Título de la presentación1

BIODESULFURIZACIÓN DE CARBONES

Septiembre de 2010

Convenio: Cementos Argos - Universidad Nacional de Colombia -SENA

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1. Objetivo2. Generalidades sobre el carbón

• Azufre en el carbón• Carbón usado en el proyecto• Efectos del azufre

3. Biodesulfurización• Tipos de proceso empleados en el proyecto• Ventajas• Microorganismos

4. Resultados• Lechos empacados• Suspensión• Neutralización• Planta Piloto

5. Conclusiones

CONTENIDO

OBJETIVO

Evaluar el proceso de biodesulfurización de carbones, empleandomicroorganismos, como alternativa biotecnológica para el usosostenible del carbón proveniente de minas, con altos contenidosde azufre, pertenecientes a cementos Argos S.A.

GENERALIDADES SOBRE EL CARBÓN

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Generalidades

• Combustible fósil• Macromolécula heterogénea, no cristalina• Compuesto por materiales orgánicos e

inorgánicos

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Azufre en el carbón

• Inorgánico (no hace parte de la estructura)– Sulfuros

• Pirita (FeS2): Predominante, distribución aleatoria• Esfalerita (ZnS)• Galena (PbS)

– Sulfatos (SO42-)

• Orgánico (hace parte de la estructura, enlace covalente)– Tioles aromáticos o alifáticos– Sulfuros o disulfuros aromáticos, alifáticos o

mezclados– Tiofenoles

Colombia

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Carbón usado en el proyecto

Mina El Guacamayo, Puerto Libertador

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Carbón usado en el proyecto

Formas de azufre promedio para diferentes mantos (H,I,K,M)

0,34%

1,20%

2,49%

0,44%

0,34% < Azufre total < 4,48%

Res 623/98: S Total < 1,5%

Restricciones proceso

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Efectos del azufre

• Atmósfera

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Efectos del azufre

• Producción de cemento– Formación de anillos y costras en los hornos de

clínker– Reduce viscosidad y tensión superficial de la

fase líquida• Positivo:

– Forma fase líquida– Facilita reacción formación alita y belita– Sinergia mineralizadores

• Negativo– Forma clinker fino

» Enfriamiento llama por recirculación de polvo» Infiltración en refractario

– Puede reducir disponibilidad de CaO para formar alita por la formación de CaSO4

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Efectos del azufre

• Producción de cemento– Favorece la formación de sulfatos alcalinos

• Positivo: – Si hay muchos álcalis

• Negativo– Si hay pocos álcalis

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Efectos del azufre

• Control azufre– Pre-combustión

• Procesos:– Físicos– Químicos– Biológicos– Combinación

– Post-combustión• Uso de carbonatos para capturar azufre• Dispositivos de control

BIODESULFURIZACIÓN

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Tipos de proceso

• Lechos empacados (Batch)

24 días

160 días

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Tipos de proceso

• Suspensión agitada– Menor tiempo proceso– Mayor eficiencia– Proceso continuo

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Ventajas biodesulfurización

• Simplicidad y versatilidad de diseño y operación

• Aplicación en locaciones remotas• La operación no requiere mano de obra

calificada• Puesta en marcha sencilla• Costos de operación bajos

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Microorganismos

Rhodococcus rhodochrous

Acidithiobacillus thiooxidans

Acidithiobacillus ferrooxidans

RESULTADOS

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Lechos empacados

Remociones en lechos empacados

• Incremento S total• Baja remoción pirita• Azufre orgánico• Precipitación sulfatos• 24 días

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Suspensión agitada

• Ensayo preliminar

Remociones en erlenmeyer

• Tamaños• 24 días• Batch• Costoso

52,64%

89,45%96,27% 98,13%

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Suspensión agitada

• Ensayo continuo

Remociones en biorreactores 5 litros

• 1,25 l/d• 17% carbón en solución• Cerca norma• Lavado de sulfatos• Remoción diaria

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Suspensión agitada

• Microscopía electrónica de barrido

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¿Y EL AZUFRE ORGÁNICO?

Rhodococcus rhodochrous

NEUTRALIZACIÓN

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Neutralización

Lixiviado

Mezcla CKD

Precipitado y Clarificado

Molienda

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Neutralización

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Planta piloto

CONCLUSIONES

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• Ventaja métodos biológicos• Comportamiento hidráulico de lechos y pilas• Agitado continuo, más eficiente• Tratamiento de lixiviados con CKD• Cerrar ciclos• Empresa sotenible

Muchas gracias por su atención