Cap 10 MI-250 Mitigación Aire UNI FIGMM Mineria y Medio Ambiente

TRATAMIENTO PARA LA REMOCIÓN DE MATERIAL PARTICULADO Y GASES

La remoción se realiza para los los siguientes fines :

• Control de la contaminación del aire ( molienda, gases de fundiciones, motores de combustión interna)• Reducción del mantenimiento de equipos (equipo de tratamiento de gases de hornos de pirita, plantas de ácido sulfúrico)• Eliminación de riesgo contra la seguridad o la salud•Recuperación de un producto valioso, como la recuperación de polvos en las fundiciones.

BASES LEGALES

El DS-016-93-EM del mes de mayo de 1993 y el DS – 059-93-EM promulgado en diciembre del mismo año, donde se norma el Reglamento de Título Décimo Quinto del Texto Único Ordenado de la Ley General de Minería, “Reglamento para la Protección Ambiental en la Actividad Minero-Metalúrgicas”. Mediante los cuales el gobierno establece que todas las empresas dedicadas a actividades de extracción, fundición y refinación de minerales están obligadas establecer programas de monitoreo destinados a determinar la cantidad real de agentes contaminantes de aire emitidos por cada una de ellas, así como la calidad de aire en los ambientes expuestos a las actividades contaminadoras.

La Resolución Ministerial N°315-96 –EM/VMM, “Aprobación de los Niveles Máximos Permisibles de Elementos y Compuestos Presentes en Emisiones Gaseosas Provenientes de las Unidades Minero – Metalúrgicas”. En la cual se establecen los Límites Máximos Permisibles para Partículas en Suspensión, y se define a las Partículas en Suspensión como las partículas con diámetro aerodinámico inferior a 10 micras.

—El D.S N° 046-93-EM del 12/11/93. “Reglamento para la Protección Ambiental en las actividades de Hidrocarburos”.

—El D.S N° 029-94-EM del 08/06/94. “Reglamento de Protección Ambiental en las Actividades Eléctricas”.

Fundición Pb

COMPLEJO METALÚRGICO OROYA : EQUIPO PARA CAPTAR PARTÍCULAS

SÓLIDAS TOTALES (PTS) - MARCA GRASEBY - EN LA OROYA.

INSTITUTO DE MINERÍA Y MEDIO AMBIENTE DE LA FAC. ING.

GEOLÓGICA, MINERA Y METALÚRGICA- UNI- FILTRO CON PARTÍCULAS SÓLIDAS TOTALES (PTS) COLECTADAS DURANTE 24

HORAS EN LA OROYA, PREPARACIÓN PARA ANÁLISIS DE PLOMO Y

ARSÉNICO.

1999

COMPLEJO METALÚRGICO OROYA : EQUIPO PARA CAPTAR PARTÍCULAS

RESPIRABLES (PM10) - MARCA GRASEBY- EN LA OROYA.

0%

20%

40%

60%

80%

100%N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

COMPLEJO METALÚRGICO OROYA : EQUIPO PARA MEDIR SO2 MARCA API- MODEL 100A -

EN LA OROYA.

Descarga y lingoteo de plomo metálico

Acumulación de lingotes de plomo metálico

PROPIEDADES DEL MATERIAL PARTICULADO

La característica primordial que distinguen a los dispersoides gaseosos es el tamaño de partículas. La unidad de uso mas frecuente del tamaño de partículas es la micra, que se define como 1/1000 mm (1/25000 pulg) que a menudo se designa con el símbolo µ

Los dispersoides sólidos por su tamaño son de dos tipos :

a) Polvo, que es mayor que 1 µ y b) Humo, que es menor que 1 µ

Los polvos se originan casi siempre en la desintegración mecánica de la materia y se pueden volver a dispersar en la condición asentada o sedimentada, por medio de un chorro de aire.

Los humos son dispersoides con tamaños menores que la micra, que se forman por procesos como combustión, sublimación y condensación. Una vez que se recogen, no se pueden dispersar de la condición sedimentada por medio de chorros de aire o con equipos de dispersión mecánicas.

MECANISMOS PARA LA RECOLECCION DE POLVO

Los mecanismos que se emplean para larecolección de polvos se clasifican como sigue :

1. Sedimentación por gravedad2. Deposición inercial3. Intercepción de la línea de flujo4. Deposición por difusión5. Deposición electrostática6. Precipitación térmica7. Aglomeración sónica.

EQUIPOS DE RECOLECCION DE POLVOS

Para la recolección de polvo se tiene los siguientesequipos :

Cámaras de sedimentación por gravedadSeparadores por choqueSeparadores de ciclónSeparadores mecánicos centrífugosSeparadores de lechos granularesFiltros de bolsasLavadoresPrecipitadores electrostáticos.

REMOCIÓN DE CONTAMINANTES GASEOSOS

Se puede realizar por los siguientes métodos :

1. La especie contaminante se puede absorber sobre la superficie de

absorbedores sólidos selectivos

2. Los contaminantes pueden ser absorbidos por solventes líquidos.

3. El contaminante se puede oxidar por medio de la incineración catalítica o de

flama directa a otra forma química que no sea un contaminante.

4. La concentración del contaminante se puede reducir por la restricción de la

cantidad de contaminantes formadas en el proceso químico original.

Caja de atrape de polvos por filtros y sedimentación

Entrada

Salida

Ciclones para separación sólido/gas

Salida gas limpio

Salida polvo

Entrada de gas cargado con polvo

PRECIPITADOR ELECTROSTÁTICO

Entrada

Gas a ser limpiado

Torres rociadoras

B

Entrada aire sucio

Salida aire limpio

Ciclón y caja de filtros para atrape de materialparticulado

Eficiencia de equipos de colección de polvo :

Cámara de expansión : 90% de eficiencia arriba de 50 micras

Ciclón : 70 micras, 20% de eficiencia; 100 micras, 92% de

eficiencia.

Multiciclón : 3 micras, 20% de eficiencia; 70 micras, 99% de

eficiencia

Filtro de bolsa : Intervalo 0.5 a 100 micras, 99% de eficiencia,

Torre de rocio : 10 micras, 88% de eficiencia; 90 micras, 98% de

eficiencia

Lavador Venturi : 0.2 micras, 30% de eficiencia; 5 micras, 99% de

Eficiencia

Precipitador electrostático : 0.1 micras, 82% de eficiencia; 2 micras, 99% de

Eficiencia

MATERIAL PARTICULADO ATRAPADO EN FILTRO DEEQUIPO CAPTADOR DE ALTO FLUJO DE AIRE

Características del material particuladoEl material particulado captado por el filtro muestra una

tonalidad de beige y corresponde a un peso de 0.78 gcaptado en el laboratorio de vía seca (Mina de oro)

Peso material particulado 780 mgPb 7.8466 mgCd 0.0512 mgZn 3.4812 mgFe 56.015 mgAs 1.258 mg

SiO2 8.148 mg

22> 10 um

345 – 10 um

273 – 5 um

151 – 3 um

2< 1 um

% en peso.Tamaños

Distribución de tamaños de partículas enmaterial particulado captado por el filtro

Imagen de microscopìa electrónica mostrando fibrasdel filtro y atrape de material particulado

En la imagen puede observarse atrape de escasas partículas detamaños mayores a 10 micrones.

1.24 ppm0.97 ppmHg

38 g/TM36 g/TMAu

5.27 Oz/TM8.45 Oz/TMAg

0.0080.005% As

0.010.01% V

0.020.01% BI

0.030.02% Ti

0.0040.003% Cu

2.131.09% Zn

0.130.11% Mn

0.160.14% B

0.170.15% K2O

0.700.50% Na2O

5.144.84% MgO

2.583.14% CaO

7.483.42% Fe 2O3

10.848.36% Al2O3

11.2712.5% SiO 2

23.7224.27% SO4-2

35.4441.17% Pb

Muestra N°2Colector de plomo

Muestra N°1Colector de plomo

Componentesquímicos

Muestras dematerial

particuladoextraídas dehornos devìa seca y

depositadasen

colectoresde plomo.

FILTROS EN RESPIRADORES DEPROTECCIÓN PARA LA RETENCIÓN DEMATERIAL PARTICULADO, HUMOS Y

GASES.

CARACTERÍSTICAS DE LOS FILTROS(Partículas y humos)

Fibras de lana tubulares de 30 micronesde diámetro entrecruzadas entre ellas,formando una masa fibrosa compacta.

RETENCIÓN DE PARTÍCULAS EN FILTROS DE FIBRA DE LANA SE DEBE A

SIGUIENTES FENÓMENOS FÍSICOS

Efecto tamiz : Retención por tamañosInterceptación directa : Atrape en líneas flujo aire

Separación por inercia: Atrape en fibra por inercia

Efecto de difusión Browniano: Choques aleatorios

Efecto de atracción electrostática: Atracción porcarga estática generada por flujo de aire.

EVALUACIÓN DE LA EFICIENCIA DE RETENCIÓN, ELEMENTOS CONTAMINANTES

Y DISTRIBUCIÓN DE PARTÍCULAS ATRAPADAS EN FILTRO MASSEG P-1201 DE 74 mm DE DIAMETRO EN PISO DE CARGA DE

PLOMO DE FUNDICIÓN DE MINERALES DOE RUN PERÚ-LA OROYA

FILTROS: EFICIENCIA DE RETENCIÓN

Determinar la capacidad de retención de material particulado del filtro MASSEG P-1201 de 74mm de diámetro, tratado y energizado, la distribución granulométrica del material particulado y la evaluación analítica de elementos contaminantes atrapados por el filtro como Pb, As, Cd, Fe, Zn, y SiO2

1. OBJETIVO

MASSEG PERUANA S.R.L

2. CONDICIONES DE EXPOSICIÓN

El Filtro MASSEG P-1201 utilizado como pre-filtro del cartucho R52HE-P100 y expuesto a partículas de polvo, vapores y humos metálicos en el Piso de Carga de Plomo de Fundición de Minerales de DOE RUN PERÚ, La Oroya durante 7 horas de trabajo.


3. CARACTERÍSTICAS DEL FILTRO MASSEG P- 1201 EXPUESTO

Peso de material particulado : 0.1649 g = 164.9mg atrapado

Peso de filtro después de su uso : 3.0266 g

Peso de filtro antes de su uso : 2.8614 g


4. RESULTADO DEL ANÁLISIS, POR ABSORCIÓN ATOMICA DEL CONTENIDO DE Pb, As, Cd, Fe, y SiO2 EN MATERIAL PARTICULADO CAPTADO EN FILTRO MASSEG P-1201

1.081 mg Cd

1.595 mg As

15.122 mg Pb

Peso en mg atrapado en filtro MASSEG P-1201 durante 7 horas de trabajo en Piso

de Carga de Plomo

Elemento

2.821 mg SiO2 2.821 mg Zn0.950 mg Fe

5. DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑOS DE PARTÍCULAS DEL MATERIAL PARTICULADO ATRAPADO EN FILTRO MASSEG P-1201

251-3

393 – 5

285 – 10

3> 10

% Partículas Tamaños (micrones)

5< 1


6. CONCLUSIONES

El filtro MASSEG P-1201 muestra una eficiencia de retención del 99.83 % de material particulado, que permite cumplir con los requisitos señalados por la Norma NIOSH CFR 84.1144 (a/f) (Anexo I)

El filtro MASSEG P-1201 de 74 mm en 7

horas de trabajo ha captado 164.9 mg de material particulado en Piso de Carga de Plomo

Del análisis de elementos podemos notar el atrape predominante de Pb, Zn , Fe, As, Cd y SiO2 MASSEG PERUANA S.R.L

6. CONCLUSIONES

De las mediciones de tamaños de partículas por microscopía electrónica observamos que la mayor proporción de tamaños de partículas ocurren con tamaños entre 1 y 10 micrones

que corresponden al 97 % de partículas

En los aumentos de 8000X podemos observar partículas con formas angulosas y planas de tamaños generalmente menores de 1 micrón que se encuentran suspendidas en el

aire y son atrapadas por el filtro


Material particulado atrapado en superficies de fibras de filtro por fuerzas electrostáticas (500X)


Abundante material particulado atrapado en los intersticios y en la superficie de las fibras de filtro (500X).


Atrape de material particulado en superficie de fibras de filtro (1000X)


Abundante atrape de material particulado en los intersticios y superficie de fibras de filtro (1000X)


Predominancia de atrape de material particulado menores a 10 micrones (2000X)


Acumulación de material particulado entre fibras de filtro (2000X)


Atrape de material particulado inferior a 5 micrones y acumulación de partículas (4000X)


Acumulación de material acumulado por fuerza electrostática en fibras de filtro (4000X)


Acumulación y atrape de material particulado inferior a 2 micrones en

fibra de filtro (8000X)


Acumulación de material particulado por fuerza electrostática de fibra de filtro (8000X)


EQUIPO DE EVALUACIÓN DEL

% RETENCIÓN DE PARTÍCULAS POR FILTROS

FILTROTOTAL

FILTRO DELANA

CONPARTICULAS

% EFICIENCIA DE RETENCIÓN ( % ER)

% ER = 100 - Wpt x 100 (Wpt + Wp)

Wp =Peso de polvo en filtro de lana = 231.6 mgWpt = peso del polvo del filtro de atrape total= 0.4 mg% ER = 100 - (0.4 x 100 )/ (0.4 + 231.6)

% ER = 100 - 0.17 = 99.83 %

ATRAPE DE HUMOS POR FILTRO

DE LANA

RESULTADOS COMPARATIVOS DEL% DE PENETRACIÓN DE HUMOS

( DIESEL N°2 ) EN FILTROS

PRE FILTROS PRE FILTROS AMERICAN DE LANA OPTICAL-USA NACIONAL

Tiempo de exposición 10 minutos 10 minutos

% Penetración al filtro 40 % 40 %

Prefiltros delana concartuchosR52HE-P100 paraatrape degases (SO2,H2S, )

Equipo paramedición deresistenciarespiratoria enmm H2O enrespiradoresde doble víacon prefiltros

RESULTADOS DE RESISTENCIARESPIRATORIA DE PREFILTROS ENRELACIÓN A LOS RESPIRADORES DE

DOBLE VÍA.

ResistenciaCartucho R52HE-P100 15 mm H2OSin prefiltroPrefiltro AMERICAN OPTICAL 22.5 mm H2O+ Cartucho R52HE-P100Prefiltro de lana 17 mm H2O+ Cartucho R52HE-P100

CONCLUSIONES

• %ER del material particulado es de 99.83%, delfiltro de lana, tratado y energizado, cumple la NormaNIOSH 42, CFR-84: 841144 (f).

•Alta eficiencia del filtro de lana en la retención departículas menores a 10 micrones , incluyendocontaminantes como el SiO2, Pb, Zn, y As , etc. ; utilen labores minero - metalúrgicas.

•% de penetración de humos por prefiltrosAMERICAN OPTICAL y de lana son del mismo orden .

•Los filtros de lana utilizados como prefiltros ofrecenmenor resistencia respiratoria comparados con otrosfiltros.

FUNDICIÓN

DE LA OROYA

Chimenea

Principaly emisiones

Fugitivas

Agosto 2005

Imagen obtenida por microscopía electrónica de polvo

captado en filtro de lana

Masseg

P-1201 en planta de

zinc-Fundición de

la Oroya

Algunos componen

tes:

SiO2

Pb

Zn

As

Objetivos: Medición en línea de

PM10, SO2 y parámetrosmeteorológicos

Muestreo de materialparticulado PM10

CCTV monitoreo visualde gases

Control de los programasde mitigación

Información en tiemporeal

Inversión: US$ 0,63 MMEstado : En operación desde Octubre 1999

CK Environmental, Inc. USAKathleen Holmes and David Mackintosh

MONITOREO DE CALIDAD DEL AIRE

Objetivo: Controlar el impacto de la dispersión de las escorias por efecto del viento yacción de las lluvias, y mejorar el aspecto visual de la zona.

Tecnología: Empleo de geomembranas y geobolsas para impermeabilizar y permitir laforestación del área.

Inversión: US$ 1,09 MM. Cronograma: Finalizado en Mayo del 2004.

REMEDIACION DEL DEPOSITO ESCORIAS

Objetivo: Eliminar las emisiones fugitivas ymaterial particulado generados en las

plantas de espumado y hornos de plomo.Inversión: US$ 5,9 MM

107,56452,80541,8064,9104,0102,6961,338Planta de AcidoSulfúrico(millones dòlares)

TOTAL200620052004200320021998/ 2001PROYECTO

Planta de ácido sulfúrico

Una de las formas del manejo del SO2 es sutransformación en ácido sulfúrico, para esteproyecto se considera una planta de 500,000 t/añode capacidad para el procesamiento del SO2

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