Prevenció i control integrats de la contaminació (IPPC

COMISSIÓ EUROPEA
DIRECCIÓ GENERAL JRC
CENTRE DE RECERCA CONJUNTA
Institut d’Estudis Tecnològics Prospectius (Sevilla)
Tecnologies per a un Desenvolupament Sostenible
Oficina Europea per a la Prevenció i Control Integrats de la
Contaminació (IPPC)
Prevenció i control integrats de la contaminació (IPPC)
Document de referència sobre les millors tècniques disponibles
en les indústries dels metalls no fèrrics
Maig de 2000
World Trade Center, Isla de la Cartuja s/n, E-41092 Sevilla (Espanya)
Telèfon: línia directa (34-95) 4488-284. Fax: 4488-426.
e-mail: eippcb@jrc.es
Internet: http://eippcb.jrc.es
Resum General
Aquest Document de Referència sobre les millors tècniques disponibles en el procés de
metalls no fèrrics reflecteix l'intercanvi d'informació realitzat conforme a l'Article 16(2) de la
Directiva 61/96/CE. Aquest document s'ha d'analitzar tenint en compte el prefaci, en el
que es descriuen els seus objectius i el seu ús.
Per afrontar el complex camp de la producció de metalls no fèrrics, es va adoptar l'enfoc
de cobrir la producció dels metalls a partir de matèries primeres primàries i secundàries
conjuntament en un document, i distribuir els metalls en 10 grups. Aquests grups són:
- Coure (Sn i Be inclosos) i els seus aliatges.
- Alumini.
- Zenc, plom i cadmi, (+ Sb, Bi, In, Ge, Ga, As, Se, Te).
- Metalls preciosos.
- Mercuri.
- Metalls refractaris.
- Aliatges de ferro
- Metalls alcalins i alcalinoterris.
- Níquel i cobalt.
- Carboni i grafit.
La producció de carboni i grafit es va incloure així mateix com a un procés separat, ja que
molts dels esmentats processos estan associats amb les foses primàries d'alumini. Els
processos de torrada i sinterització dels minerals i concentrats per a la producció
d'alúmina també s'han inclòs en aquests grups. La mineria i el tractament dels minerals a
la mina no es cobreixen al document.
Al document, la informació es presenta en dotze capítols que cobreixen: Informació
general en el capítol 1, processos comuns en el capítol 2 i després els processos de
producció metal·lúrgica per als deu grups de metalls en els capítols 3 a 12. El capítol 13
presenta les conclusions i recomanacions. També s'inclouen annexos que cobreixen
costos i reglaments internacionals. Els processos comuns del capítol 2 es divideixen de la
manera següent:
- Ús del capítol - instal·lacions complexes.
- Ús i comunicació de dades d'emissió.
- Gestió, disseny i formació.
- Recepció, emmagatzematge i manipulació de matèries primeres.
- Preprocés i pretractament de matèries primeres i transferència a processos de
producció.
- Processos de producció de metalls: Tipus de forns i tècniques de control de
processos.
- Recollida de gasos i tècniques d'eliminació d'aire.
- Tractament d'efluents i reutilització de l'aigua.
- Minimització, reciclatge i tractament dels residus dels processos (inclosos
subproductes i rebuigs).
- Recuperació d'energia i de calor residual
- Efectes sobre altres medis.
- Soroll i vibració.
- Olor
- Aspectes de seguretat.
- Desmantellament
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
Cada un dels capítols del 2 al 12 inclou seccions sobre processos i tècniques aplicades,
nivells actuals d'emissions i consums, tècniques a considerar en la determinació de les
millors tècniques disponibles (MTD) i conclusions sobre MTD. Per al capítol 2, només
s'extreuen conclusions sobre MTD per a manipulació i emmagatzematge de materials,
recollida i eliminació de gasos, eliminació de dioxines, recuperació de diòxid de sofre,
eliminació de mercuri i tractament d'efluents i reutilització de l'aigua. Les conclusions
sobre MTD contingudes en tots els capítols han de consultar-se per tenir una comprensió
completa.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
1. Indústria de Metalls No Fèrrics
A la UE es produeixen almenys 42 metalls no fèrrics més aliatges de ferro i carboni i grafit,
que s'utilitzen en una varietat d'aplicacions a les indústries metal·lúrgica, química, de
construcció, transport i producció/distribució d'energia. Per exemple, el coure d'alta puresa
és essencial per a la producció i distribució d'electricitat, i petites quantitats de níquel o
metalls refractaris milloren la resistència a la corrosió i altres propietats de l'acer. També
s'utilitzen en molts desenvolupaments d'alta tecnologia, en particular als sectors de
defensa, informàtica, electrònica i telecomunicacions.
Els metalls no fèrrics es produeixen a partir d'una sèrie de matèries primeres primàries i
secundàries. Les matèries primeres primàries es deriven de minerals que s'extreuen en
mines i són tractats abans del seu procés metal·lúrgic per produir metall brut. El
tractament dels minerals es realitza normalment a prop de les mines. Les matèries
primeres secundàries són la ferralla i residus propis, que també poden estats sotmesos a
algun pretractament per eliminar els materials de recobriment.
A Europa, els jaciments de minerals que contenen metalls en concentracions viables han
estat progressivament exhaurits, per la qual cosa només resten poques fonts. Així doncs,
la major part dels concentrats és importada de múltiples fonts d’arreu del món
El reciclatge constitueix un important subministrador de matèria primera d'una sèrie de
metalls. Residus i productes de coure, alumini, plom, zenc, metalls preciosos i metalls
refractaris, entre altres, poden ser recuperats, i tornar al procés de producció sense
pèrdua de qualitat al reciclatge. Globalment, les matèries primeres secundàries
representen un elevat percentatge de la producció, el que serveix per reduir el consum de
matèries primeres i energia.
El producte de la indústria és un metall refinat o el que es coneix com a semis o a
semifabricats, com a lingots de metall i/o aliatges metàl·lics o com a formes forjades,
extrusionades, paper metàl·lic, xapa, bandes, barres, etc.
L'estructura de la indústria varia d'un metall a altre. No hi ha cap empresa que produeixi
tots els metalls no fèrrics, encara que hi ha algunes empreses paneuropees que
produeixen diversos metalls.
Les dimensions de les empreses que produeixen metalls i aliatges metàl·lics a Europa va
des d'unes poques empreses amb més de 5000 empleats fins a un gran nombre
d'empreses que tenen entre 50 i 200 empleats. La propietat varia entre grups metal·lúrgics
paneuropeus i nacionals, holdings industrials, empreses públiques i companyies privades.
Alguns metalls són essencials com a elements a nivells de traces, però a concentracions
majors es caracteritzen per la toxicitat del metall o dels seus ions o compostos, i molts
d'ells estan inclosos en diverses llistes de matèries tòxiques. El plom, el cadmi i el mercuri
són els que susciten major preocupació.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
2. Temes Mediambientals del Sector
Les principals qüestions ambientals referent a la producció de la majoria dels metalls no
fèrrics a partir de matèries primeres primàries són l’emissió potencial a l’aire de pols i de
metalls/compostos de metalls, així com de diòxid de sofre si es calcinen o fonen els
concentrats de sulfur o si s’utilitzen combustibles o altres materials que continguin sofre.
La captura de sofre i la seva conversió o eliminació constitueixen un factor important en la
producció de metalls no fèrrics. Els processos pirometal·lúrgics són fonts potencials de
pols i de metalls procedents de forns, reactors i de la transferència de metalls fosos.
El consum d'energia i la recuperació de calor i energia són factors importants a la
producció dels metalls no fèrrics. Depenent de l'ús eficaç del contingut energètic dels
minerals sulfurosos, de la demanda energètica de les etapes del procés, del tipus i
mètode de subministrament de l'energia emprada i de l'ús de mètodes eficaços de
recuperació de la calor. En el capítol 2 del document es presenten exemples pràctics.
Les principals qüestions mediambientals associades a la producció de metalls no fèrrics a
partir de matèries primeres secundàries, estan relacionades amb els gasos emesos dels
diversos forns, i amb les transferències de pols, metalls i, en algunes etapes del procés,
de gasos àcids. Existeix un potencial de formació de dioxines a causa de la presència de
petites quantitats de clor en les matèries primeres secundàries; la destrucció i/o captura
de dioxines i/o COV's és un objectiu a aconseguir i que s'està treballant.
Les principals qüestions mediambientals relatives a l'alumini primari són la producció
d'hidrocarburs polifluorats i de fluorurs durant l'electròlisi, la producció de residus sòlids de
les cèl·lules de producció i la generació de residus sòlids durant la producció d'alúmina.
La producció de residus sòlids és també un tema important per a la producció de zenc i
altres metalls durant les etapes d'eliminació de ferro.
En altres processos sovint s'utilitzen reactius perillosos com HCl, HNO3, Cl2 i dissolvents
orgànics per a la lixiviació i la purificació. Les tècniques de processament avançades
permeten contenir aquests materials, així com recuperar-los i reutilitzar-los. L'estanquitat
del reactor és una qüestió important en aquest sentit.
En la majoria dels casos, aquests gasos de procés es netegen mitjançant filtres de
mànegues, i d'aquesta manera les emissions de pols i composts metàl·lics es redueixen.
La depuració de gasos mitjançant l'ús de depuradors humits i de precipitadors
electrostàtics humits és particularment eficaç per als gasos del procés que són sotmesos
a recuperació de sofre en una planta d'àcid sulfúric. En alguns supòsits, quan la pols és
abrasiva o difícil de filtrar, els sistemes de depuració per via humida també és eficaç.
L'estanquitat dels forns, així com les transferències i emmagatzematge en recintes tancat,
són importants en la prevenció d'emissions fugitives.
En resum, els temes principals per als processos de producció relatius a cadascun dels
grups de metalls inclouen els següents components:
-
-
Per a la producció de coure: SO2, pols, composts metàl·lics, composts orgànics,
aigua residual (composts metàl·lics), residus com els revestiments dels forns, llots,
pols de filtres i escòria. La formació de dioxines durant el tractament de les matèries
secundàries de coure també és un tema rellevant.
Per a la producció d'alumini: Fluorurs (inclòs HF), pols, compostos metàl·lics, SO2,
COS, HAP's, COV's, gasos d'efecte hivernacle (CFC's i CO2), dioxines
(secundaris), clorurs i HCl; residus de bauxita i similars, els revestiments de gresols
consumits, pols de filtres i escòries salines i aigües residuals (oli i amoníac).
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
-
-
-
-
-
-
-
-
Per a la producció de plom, zenc i cadmi: pols, composts metàl·lics, COV's
(incloses dioxines), olors, SO2, altres gasos àcids, aigües residuals (composts
metàl·lics), llots residuals, residus rics en ferro, pols de filtres i escòries.
Per a la producció de metalls preciosos: COV's, pols, composts metàl·lics, dioxines,
olors, NOx, altres gasos àcids com el clor i el SO2 ; llots residuals, pols de filtres i
escòries i aigües residuals (composts metàl·lics i orgànics).
Per a la producció de mercuri: Vapor de mercuri, pols, composts metàl·lics, olors,
SO2, altres gasos àcids, aigües residuals (compostos metàl·lics), llots residuals,
pols de filtres i escòries.
Per a la producció de metalls refractaris, pols de metall dur i carburs metàl·lics:
pols, metall dur sòlid i composts metàl·lics, aigües residuals (composts metàl·lics),
pols de filtres, llots residuals i escòries. Alguns productes químics com fluorur
d'hidrogen (HF) que s'empren per al procés de tàntal i niobi són altament tòxics. Cal
tenir-ho en consideració la manipulació i emmagatzematge d'aquests materials.
Per a la producció de ferroaliatges: Pols, composts metàl·lics, CO, CO2, SO2,
recuperació d'energia, aigües residuals (composts metàl·lics), pols de filtres, llots
residuals i escòries.
Per a la producció de metalls alcalins i alcalinoterris: clor, HCl, dioxines, SF6, pols,
composts metàl·lics, CO2, SO2, aigües residuals (compostos metàl·lics), pols
residuals, aluminat, pols de filtre i escòries.
Per a la producció de níquel i cobalt: COV's, CO, pols, composts metàl·lics, olors,
SO2, clor i altres gasos àcids, aigües residuals (composts metàl·lics i orgànics), llots
i pols de filtre residuals i escòries.
Per a la producció de carboni i grafit: HAP's, hidrocarburs, pols, olors, SO2,
prevenció d'aigües residuals, pols de filtres residuals.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
3. Processos Aplicats
La gamma de matèries primeres a disposició de les diferents instal·lacions és àmplia i això
significa l'ús d'una gran varietat de processos de producció metal·lúrgica. En molts casos,
l'elecció del procés ve donada en funció de les matèries primeres. Les següents taules
resumeixen els forns emprats per a la producció de metalls no fèrrics:
Forn
Secador de serpentí de
vapor, Secador de llit
fluiditzat, Secador
incandescent
Forn Rotatiu
Llit fluiditzat
Forn de sinterització
amb tiratge superior
Forn de sinterització
amb tiratge inferior.
Forn de sinterització
amb corretja d'acer.
Herreshoff
Metalls Utilitzats
Materials Utilitzats
Comentaris
Cu i d'altres
Concentrats
Assecatge de la majoria de
metalls. Vaporització de
ZnO. Calcinació d'alúmina i
ferroaliatges. Combustió de
pel·lícula fotogràfica per a
producció de metalls
preciosos. Desengreix de
ferralla de Cu i En.
Coure i zenc. Al2O3
Zenc i plom
Minerals, concentrats i
ferralles i residus
diversos.
Aplicacions
d'assecatge,
calcinació i
vaporització. Ús
com a incinerador.
Concentrats. Al(OH)3
Concentrats i
secundaris.
Concentrats i
secundaris.
Mineral.
Calcinació i torrat.
Sinterització.
Zenc i plom
Ferroaliatges, Mn, Nb.
Mercuri. Molibdè
Minerals i concentrats
(recuperació de Reni).
Forns d'assecatge, de torrat, de sinteritzat i de calcinació
Sinterització.
Altres aplicacions
possibles.
Torrat, calcinació
Forn
Metalls Utilitzats
Materials Utilitzats Comentaris
Forns de gresol tancats
amb revestiment
refractari
Forns de forat obert
Metalls refractaris,
ferroaliatges especials.
Òxids metàl·lics.
Metalls refractaris,
ferroaliatges especials
Coure
Ferroaliatges
Coure
Metalls preciosos, coure,
ferroaliatges
Òxids metàl·lics
Baiyin
Forns d'Arc Elèctric
Contop/Cicló
Forns d'Arc Elèctric
Submergit
Forns rotatoris
Alumini, plom, coure,
metalls preciosos
Forns rotatoris
basculants
Forns de reverberatori
Alumini
Vanyucov
Coure
Alumini, coure, altres
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Concentrats
Concentrats, minerals
Concentrats
Escòria, materials
Per a la producció de
secundaris,
ferroaliatges s'utilitzen
concentrats.
els tipus oberts,
semitancats i tancats.
Ferralla i d'altres de
Oxidació i reacció
secundaris, coure
amb substrat.
negre, metalls
preciosos
Ferralla i d'altres de
Minimitza l'ús de
secundaris
fundent salí
Ferralla i altres
Fosa de concentrats
matèries secundaries, de Cu a la resta del
coure negre
món.
Concentrats
Resum General
ISA Smelt/Ausmelt
Coure, plom
QSL
Plom
Kivcet
Plom Coure
Noranda
El Teniente
TBRC TROF
Coure
Coure
Coure (TBRC), Metalls
preciosos
Forns de Fosa Mini
Alt Forn i ISF
Coure/Plom/Estany
Plom, plom/zenc, coure,
metalls preciosos,
ferromanganès alt en
carboni.
Forns d'Incandescència
Inco
Forns de Fosa per
Incandescència
Outokumpu
Forns de procés
Mitsubishi
Peirce Smith
Coure, níquel.
Materials intermedis,
concentrats i
secundaris.
Concentrats i
Secundaris
Concentrats i
Secundaris
Concentrats
Concentrats
La majoria de
secundaris, inclosos
llots
Ferralla
Concentrats, la
Per a producció de
majoria de secundaris ferromanganès
s'utilitza només junt
amb recuperació
d'energia.
Concentrats
Coure, níquel.
Concentrats
Coure
Concentrats i ferralla
anòdica
Mattes i ferralla
anòdica
Hoboken
Coure (convertidor),
Ferroaliatges, Producció
d'òxids metàl·lics
Coure (convertidor)
Coure (convertidor)
Forns Convertidors
d'Incandescència
Outokumpu
Forns Convertidors
Coure (convertidor)
Noranda
Forns Convertidors
Coure (convertidor)
Mitsubishi
Forns de Fosa i refinament
Mattes i ferralla
anòdica
Mattes
Mattes
Mattes
Forns
Metalls Utilitzats
Materials Utilitzats
Comentaris
Forns d'inducció
La majoria.
Metall i ferralla nets.
L'agitació per inducció
facilita l'aliatge. Pot
aplicar-se el buit per a
alguns metalls.
Forns de feix d'electrons
Forns rotatoris
Metalls refractaris.
Alumini, plom
Metall i ferralla nets.
Diverses qualitats de
ferralla.
Forns de reverberatori
Alumini (primari i
secundari)
Diverses qualitats de
ferralla.
Contimelt
Coure
Forns de Shaft
Coure
Coure anòdic, ferralla
neta i coure negre.
Coure catòdic i ferralla
neta.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
S'utilitzen fundents
salins per a matrius
complexes.
La configuració del
bany o de la solera pot
variar. Fosa o fixació.
Sistema de forn
integrat.
Condicions reductores.
Resum General
Forns de tambor
(Thomas)
Forns de gresol amb
escalfament indirecte
(caldera indirecta)
Forns de gresol amb
escalfament directe
Forns de Fosa
Coure
Ferralla de coure.
Plom, zenc
Ferralla neta.
Fosa, refinat per
combustió.
Fosa, refinat, aliatge.
Metalls preciosos
Metall net
Fosa, aliatge.
També s'utilitzen processos hidrometalúrgics. S'utilitzen àcids i àlcalis (NaOH, de vegades
també Na2CO3 ) per dissoldre el contingut metàl·lic d'una sèrie de calcines, minerals i
concentrats abans del seu refinament i electrorecuperació. El material a lixiviar està
normalment en forma d'òxid, bé com un mineral òxid o un òxid produït per torrat. La
recuperació directa d'alguns concentrats o mattes es realitza també tant a pressió elevada
com a pressió atmosfèrica. Alguns minerals de sulfur de coure poden lixiviar-se amb àcid
sulfúric o altres medis, en ocasions utilitzant bacteris naturals per promoure l'oxidació i
dissolució, però es requereixen temps d'estada molt llargs.
És possible agregar aire, oxigen o solucions que contenen clorur fèrric als sistemes de
lixiviació per a obtenir les condicions apropiades per a la dissolució. Les solucions
produïdes es tracten en diferents formes per a refinar i recuperar els metalls. Una pràctica
comuna és tornar les solucions consumides a l'etapa de lixiviació, si procedeix, per a
conservar els àcids i solucions alcalines.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
4. Emissions i Consums Actuals
La gamma de matèries primeres és també un factor significatiu i afecta l'ús de l'energia, la
quantitat de residus produïts i la quantitat d'altres materials utilitzats. Un exemple és
l'eliminació d'impureses com ferro en escòries; la quantitat d'impureses presents governa
la quantitat d'escòria produïda i l'energia utilitzada.
Les emissions al medi ambient depenen dels sistemes de recollida o eliminació utilitzats.
Les gammes actuals reportades per a una sèrie de processos d'eliminació durant
l'intercanvi d'informació es resumeixen a la taula següent:
Tècnica
d'eliminació
Filtre de mànegues,
PE en calent i cicló
Filtre de carbó actiu
Postcombustió (inclòs
refredament per a
dioxines)
Scrubber humit o
semisec
Scrubber d'alúmina
Emissió
Específica
(quantitat per t de
metall produït)
Emissions reportades
Component
Mínim
Pols (metalls
segons composició)
C Total
C Total
Dioxines (TEQ)
HAP's (EPA)
HCN
SO2
Hidrocarburs
Clor
Pols
Hidrocarburs
HAP's (EPA)
Clor
NOx
<1 mg/Nm
Recuperació de clor
Combustió
optimitzada cremador
baix a NOx
Scrubber oxidant
NOx
Planta d'àcid sulfúric Contacte doble
reportada
com
conversió de SO2
Contacte simple
Refrigerador,
PE, HAP's (EPA)
adsorció
amb
calç/carbó actiu i filtre
Hidrocarburs
de mànegues
Rang reportat de les emissions actuals
Màxim
3
100 mg/Nm
3
100 - 6.000 g/t
3
<20 mg/Nm
3
3
<2 mg/Nm
100 mg/Nm
3
3
<0,1 ng/Nm
5 ng/Nm
3
3
< 1 µg/Nm
2.500 µg/Nm
3
3
<0,1 mg/Nm
10 mg/Nm
3
3
<50 mg/Nm
250 mg/Nm
3
3
<10 mgC/Nm
200 mgC/Nm
3
<2 mg/Nm
3
3
<1 mg/Nm
20 mg/Nm
3
3
<1 mgC/Nm
50 mgC/Nm
3
3
< 20 µg/Nm
2.000 µg/Nm
3
<5 mg/Nm
3
3
10 mg/Nm
500 mg/Nm
99,3 %
<100 mg/Nm
99,7 %
95 %
3
0,1 mg/Nm
99,1 %
3
6 mg/Nm
20 mgC/Nm
3
10 - 80 g/t
5 - 10 µg/t
500 - 3.000 g/t
3
200 mgC/Nm
1 - 16 kg/t
3
Els gasos de procés es capturen i es netegen en filtres de mànegues per a reduir les
emissions de pols i composts metàl·lics com els del plom. Els filtres de mànegues
moderns ofereixen considerables millores en prestacions, fiabilitat i vida útil. S'utilitzen
sistemes de postcombustió i d'adsorció amb carbó actiu per a eliminar les dioxines i
COV's.
No obstant, els gasos no capturats o les emissions fugitives no són tractats. També es
produeixen emissions de pols en l'emmagatzematge, manipulació i pretractament de
matèries primeres, on les emissions fugitives de pols exerceixen un important paper. Això
és particularment cert per a la producció primària i secundària, ja que la seva importància
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
pot ser major que la de les emissions capturades i eliminades. Es requereix un disseny
acurat de les plantes i dels processos per a capturar i tractar els gasos de procés quan les
emissions fugitives són significatives.
La taula següent mostra que les emissions fugitives o no capturades són temes
importants:
Emissió de pols kg/a
Abans de la recollida Després de la recollida
addicional de gas
addicional de gas
secundari (1992)
secundari (1996)
Producció anòdica t/a
220.000
325.000
Emissions fugitives
Total fosa
66.490
32.200
Fosa amb línia de sostre
56.160
17.020
Emissions de fosa en xemeneia primària
Fosa/Planta àcida
7.990
7.600
Xemeneia-Campanes secundàries
2.547
2.116
Comparació de les càrregues de pols eliminades i fugitives en una fosa primària de coure
Molts processos utilitzen sistemes hermètics de refrigeració i d'aigua de procés, però
encara existeix la possibilitat d'emetre metalls pesats a l'aigua. Els mètodes emprats per
reduir l'ús d'aigua i la producció d'aigües residuals s'estudien en el capítol 2.
La producció de residus és un factor significatiu en aquest sector, però els residus sovint
contenen quantitats recuperables de metalls i és pràctica comuna utilitzar els residus in
situ o en altres instal·lacions per recuperar els metalls. Moltes escòries que es produeixen
són inerts i no lixiviables, i s'utilitzen en moltes obres d'enginyeria civil. Altres escòries,
com l'escòria salina, poden ser tractades per a recuperar altres components que s'usen en
la indústria, però la indústria ha d'assegurar-se que aquestes operacions de recuperació
es realitzin amb un alt estàndard mediambiental.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
5. Conclusions sobre MTD
L'intercanvi d'informació durant la preparació del BREF per a la producció de metalls no
fèrrics ha permès assolir conclusions sobre MTD per a la producció i processos associats.
Per tant, és necessari fer referència a les seccions de cada un dels capítols que descriuen
les MTD per a una comprensió completa d'aquestes i dels processos i emissions
associats.
§
Activitats preliminars
La gestió del procés, la supervisió i el control del procés i dels sistemes d'eliminació són
factors molt importants. Una bona pràctica de formació i la instrucció i motivació dels
operaris són també importants, especialment per prevenir la contaminació mediambiental.
Les Bones Pràctiques de manipulació de matèries primeres poden prevenir emissions
fugitives. Altres tècniques importants són:
-
La consideració de les implicacions mediambientals d'un nou procés o matèria
primera en les etapes preliminars del procés, amb revisions posteriors a intervals
regulars posteriorment.
-
Disseny del procés per acceptar el marge previst de matèria primera. Poden
produir-se problemes importants si, per exemple, els volums de gas són massa
grans o l'ús d'energia del material és major del previst. La fase de disseny és el
moment més eficaç des del punt de vista econòmic per introduir millores en el
comportament mediambiental global.
-
Ús d'un registre de control del procés de disseny i de presa de decisions per
mostrar la manera en la qual han estat considerats els diferents processos i opcions
d'eliminació.
-
Procediments de planificació i de posada en funcionament per a la planta nova o
modificada.
La següent taula resumeix les tècniques d'emmagatzematge i manipulació de matèries
primeres sobre la base del tipus i les característiques del material.
Matèria
primera
Concentrats:
Material de gra fi
(ex. Pols de
metall):
Grup de metalls
Mètode de
manipulació
Tots - si formen pols Transportadors o
sistemes
pneumàtics tancats
Tots - si no formen
Transportadors
pols
coberts
Metalls refractaris
Transportadors o
sistemes
pneumàtics tancats
Transportadors
coberts
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Mètode
emmagatzematge
Recinte tancat
Comentaris
Prevenció de la
contaminació de
l'aigua.
Magatzem cobert
Bidons, sitges i
tolves tancats
Prevenció de la
contaminació de
l'aigua i
d'emissions
fugitives a
l'atmosfera.
Resum General
Matèries
primeres
secundàries:
Fundents:
Combustible
sòlid i coc:
Tots – Elements
grans
Tots – Elements
petits
Tots – material fi
Carregador mecànic Obert
Tots – si formen
pols
Tots – si no formen
pols
Tots
Combustibles
líquids i LPG
Conductes elevats
Gasos de
procés:
Tots
Dissolvents:
Grup de Cu, Ni, Zn,
PM, Carboni
Tots
Productes –
Càtodes, fil de
màquina, billetes,
lingots,
aglomerats, etc.
Tots
Residus de
procés per a
recuperació
Salts de càrrega
Trams coberts
Tancat o aglomerat
Tancat si és
polsós
Transportadors o
sistemes
pneumàtics tancats
Transportador
cobert
Transportadors
coberts si no forma
pols
Emmagatzematge
certificat, zones
compartimentades
Conductes elevats,
conductes de
pressió reduïda
(Clor, CO)
Conductes elevats
Manual
Recinte tancat
Segons les
condicions
Àrea de ciment
oberta o
magatzem cobert.
Segons les
condicions
Prevenció de la
contaminació de
l'aigua i de
reaccions amb
l'aigua. Drenatge
d'oli dels
encenalls.
Prevenció de la
contaminació de
l'aigua.
Magatzem cobert
Magatzem cobert
si no forma pols
Retroventilació de
les línies de
subministrament
Emmagatzematge
certificat. Alarmes
per a gasos tòxics
Bidons, dipòsits
Obert, cobert o
tancat segons la
formació de pols i
la reacció amb
aigua.
Residus per a
Tots
Segons les
Recipients oberts,
condicions
coberts o tancats o
rebuig (ex.
hermètics (bidons)
Revestiments de
segons la formació
forns)
de pols i la reacció
amb aigua.
Resum de tècniques de gestió i manipulació de matèries primeres
Retroventilació
de les línies de
subministrament.
Sistema de
desguàs
apropiat.
Sistema de
desguàs
apropiat.
Sistema de
desguàs
apropiat.
El disseny del forn, l'ús de mètodes de pretractaments adequats i el control dels
processos es van identificar com importants característiques de la MTD.
L'ús de mescles de matèries primeres per optimitzar el procés impedeix l'ús de matèries
inadequades i potencia al màxim l'eficàcia del procés. El mostreig i l'anàlisi dels materials
d'entrada i la segregació d'alguns materials són factors importants en aquesta tècnica.
Un bon disseny, manteniment i control són importants per a totes les etapes de procés i
eliminació. El mostreig i el control de les emissions a l'entorn han de realitzar-se d'acord
amb mètodes estandaritzats nacionals o internacionals. Han de regular-se els paràmetres
importants que s'han d'utilitzar per al control del procés o l'eliminació. La regulació
contínua dels paràmetres claus ha de realitzar-se si és pràctic.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
§
Control de processos
Les tècniques de control de procés que estan dissenyades per mesurar i mantenir
paràmetres òptims com la temperatura, la pressió, la composició dels gasos i altres
paràmetres de procés crítics, etc. es consideren com MTD.
Mostreig i anàlisi de les matèries primeres per controlar les condicions de la planta. Ha
d'aconseguir-se una bona mescla de les matèries d'entrada per a obtenir una òptima
eficàcia de conversió i reduir les emissions i els productes rebutjats.
L'ús de sistemes de pesada i mesura dels materials d'entrada, i l'ús de microprocessadors
per a controlar la velocitat d'alimentació dels materials, les condicions dels processos
crítics i de combustió i les addicions de gas permeten optimitzar les operacions de procés.
Per a això, es poden mesurar diversos paràmetres i disposar d'alarmes per a paràmetres
crítics, com poden ser:
- El control en línia de la temperatura, de la pressió (o depressió) del forn i del volum
o cabal del gas.
- El control dels components gasosos (O2, SO2, CO, pols, NOx etc.).
- El control en línia de les vibracions per detectar bloqueigs i possibles errors de
l'equip.
- El control en línia de les emissions per a controlar els paràmetres de procés crítics.
- La revisió i control de la temperatura dels forns de fusió per a evitar la producció de
vapors de metalls i de rovells metàl·lics per sobrescalfament.
Els operaris, tècnics i altres han de rebre formació i avaluació contínua de les instruccions
de treball, l'ús de les tècniques modernes de control, la importància de les alarmes i
accions a prendre quan apareixen alarmes.
Cal optimitzar els nivells de supervisió per aprofitar l'anterior i mantenir la responsabilitat
dels operaris.
§
Recollida i eliminació de gasos
Els sistemes de recollida de fums utilitzats han de tenir sistemes de segellament de forns
o reactors i estar dissenyats per a mantenir una pressió reduïda que eviti fugues i
emissions fugitives. Han d'utilitzar-se sistemes que mantinguin l'hermeticitat del forn o
instal·lar campanes extractores. Exemples d'ells són: l'addició de material a través
d'elèctrodes; addicions a través de toveres o llances i l'ús de vàlvules giratòries robustes
en els sistemes d'alimentació. La recollida secundària de fums és cara i consumeix molta
energia, però és necessari en el cas d'alguns forns. El sistema utilitzat ha de ser un
sistema intel·ligent capaç d'ajustar l'extracció de fum a l'origen i la durada de qualsevol
fum.
En general, per a l'eliminació de la pols i dels metalls associats, els filtres de mànegues
(després de la recuperació de calor o refredament dels gasos) poden oferir les millors
prestacions sempre que s'utilitzin teixits moderns i resistents al desgast, les partícules
siguin adequades i es faci una revisió contínua per detectar errors. Els filtres de
mànegues moderns (ex. filtre de membrana) ofereixen millores significatives en
característiques, fiabilitat i vida útil, i per tant permeten estalvis de costos a mig termini.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
Poden utilitzar-se a les instal·lacions existents i poden muntar-se durant el manteniment.
Disposen de sistemes de detecció de ruptura de la bossa i de mètodes de neteja en línia.
Per a pols enganxoses o abrasives, els precipitadors electrostàtics humits poden ser útils
sempre que estiguin degudament dissenyats per a l'aplicació.
El tractament dels gasos en la fase de fosa o d'incineració ha d'incloure una etapa
d'eliminació de diòxid de sofre i/o postcombustió si la mateixa es considera necessària per
a evitar problemes de qualitat de l'aire a nivell local, regional o a llarg termini, o per si
poden haver dioxines.
Pot haver variacions en les matèries primeres que influeixin en el marge de components o
en l'estat físic d'alguns components com la mida i les propietats físiques de la pols
produïda. Aquestes variacions han d'avaluar-se localment.
§
Prevenció i destrucció de dioxines
La presència de dioxines o la seva formació durant el procés ha d'ésser tinguda en
consideració en molts dels processos pirometal·lúrgics utilitzats per a la producció de
metalls no fèrrics. Es reporten exemples particulars en els capítols específics dels
diferents metalls, i en aquests casos les següents tècniques es consideren com MTD per
a la prevenció de la formació de dioxines i la destrucció de les que pugui haver-hi
presents. Aquestes tècniques poden usar-se en combinació. Alguns metalls no fèrrics són
catalitzadors de la síntesi de Novo i en ocasions és necessari disposar d'un gas net abans
de procedir a una posterior eliminació.
-
-
-
El control de qualitat de la ferralla d'entrada segons el procés utilitzat. L'ús del
material d'alimentació correcte per al forn o procés particular. La selecció i
classificació per evitar l'addició de material contaminat amb matèria orgànica o
precursors pot reduir el potencial de formació de dioxines.
L'ús de sistemes de postcombustió degudament dissenyats i utilitzats i el ràpid
refredament dels gasos calents fins a <250°C.
L'ús de condicions de combustió òptimes. Per això és necessari la injecció d'oxigen
a la part superior del forn per assegurar la combustió completa dels gasos del forn.
L'adsorció sobre carbó activat en un reactor de llit fix o mòbil o mitjançant injecció
en el corrent de gas, i la seva eliminació com a pols de filtre.
Eliminació de pols d'alta eficàcia, com per exemple filtres ceràmics, filtres de
mànegues d'alta eficàcia o tren de rentat de gasos abans d'una planta d'àcid
sulfúric.
L'ús d'una etapa d'oxidació catalítica o de filtres de pols que incorporin un
recobriment catalític.
El tractament de la pols recollida en forns d'alta temperatura per destruir dioxines i
recuperar metalls.
Les concentracions de les emissions associades amb les tècniques a dalt indicades van
des de <0,1 a 0,5 ng/Nm3 TEQ segons l'alimentació, el procés de fosa i les tècniques o
combinació de tècniques emprades per a eliminar dioxines.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
§
Processos Metal·lúrgics
La gamma de matèries primeres a disposició de les diverses instal·lacions és àmplia i això
significa que hi ha la necessitat d'incloure una sèrie de processos productius metal·lúrgics
a les seccions de MTD de la majoria dels grups de metalls. En molts casos l'elecció del
procés està regida per les matèries primeres, fent que el tipus de forn tingui només un
efecte menor en la MTD, sempre que el forn hagi estat dissenyat per a les matèries
primeres utilitzades i es recuperi energia quan sigui viable.
Hi ha excepcions. Per exemple, l'ús d'alimentació multipunt d'alúmina a cèl·lules de
precocció activades centralment es va identificar com a MTD per a l'alumini primari, així
com l'ús de forns hermètics a la producció d'algunes ferroaliatges per permetre la recollida
de gasos d'alt valor calorífic.
Per al coure primari, el forn reverberatori no es considera MTD. Els principals factors per a
determinar les MTD són la mescla de matèries primeres, el control del procés i la gestió i
recollida de vapors. La jerarquia en l'elecció d'un procés nou o modificat es:
- Pretractament tèrmic o mecànic de la matèria secundària per a minimitzar la
contaminació del material d'entrada.
- L'ús de forns o altres unitats de procés hermètics per a evitar les emissions
fugitives, permetre la recuperació de calor i fer possible la recollida dels gasos de
procés per a altres usos (ex. CO com combustible i SO2 com a àcid sulfúric) o per a
eliminar-los.
- L'ús de forns o altres unitats de procés semihermètics quan no hi hagi disponibles
forns hermètics.
- En alguns casos, la limitació de les tècniques que eviten la transferència de
matèries foses pot evitar la recuperació d'alguns materials secundaris que després
passaran al cabal residual. En aquests casos, l'ús de sistemes de recollida de
vapors secundaris o terciaris és apropiada per a poder recuperar els esmentats
materials.
- Disseny de campanes i conductes per a capturar els fums derivats de les
transferències en calent de metall, mattes o escòries, així com de colades de metall
fos.
- Poden ser necessaris recintes tancats per a forns i reactors que impedeixin
l'alliberament de pèrdues de vapors a l'atmosfera.
- Quan l'extracció primària i l'ús de recintes tancats siguin ineficaços, el forn pot ser
totalment tancat i s'extraurà l'aire de ventilació mitjançant ventiladors a un sistema
adequat de tractament i evacuació.
- El màxim aprofitament de l'energia dels concentrats sulfurosos.
§
Emissions a l'Atmosfera
Les emissions a l'atmosfera es deriven de les etapes d'emmagatzematge, manipulació,
pirometal·lúrgia i hidrometal·lúrgia. La transferència de materials és particularment
important. Les dades facilitades han confirmat que la importància de les emissions
fugitives en molts processos és molt elevada, i que les emissions fugitives poden ser
majors que les que són canalitzades i depurades. En aquests casos, és possible reduir
l'impacte mediambiental seguint la jerarquia de tècniques de recollida de gasos del
material emmagatzemat i la seva manipulació, dels reactors o forns, així com dels punts
de transferència de materials. Les possibles emissions fugitives han de considerar-se en
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
totes les etapes del disseny i del desenvolupament del procés. La jerarquia de recollida de
gas de totes les etapes de procés és:
- Optimització de processos i minimització de les emissions;
- Ús de reactors i forns hermètics;
- Experiència en recollida de fums.
La recollida de vapors pel sostre consumeix gran quantitat d'energia i ha de ser l'últim
recurs.
Les possibles fonts d'emissions a l'atmosfera es resumeixen a la taula següent, on també
s'inclouen els mètodes de prevenció i tractament. Les emissions a l'aire es reporten sobre
la base de les emissions recollides. Les emissions associades es donen com
percentatges diaris sobre la base d'un control continu durant el període operatiu. En els
casos on la revisió contínua no és practicable, el valor obtingut és la mitjana de tot el
període de mostreig. S'utilitzen condicions normals: 273 K, 101,3 kPa, contingut d'oxigen
mesurat i gas sec sense dilució dels gasos.
La captura de sofre és un requisit important en el torrat o la fosa de minerals i concentrats
de sofre. El diòxid de sofre produït en el procés es recull i pot recuperar-se com a sofre,
guix (si no hi ha efectes sobre altres medis) o anhídrid sulfurós, o es pot convertir a àcid
sulfúric. L'elecció del procés dependrà de l'existència de mercats locals per al diòxid de
sofre. La producció d'àcid sulfúric en una planta de doble contacte d'àcid sulfúric amb un
mínim de quatre passades, o en una planta de contacte simple amb producció de guix a
partir del gas d'emissió i utilitzant-se un catalitzador modern, es consideren com MTD. La
configuració de la planta dependrà de la concentració de diòxid de sofre produït en l'etapa
de torrat o fosa.
Etapa de procés
Components al gas
d'emissió
Manipulació i
emmagatzematge de
materials
Pols i metalls.
Molturació i assecatge
Pols i metalls.
Sinterització/Torrat
Fosa
Conversió
Refinat per combustió
COV's, dioxines. Postcombustió,
addició d'adsorbent i de carbó
activat.
Pols i composts metàl·lics.
Monòxid de carboni.
Diòxid de sofre.
Tractament d'escòries
Lixiviació i refinat
químic
Refinat carbonílic
Pols i metalls.
Diòxid de sofre.
Monòxid de carboni
Clor.
Monòxid de carboni. Hidrogen.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Mètode de tractament
Correcte emmagatzematge,
Manipulació i transferència.
Recollida de pols i filtre de
mànegues si és necessari.
Operació de procés. Recollida de
gas i filtre de teixit.
Postcombustió, addició d'adsorbent i
de carbó activat.
Recollida del gas, rentat del gas en
filtres de mànegues, recuperació de
calor.
Postcombustió si és necessari.
Planta d'àcid sulfúric (per a minerals
sulfurosos) o scrubber.
Recollida de gas, refredament i filtre
de mànegues.
Scrubber.
Postcombustió.
Recollida i reutilització del gas,
scrubber químic humit.
Procés hermètic, recuperació i
reutilització.
Postcombustió
i
eliminació de pols en filtre de
mànegues per al gas emès.
Resum General
Extracció amb
dissolvents
Refinament tèrmic
Electròlisis amb sals
foses
Contenció, recollida del gas,
recuperació del dissolvent. Adsorció
amb carbó si és necessari.
COV's (depèn del dissolvent
emprat i ha de determinar-se
localment per avaluar el possible
risc).
Pols i metalls.
Recollida de gas i filtre de
mànegues.
Scrubber si és necessari.
Operació de procés. Recollida de
gas, scrubber (alúmina) i filtre de
mànegues.
Recollida de gas, condensador i PE,
postcombustió o scrubber d'alúmina
i filtre de mànegues. Scrubber si és
necessari per a SO2
Recollida de gas i filtre de
mànegues.
Recollida de gas i filtre de
mànegues.
Procés hermètic, reutilització.
Diòxid de sofre.
Fluor, clor, PFC's.
Cocció d'elèctrode,
grafitització
Pols, metalls, SO2, Fluor, HAP's,
quitrà.
Producció de metall en
pols
Producció de pols.
Pols i metalls.
Reducció a alta
temperatura
Electrorecuperació
Hidrogen.
Fusió i emmotllament.
Pols i metalls.
Pols i metalls.
Clor. Boira àcida.
Recollida i reutilització de gas.
Scrubber humit. Eliminador de
boires.
Recollida de gas i filtre de
mànegues.
Postcombustió (injecció de carbó)
COV's, dioxines (alimentació de
composts orgànics)
Nota: La captura de la pols amb un filtre de mànegues pot requerir l'eliminació de partícules calentes per
evitar incendis. Han d'usar-se precipitadors electrostàtics a cop calent en un sistema de rentat de gas abans
d'una planta d'àcid sulfúric o per a gasos humits.
Resum de fonts i opcions de tractament/eliminació
A la taula següent s'inclou un resum dels nivells d'emissions associats amb els sistemes
d'eliminació que es consideren com a MTD per als processos de transformació de metalls
no fèrrics. En les conclusions sobre les MTD dels capítols dels metalls específics es
donen més detalls.
Tècnica d'Eliminació
Filtre de mànegues
Filtre de carboni o
Biofiltre
Postcombustió (inclòs
refredament per a
eliminació de dioxines)
Rang Associat
Comentaris
3
1 - 5 mg/Nm Metalls - segons la
composició de la pols
3
C orgànic Total < 20 mg/Nm
Depèn de les característiques
de la pols.
3
Fenol < 0,1 mg/Nm
3
Dissenyat per volums de gas.
Hi ha altres tècniques
disponibles per a una major
reducció de les dioxines
mitjançant injecció de
carbó/calç, reactors/filtres
catalítics.
C orgànic Total < 5 - 15 mg/Nm
3
Dioxines < 0,1 - 0,5 ng/Nm TEQ
3
HAP's (OSPAR 11) < 200 µgCNm
3
HCN < 2 mg/Nm
Condicions de combustió C orgànic Total < 5 – 50 mg/Nm
optimitzades
3
PE humit / Filtre ceràmic Pols < 5 mg/Nm
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
3
Depèn de les característiques,
per exemple de pols, humitat o
alta temperatura
Resum General
3
Recuperació de clor
Clor < 5 mg/Nm .
Scrubber alcalí humit i
semisec
SO2 < 50 - 200 mg/Nm
3
Quitrà < 10 mg/Nm
3
Clor < 2 mg/Nm
3
Pols 1 - 5 mg/Nm
3
Hidrocarburs < 2 mg/Nm
3
HAP's (OSPAR 11) < 200 µgC/Nm
3
NOx < 100 mg/Nm
Scrubber d'alúmina
Scrubber oxidant
El clor es reutilitza. Possibles
emissions fugitives accidentals.
3
3
Cremador de baix nivell
de NOx
Cremador d'oxifuel
< 100 mg/Nm
Planta d'àcid sulfúric
Conversió > 99,7% (contacte doble)
Conversió > 99,1% (contacte
simple)
< 100 - 300 mg/Nm
3
Ús de recuperació d'àcid nítric
seguit d'eliminació de traces.
Els valors més elevats
s'associen amb enriquiment
d'oxigen per a reduir l'ús
d'energia. En aquests casos,
els volums i masses de les
emissions es redueixen.
Inclou scrubber de mercuri
mitjançant el procés
Boliden/Norzink o scrubber de
tiosulfat Hg <1 ppm a l'àcid
produït
3
Refredador, PE, adsorció HAP's (OSPAR 11) < 200 µgC/Nm
3
Hidrocarburs (volàtils) <20 mgC/Nm
de calç/carbó i filtre de
mànegues
Hidrocarburs (condensats) < 2
3
mgC/Nm
Nota: Emissions recollides només. Les emissions associades es donen com mesures diàries sobre la base
d'un control continu durant el període operatiu i condicions normals de 273 K, 101,3 kPa, contingut d'oxigen
mesurat i gas sec sense dilució dels gasos amb aire. En els casos en els que el control continu no és
practicable, el valor serà la mitja del període de mostreig. Per al sistema d'eliminació emprat, les
característiques del gas i la pols seran tingudes en consideració en el seu disseny, i s'emprarà la
temperatura operativa correcta. Per a alguns components, la variació en la concentració del gas sense
tractar durant els processos discontinus pot afectar al rendiment del sistema d'eliminació.
Emissions a l'aire associades amb l'ús de les MTD
Alguns reactius específics s'utilitzen al tractament de solucions de metalls o en diversos
processos metal·lúrgics. A continuació s'indiquen alguns dels composts, fonts i mètodes
de tractament dels gasos produïts per l'ús dels esmentats reactius:
Procés/Reactiu Utilitzat
Composts del gas emès Mètode de Tractament
Ús d'òxid d'arsènic o
antimoni (refinat de Zn/Pb)
Brea de quitrà, etc.
Arsina/Estibina
Rentat amb permanganat
Quitrans i HAP's
Dissolvents, COV's
COV's, Olor
Àcid sulfúric (+sofre al
combustible o matèria
primera)
Aigua Regia
Clor, HCl
Àcid nítric
Diòxid de sofre
Postcombustió, condensador i PE o
absorbidor sec
Contenció, condensació. Carbó
activat, biofiltre.
Sistema de scrubber humit o
semisec. Planta d'àcid sulfúric.
Na o KCN
HCN
Amoníac
NH3
NOCl, NOx
Cl2
NOx
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Sistema de rentat càustic
Sistema de rentat càustic
Oxidació i absorció, reciclatge,
sistema de rentat
Oxidació amb peròxid d'hidrogen o
hipoclorit
Recuperació, sistema de rentat
Resum General
Clorur amònic
Recuperació per sublimació,
sistema de rentat
Hidrazina
N2H4 (possible carcinogen)
Scrubber o carbó activat
Borohidrur sòdic
Hidrogen (risc d'explosió)
Evitar si és possible en procés PGM
(especialment Os, Ru)
Àcid fòrmic
Formaldehid
Sistema de rentat càustic
Clorat sòdic/HCl
Òxids de Cl2 (risc d'explosió) Control del punt final del procés
Resum dels mètodes de tractament químic per a alguns components gasosos
§
Aerosol
Emissions a l'aigua
Les emissions a l'aigua es deriven d'una sèrie de focus i són aplicables diversitats
d'opcions de minimització i tractaments segons el seu origen i els composts presents. En
general, les aigües residuals poden contenir composts metàl·lics solubles i no solubles, oli
i matèries orgàniques. La següent taula resumeix les possibles aigües residuals, els
metalls produïts, i els mètodes de minimització i tractament.
Origen de l'aigua
residual
Procés associat
Mètodes de
minimització
Mètodes de
tractament
Aigua de procés
Producció d'alúmina,
Ruptura de bateria àcida
de plom, Decapatge
Refrigeració del forn per
a la majoria de metalls.
Refrigeració d'electròlits
per a Zn.
Colades de Al, Cu, Zn.
Elèctrodes de carboni.
Tornada al procés dins del
possible.
Neutralització i
precipitació.
Electròlisi
Sedimentació.
Aigua de refrigeració
indirecta
Aigua de refredament
directe.
Granulació d'escòries
Cu, Pb, Zn, metalls
preciosos, ferroaliatges
Electròlisi
Cu, Zn
Hidrometal·lúrgia
(extracció de fons)
Zn, Cd
Sistema d'eliminació
(purga)
Rentadors humits. PE's i
rentadors humits per a
plantes d'àcid.
Tots
Aigua de superfície
Ús d'un sistema de
refrigeració hermètic o per
aire. Control del sistema
per detectar fugues.
Sedimentació. Sistema
tancat.
Sistema hermètic.
Electrorecuperació de la
purga d'electròlit.
Sistema hermètic.
Sedimentació.
Precipitació si és
necessari.
Sedimentació.
Precipitació si és
necessari.
Neutralització i
precipitació.
Sedimentació.
Precipitació si és
necessari.
Reutilització dels cabals
Sedimentació.
àcids febles si és possible. Precipitació si és
necessari.
Bon emmagatzematge de Sedimentació.
matèries primeres i
Precipitació si és
prevenció d'emissions
necessari.
fugitives.
Resum de MTD per a cabals d'aigües residuals
Els sistemes de tractament d'aigües residuals poden maximitzar l'eliminació de metalls
mitjançant sedimentació i possiblement filtració. Els reactius emprats per a la precipitació
poden ser hidròxids, sulfurs o una combinació d'ambdós, segons la mescla de metalls
presents. En molts casos també és practicable reutilitzar aigua tractada.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
Aigua de procés
Cu
< 0,1
Pb
< 0,05
Components principals (mg/l)
As
Ni
Cd
< 0,01
< 0,1
< 0,05
Zn
< 0,15
Nota: Les emissions associades a l'aigua es basen en un mostreig aleatori qualificat o en una mostra
composta de 24 hores. El grau de tractament de l'aigua residual depèn de l'origen i dels metalls que conté.
Exemple d'emissions a l'aigua associades amb l'ús de les MTD
§
Residus de Procés
Els residus de procés es generen en diverses etapes del procés i depenen en gran
mesura dels compostos dels que estan constituïdes les matèries primeres. Els minerals i
concentrats contenen quantitats de metalls diferents del metall principal que es desitja
utilitzar. Els processos estan dissenyats per obtenir el metall objectiu pur i per recuperar
així mateix altres metalls valuosos.
Aquests altres metalls tendeixen a concentrar-se en els residus del procés, i al seu torn
aquests residus formen la matèria primera per a altres processos de recuperació de
metalls. La següent taula ofereix un resum d'alguns dels residus de procés i les opcions
disponibles per a la seva gestió.
Origen dels residus Metalls associats Residus
Opcions de gestió
Manipulació de
matèries primeres, etc.
Forns de fosa
Alimentació del procés
principal
Material per a la construcció
després del tractament de
l'escòria. Indústria d'abrasius.
Part de l'escòria pot usar-se
com material refractari, ex.
escòria per a la producció de
crom metall.
Matèria primera per a altres
processos de ferroaleació.
Reciclatge a fosa
Reciclatge a fosa
Recuperació d'altres metalls
valuosos
Reciclatge intern
Forns de conversió
Forns de
refinament
Tots els metalls
Pols, escombrades
Tots els metalls
Escòria
Ferroaliatges
Escòria rica
Cu
Cu
Escòria
Escòria
Residus superficials
Pb
Metalls preciosos
Tractament d'escòries
Cu i Ni
Forn de fosa
Tots els metalls
Electrorefinament
Cu
Electrorecuperació
Zn , Co, metalls
preciosos
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Residus superficials
i escòries
Escòria neta
Material de construcció.
Producció en mattes.
Residus superficials, Devolució al procés després
escòria i escòria
del seu tractament.
salina.
Recuperació de metalls,
recuperació de sal i altres
materials.
Purga d'electrolit.
Recuperació de Ni. Devolució
Restes anòdiques.
al convertidor. Recuperació
Llim anòdic.
de metalls preciosos
Electròlit consumit
Reutilització en el procés de
lixiviació
Resum General
Electròlisis amb sals
foses
Revestiment
consumit del gresol.
Excés del bany.
Fragments anòdics
Na i Li
Virutes de ferro després de
rentar
Reutilització com a
alimentació de procés
Devolució al procés
Residus
Residus de Ferrita Rebuig segur, reutilització de
la solució.
Rebuig segur
Residus
Residus de Cu/Fe Recuperació, rebuig
Regeneració
Catalitzador
Rebuig segur
Llots àcids
Lixiviació, rebuig
Àcid feble
Ús com a agent escoriant,
Refractaris
rebuig
Ús com a matèria primera en
Pols de carboni i
altres processos.
grafit
Recuperació
Àcid consumit
Devolució al procés.
Pols de filtres
Recuperació d'altres metalls
Destil·lació
Hg
Lixiviació
Zn, Cd
Zn
Cu
Ni, Co
Planta d'àcid sulfúric
Tots els metalls
Revestiments de
forns
Fresatge, Rectificació Carboni
Decapada
Cu, Ti
Sistemes d'eliminació La majoria, amb
filtres de mànegues
secs
o PE
Sistemes d'eliminació La majoria, amb
scrubbers o PE
humits
humits
La majoria
Llot de tractaments
d'aigües residuals
Digestió
Carburant o rebuig.
Venda com a electròlit.
Recuperació.
Al
Alúmina
Material de la
cel·la
Residus (sutge)
Llot de filtres
Llots d'hidròxids o
sulfurs
Llot vermell
Devolució al procés o
recuperació d'altres metalls
(ex. Hg). Rebuig
Rebuig segur, reutilització.
Reutilització.
Rebuig segur, reutilització de
la solució
Resum de residus i opcions disponibles per a la seva gestió
Els filtres de pols poden reciclar-se dins de la mateixa planta o utilitzar-se per a la
recuperació d'altres metalls en altres instal·lacions de metal·lúrgia no fèrria, per tercers o
per a altres aplicacions.
Els residus i escòries poden tractar-se per a recuperar els metalls valuosos i per a que
siguin adequats per a altres usos, per exemple com a material de construcció. Alguns
components poden convertir-se en productes comercialitzables.
Els residus del tractament d'aigües poden contenir metalls valuosos i poden reciclar-se en
alguns casos. Legisladors i empreses han d'assegurar-se que la recuperació de residus
per tercers es realitzi amb uns estàndards mediambientals elevats i que no causin efectes
negatius sobre altres medis.
§
Composts Tòxics
La toxicitat específica d'alguns composts que poden emetre's (i el seu impacte i
conseqüències ambientals) varia d'un grup a un altre. Alguns metalls tenen composts
tòxics que poden ser emesos pels processos, pel que han de reduir-se.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
§
Recuperació d'energia
La recuperació d'energia abans o després de l'eliminació pot aplicar-se en la majoria de
casos, però les circumstàncies locals són importants, per exemple, si no hi ha sortida per
a l'energia recuperada. Les conclusions de MTD per a recuperació d'energia són:
- Producció de vapor i electricitat a partir de la calor obtingut a les calderes de
recuperació.
- L'ús de la calor de la reacció per fondre o torrar concentrats o per fondre metalls
de ferralla en un convertidor.
- L'ús dels gasos de procés calents per assecar els materials d'entrada.
- Precalentament d'una càrrega de forn amb el contingut energètic dels gasos dels
forns o de gasos calents d'una altra procedència.
- L'ús de cremadors amb recuperació o precalentament de l'aire de combustió.
- L'ús com a combustible gasós del CO produït.
- L'escalfament de les solucions de lixiviació amb gasos o solucions de procés
calents.
- L'ús del contingut de plàstic d'algunes matèries primeres com a combustible,
sempre que no pugui recuperar-se el plàstic d'alta qualitat i que no s'emetin COV's
ni dioxines.
- L'ús de refractaris de baixa massa quan sigui factible.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics
Resum General
6. Grau de Consens i Recomanacions per a Futurs Treballs
Aquest BREF ha obtingut un alt nivell de suport per part del GTT i dels participants a la
7ena reunió del Fòrum d'Intercanvi d'Informació. Els comentaris crítics han estat
relacionats principalment amb aspectes de falta d'informació i de presentació (s'ha
sol·licitat la inclusió de més nivells d'emissió i consum associats amb les MTD en el
Resum Executiu).
Es recomana revisar aquest document en un termini de 4 anys. Les àrees on s'han de
realitzar esforços addicionals per establir una base sòlida d'informació inclouen, sobre tot,
les emissions fugitives i també dades específiques d'emissions i consums, residus de
procés, aigües residuals i aspectes relacionats amb petites i mitjanes empreses. El
Capítol 13 conté més recomanacions.
Indústria de Procés de Metalls No Fèrrics