CORROSIÓN EN DEPÓSITOS DE ALMACENAMIENTO DE MERCURIO C. Muñoz, M. T. Dorado, A. Gómez-Coedo, J.J. de Damborenea, A. Conde Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas, CENIM-CSIC Av. Gregorio del Amo, 8, 28040 Madrid (España) a.conde@cenim.csic.es INTRODUCCIÓN Debido a los efectos adversos del Hg en la salud humana y el medioambiente, la UE ha establecido el año 2011 como fecha límite de utilización del Hg en la industria. Como resultado de este cese en la actividad industrial se estima que sólo de las empresas cloro-caústicas, se generará un excedente de Hg de unas 12000 Tm cuyo destino inmediato será su almacenamiento indefinido hasta que políticas alternativas de re-utilización o estabilización estén disponibles. El objetivo de este trabajo es establecer el tipo y la profundidad del ataque producido en los distintos recipientes utilizados en el almacenamiento y transporte que han estado en contacto con Hg durante largos periodos de tiempo -comprendidos entre 6 y 25 años-. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Tabla 1. Contenedores estudiados } El tiempo de exposición al Hg y la capacidad de los contenedores evaluados se recoge en la Tabla 1. } El acero utilizado en la fabricación de cada recipiente se ha identificado mediante GDL. } Se ha determinado el vaciado de los elementos aleantes promovido por la exposición al Hg mediante análisis GDL. } Caracterización de las zonas atacadas mediante SEM y EDS. RESULTADOS Y DISCUSIÓN t uso (años) Capacidad (Kg) Bidones 10 y 6 1000 Tanque 25 300000 Tubería 25 - BIDÓN AISI 316L - Análisis del acero de los contenedores de almacenamiento de Hg metálico Tabla 2. Composición química de los aceros Bidón, 10 años Bidón, 6 años Tanque, 25 años Tubería, 25 años C 0.028 0.056 0.036 0.030 Si 0.037 0.43 0.45 0.36 Mn 1.25 1.68 1.72 1.39 Depósitos de CaCO3 P S Cr Ni Mo AISI 0.034 <0.010 17.30 11.60 2.24 316L 304 0.027 <0.010 18.15 8.65 0.031 0.010 18.45 10.35 0.41 304 0.034 <0.010 17.75 11.50 0.18 304 Hg ocluido - Pérdida de elementos aleantes en los aceros % Peso 70 AISI 316L Fe 70 60 60 50 50 40 40 30 30 20 0 Cr Ni 10 Mn 0 1 2 3 Profundidad (μm) 4 Fe AISI 304 Disolución selectiva de elementos aleantes 20 Figura 4. Corte transversal Ataque: 40 µm de profundidad Cr AISI 316L > 304 BIDÓN AISI 304 4 µm > 1.5 µm Ni 10 0 Figura 3. Macrografía del fondo del Bidón de 10 años. Detalle de los depósitos de CaCO3 Mn 0 1 2 3 Profundidad (μm) 4 Ataque intergranular Figura 1. Perfiles de composición de los elementos aleantes en los Bidones de 10 años -AISI 316L - (izqda.) y 6 años - AISI 304 - (dcha.) ↑ t exposición ↑ [Ni, Cr, Mn] ↑↑ Pérdida de elementos aleantes Picaduras Profundidad máx. 10 µm - Análisis mediante microscopía electrónica de barrido TUBERÍA AISI 304 b) a) Figura 5. Aspecto general superficial Poros o defectos TANQUE AISI 304 a) Superficie irregular 1500 1000 c) Fe Ca Figura 6. Aspecto general: a) transversal ; b) superficial Cr Ca O Ni 500 Impurezas procedentes de la actividad industrial cloro-caústica Hg Fe 2000 Hg - Análisis del Hg El análisis del Hg realizado mediante ICP-Ms revela la existencia de una amplia variedad de impurezas en distintas concentraciones, Figura 7: Cr Fe Ni Cl 250 0 Ca B Na 200 0 1 2 3 4 5 6 KeV 7 8 9 Figura 2. a) Corte transversal; b) aspecto superficial; c) análisis EDS CONCLUSIONES } Todas las muestras presentan un buen aspecto. } Las muestras expuestas al Hg en condiciones estáticas y durante largos periodos revelan un ataque intergranular con una profundidad máxima de 45 µm. Esto supone una zona afectada inferior al 1% de espesor total del acero del tanque y de los bidones. } En condiciones de flujo el ataque es más severo, provocando la regresión de la superficie y aumentando la rugosidad superficial. } Dada la elevada presencia de impurezas en el Hg, no es posible concluir que el ataque desarrollado sea debido exclusivamente al efecto del Hg. 12 Mg M u e s tra 1 M u e s tra 2 K Figura 7. Impurezas presentes en el Hg Si 10 ppm Ataque intergranular y picaduras Counts (a.u) Regresión de la superficie b) Capa enriquecida en Al y Ca 8 6 Ag 4 2 0 Al Li Be N Zn Ni Cu Pb Tl Sr As AGRADECIMIENTOS Ba Bi Los autores quieren agradecer al proyecto LIFE 06/ENV/ES/PREP/03 MERSADE la financiación recibida y particularmente a MAYASA y resto de miembros del proyecto por su colaboración.