles. A fin de satisfacer dichas exigencias, se lleva a cabo la trituración de los automóviles, a fin de permitir la separación y la recuperación de los metales, principalmente los ferrosos. Los residuos que subsisten tras esta recuperación, comúnmente llamados Residuos de Trituración de Automóviles ("RBA") aún representan sin embargo aproximadamente un 25% del peso del vehículo original. Estos residuos comprenden sustancias orgánicas, con frecuencia tóxicas, y metales pesados. Estas sustancias tóxicas son susceptibles de contaminar el medio ambiente, en particular por lixiviación, si no son lo suficientemente inmovilizadas en el residuo.
Existen diferentes pruebas normalizadas que cada residuo debe satisfacer con vistas a su valoración o inclusive su puesta en descarga.
Los residuos de descarga de automóviles generalmente no satisfacen estas pruebas. En particular, las cantidades de cromo "VI" y de plomo detectables en los lixiviados sobrepasan en alto grado las normas impuestas. Estos residuos deben entonces recibir un tratamiento previo de inertaje.
Un procedimiento conocido para hacer inertes los residuos de trituración de automóviles consiste en someterlos a un tratamiento térmico de vitrificación efectuado a una alta temperatura, del orden de 1300ºC.
No obstante, este procedimiento conocido tiene la desventaja de provocar la volatilización de una parte importante de los metales pesados contenidos en el residuo tratado. En este momento, es necesario depurar los vapores liberados en dicho tratamiento.
Por otra parte, las temperaturas elevadas utilizadas en este tratamiento conocido implican un consumo importante de energía.
El documento WO 92/16262 describe un proceso de inertaje del plomo presente en los residuos sólidos secos en forma de partículas, según el cual se pone en contacto ácido fosfórico con los residuos secos sólidos. Al parecer, con este procedimiento los residuos no se quedan lo suficientemente inertes.
La invención se propone remediar los anteriores inconvenientes al mostrar un procedimiento simple y económico de inertaje de residuos de trituración de automóviles que los haga inofensivos a fin de permitir su valorización o puesta en descarga.
Como consecuencia, la invención está relacionada con un procedimiento de inertaje de residuos minerales que comprende residuos de trituración de automóviles, según el cual se les adiciona agua a los residuos minerales de forma tal que se cree una pasta, la pasta es mezclada con ácido fosfórico y la mezcla resultante es sometida a una calcinación.
Según la invención, los residuos minerales comprenden residuos de trituración de automóviles. En general comprenden más de 35% en peso. Con frecuencia, comprenden más de 50%. Asimismo, pueden comprender residuos de electrodomésticos tales como los refrigeradores, cocinas, igualmente triturados. En conclusión, los residuos minerales pueden comprender residuos que provienen de diversas fuentes, por ejemplo obtenidos de la trituración de inmuebles.
Los residuos minerales sometidos al tratamiento según la invención están compuestos de fragmentos, de granulometría en general inferior a 5 mm. Sin embargo, algunos fragmentos de tipo fibroso tienen una longitud que alcanza a veces los 10 mm. La granulometría media está por debajo de 5 mm.
En un modo de ejecución ventajoso del procedimiento según la invención, los residuos minerales son triturados de forma tal que su granulometría media es inferior a 2 mm, preferiblemente comprendida entre 0,5 y 1,5 mm.
Los fragmentos son muy heterogéneos: fragmentos metálicos, fragmentos de cristal, de plástico, de madera, textiles,..., todo inmerso en una masa indistinta que contiene hidrocarburos. El contenido de hidrocarburos de los residuos minerales se encuentra comprendido con más frecuencia entre 10 y 20% en peso. La densidad aparente del residuo es ordinariamente inferior a 1. El contenido de agua del residuo, evaluada por volumetría de Karl Fischer, está comprendido generalmente entre 3 y 5%.
Los residuos minerales sometidos al inertaje según la invención contienen poco carbonato de calcio. Este contenido es generalmente inferior a 6% en peso.
Frecuentemente, el contenido de carbonato de calcio de los residuos minerales es inferior a 4%. Se prefiere, no obstante, que sobrepase el 1%.
Los residuos minerales sometidos al procedimiento según la invención contienen metales pesados. Se designa metales pesados, a los metales cuya masa específica es al menos igual a 5 g/cm^{3}, como el berilio, el arsénico, el selenio, el antimonio, conforme a la definición admitida generalmente (Heavy Metals in Wastewater and Sludge Treatment Processes; vol I, CRC Press Inc, 1987; p.2).
Conforme a la invención, a los residuos minerales se les adiciona agua para convertirlos en un pasta. La palabra pasta se emplea aquí con un sentido reológico, designando un líquido viscoso. La cantidad de agua que se debe adicionar depende del contenido de agua inicial del residuo. Resulta ventajoso adicionar una cantidad de agua como para que la pasta obtenida contenga entre 20 y 50% en peso de agua, lo que en la mayoría de los casos corresponde a una adición de 15 a 47% en peso de agua.
Posteriormente, la pasta obtenida es mezclada con ácido fosfórico. Las cantidades de ácido fosfórico comprendidas entre 5 y 20% en peso de los residuos minerales que se van a tratar son las adecuadas. Sin embargo, se prefiere que esta cantidad sea superior a 7%. De manera ventajosa, la misma no sobrepasa el 15%. La adición de agua y ácido fosfórico se realizan con agitación. Se puede utilizar cualquier técnica de agitación y mezcla. Los mezcladores de paleta o la utilización de un tornillo sin fin ofrecen buenos resultados.
La mezcla resultante es sometida a una calcinación. La calcinación se realiza a una temperatura superior a 500ºC, durante un tiempo suficiente, a fin de que las materias orgánicas sean destruidas correctamente. De forma ventajosa, la temperatura de calcinación se mantiene inferior a 1000ºC, para evitar la volatilización de los metales pesados.
Según una primera variante preferida del procedimiento según la invención, la temperatura de calcinación está comprendida entre 630 y 680ºC. Esta variante de ejecución muestra un residuo tratado que conserva una textura pulverulenta.
Según una segunda variante preferida del procedimiento según la invención, la temperatura de calcinación está comprendida entre 730 y 780ºC. En esta variante, la textura del residuo es más masiva pero se mantiene friable.
Según una tercera variante preferida del procedimiento según la invención, la temperatura de calcinación está comprendida entre 830 y 900ºC. Según esta variante, se obtiene un residuo tratado parcialmente vitrificado que presenta una buena resistencia mecánica.
En algunos casos y para algunas aplicaciones, puede resultar útil adicionar un ligante hidráulico en el residuo tratado y cuando sea oportuno agua, para provocar la toma del ligante. El producto final obtenido puede entonces presentar propiedades mecánicas significativas.
Se observó de forma muy sorprendente que los residuos minerales que comprenden residuos de trituración de automóviles, a pesar de su pobre contenido en carbonato de calcio, dan lugar, en el momento de la calcinación, a la formación de pirofosfato de calcio. Sin querer abundar en una explicación teórica, el inventor considera que el pirofosfato de calcio es una trampa de metales pesados.
Los ejemplos cuya descripción aparece a continuación moverán el interés de la invención.
Primera serie de pruebas
En esta serie de pruebas, se trabajó a partir de residuos de trituración llamados "pesados". Estos son los residuos recogidos directamente después de la trituración.
\newpage
Ejemplo 1
(No conforme a la invención)
Se trataron los residuos minerales con la siguiente composición:
1
Los residuos minerales fueron mezclados con 20% de agua por medio de un tornillo sin fin a temperatura ambiente y luego calcinados 2 horas a 620ºC, salida del horno frío, en aire con circulación forzada.
El producto resultante fue sometido a la prueba de triple lixiviación, descrito en la norma francesa NFX 31-210. El protocolo de la prueba consiste en triturar la materia de forma tal que se pueda pasar a través de un tamiz de 4 mm. Esta materia triturada es sometida a una triple lixiviación con agua desmineralizada, en una relación líquido/sólido igual a 10, con agitación constante. Al término de cada lixiviación se mide el contenido de metales pesados del líquido de lavado del polvo sometido a la prueba.
Los resultados obtenidos fueron los siguientes:
2
Ejemplo 2
(Conforme a la invención)
Se procedió como en el ejemplo precedente excepto que el 10% de ácido fosfórico fue mezclado en el residuo, igualmente por medio de un tornillo sin fin, antes de su calcinación.
Los resultados de la prueba de lixiviación fueron los siguientes:
3
Segunda serie de pruebas
En esta serie de pruebas se trabajó a partir de residuos de trituración llamados "ligeros". Estos residuos son recogidos indirectamente en forma de "partículas de polvo" liberadas a la atmósfera, en el momento de la trituración.
Ejemplo 3
(Conforme a la invención)
Se procedió como en el ejemplo precedente, excepto que la calcinación se realizó a 875ºC y que la composición inicial del residuo a tratar era la siguiente:
4
Los resultados de la prueba de lixiviación fueron los siguientes:
5
Estos ejemplos ilustran el efecto sorprendente de inertaje obtenido por el procedimiento conforme a la invención, a pesar del contenido tan pobre del residuo mineral en carbonato de calcio.

Claims (7)

1. Procedimiento de inertaje de residuos minerales que comprenden residuos de trituración de automóviles, según el cual los residuos son hechos inertes por medio de ácido fosfórico, caracterizado porque a los residuos minerales se les adiciona agua para formar una pasta, la pasta se mezcla con ácido fosfórico y la mezcla resultante se somete a una calcinación.
2. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque la granulometría media de los residuos minerales está comprendida entre 0,5 y 1,5 mm.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la cantidad de ácido fosfórico mezclado está comprendida entre 5 y 20%.
4. Procedimiento según la reivindicación precedente, caracterizado porque la cantidad de ácido fosfórico mezclada está comprendida entre 7 y 15%.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la calcinación es efectuada a una temperatura comprendida entre 630 y 680ºC.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la calcinación es efectuada a una temperatura comprendida entre 730 y 780ºC.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la calcinación es efectuada a una temperatura comprendida entre 830 y 900ºC.
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