Contenido principal del artículo

Este estudio tiene como objetivo realizar una evaluación preliminar de un proceso de vitrificación, para estabilizar una escoria de fundición de plomo secundario, con el fin de facilitar su manejo y/o disposición. El proceso de vitrificación consiste en someter un residuo a altas temperaturas con agentes vitrificantes, donde se obtiene un producto con alta estabilidad química, permitiendo inertizar un residuo peligroso. Para este estudio, se caracterizó una escoria de fundición y un residuo de arena, a través de las técnicas de Fluorescencia de Rayos X (FRX), Difracción de Rayos X (DRX) y granulometría Láser, con el fin de determinar los parámetros del proceso de vitrificación. Seguidamente, se formularon los lotes experimentales con escoria, arena y carbonato de sodio (Na2CO3) y, se sometieron a temperaturas de 1000, 1100 y 1200ºC durante 2 horas. Los productos obtenidos del proceso, fueron analizados a través de las técnicas de Espectroscopía de IR y de DRX. Adicionalmente, se aplicó la técnica de TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) para determinar la movilidad de los metales pesados contenidos en la escoria y los productos vitrificados. Como resultado del proceso de vitrificación se encontró que a 1200ºC los productos presentaron texturas más homogéneas, parcialmente amorfas, con algunas fases cristalinas. A partir de los resultados obtenidos se puede concluir, que el proceso de vitrificación fue efectivo para la estabilización de la escoria, debido a que presentó una reducción significativa en la lixiviación de metales pesados, cumpliendo la norma para TCLP. Se sugieren estudios posteriores para modificar temperaturas y agentes vitrificantes.

1.
Torres Agredo J, Narváez-Legarda A, Sánchez-Cano R, Mosquera-Hidrobo LF. Proceso de vitrificación para solidificar/estabilizar una escoria de fundición: estudio preliminar. inycomp [Internet]. 5 de junio de 2022 [citado 26 de junio de 2022];24(02):16. Disponible en: https://revistaingenieria.univalle.edu.co/index.php/ingenieria_y_competitividad/article/view/11333

Smaniotto, A., Antunes, A., do Nascimento Filho, I., Venquiaruto, L. D., de Oliveira, D., Mossi, A., et al. Qualitative lead extraction from recycled lead–acid batteries slag. Journal of Hazardous Materials. 2009; 172(2-3): 1677-1680.

International Lead Association Lead Uses – Statistics. 2012. Disponible en: https://www.ila-lead.org/lead-facts/lead-uses--statistics. [Consultado: 02-abr-2019].

Pan, D. A., Li, L., Tian, X., Wu, Y., Cheng, N., Yu, H. A review on lead slag generation, characteristics, and utilization. Resources, Conservation and Recycling. 2019, 146, 140-155.

European Waste Catalogue(EWC). 2000. Disponible en: http://www.epa.ie.

Li, L., Wu, Y., Liu, T., Yu, H. Characteristics and properties of glass-ceramics using lead fuming slag. Journal of Cleaner Production. 2018, 175: 251-256.

Chen, C., Xie, W., Li, X., Yang, Q., Zhong, Z., Chen, X., et al. Solidification/Stabilization of Pb and Zn in tailing waste using cement, fly ash and quick lime. Envron. Chem. 2015, 34: 1553-1560.

Gougar, M. L. D., Scheetz, B. E., Roy, D. M. Ettringite and C-S-H Portland cement phases for waste ion immobilization: A review. Waste management. 1996, 16(4): 295-303.

Colombo, P., Brusatin, G., Bernardo, E., Scarinci, G.. Inertization and reuse of waste materials by vitrification and fabrication of glass-based products. Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2003, 7(3): 225-239.

Wen Zhao, Z., Yuan Chai, L., Peng, B., Jie Liang, Y., He, Y., Hao Yan, Z. Arsenic vitrification by copper slag based glass: Mechanism and stability studies. Journal of Non-Crystalline Solids. 2017. 466: 21-28.

Iwaszko, J., Zajemska, M., Zawada, A., Szwaja, S., Poskart, A. Vitrification of environmentally harmful by-products from biomass torrefaction process. Journal of Cleaner Production. 2020. 249, 119427. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.119427

Fan, W. D., Liu, B., Luo, X., Yang, J., Guo, B., Zhang, S. G. Production of glass–ceramics using municipal solid waste incineration fly ash. Rare Metals. 2019, 38(3): 245-251.

Ayala Valderrama, D. M., Gómez Cuaspud, J. A., Roether, J. A., Boccaccini, A. R. Development and characterization of glass-ceramics from combinations of slag, fly ash, and glass cullet without adding nucleating agents. Materials. 2019, 12(12): 2032.

Barbieri, L., Lancellotti, I., Manfredini, T., Queralt, I., Rincon, J., Romero, M. Design, obtainment and properties of glasses and glass–ceramics from coal fly ash. Fuel. 1999. 78(2): 271-276.

Binhussain, M. A., Marangoni, M., Bernardo, E., Colombo, P. Sintered and glazed glass-ceramics from natural and waste raw materials. Ceramics International. 2014, 40(2): 3543-3551.

Gomes, V., De Borba, C. D. G., Riella, H. G. Production and characterization of glass ceramics from steelwork slag. Journal of materials science. 2002, 37(12): 2581-2585.

Inertisation of slags from the treatment of end of life automotive batteries and their reuse in the production of heavy clay products with soundproofing properties. Glass Technology-European Journal of Glass Science and Technology Part A. 2008. 49(6): 313-316.

Khater, G. A. The use of Saudi slag for the production of glass-ceramic materials. Ceramics International. 2002. 28(1): 59-67.

Pelino, M. Recycling of zinc-hydrometallurgy wastes in glass and glass ceramic materials. Waste Management. 2000. 20(7): 561-568.

Yu, L., Xiao, H., & Cheng, Y. Influence of magnesia on the structure and properties of MgO-Al2O3-SiO2-F− glass-ceramics. Ceramics international. 2008. 34(1): 63-68.

ElBatal, H. A., Hassaan, M. Y., Fanny, M. A., Ibrahim, M. M. Optical and FT Infrared Absorption Spectra of Soda Lime Silicate Glasses Containing nano Fe2O3 and Effects of Gamma Irradiation. Silicon. 2017. 9(4): 511-517.

Abadi, M. S., Delbari, A., Fakoor, Z., Baedi, J. Effects of annealing temperature on infrared spectra of SiO2 extracted from rice husk. J Ceram Sci Technol. 2015. 6(1): 41-46.

Yilmaz, G. Structural characterization of glass–ceramics made from fly ash containing SiO2 – Al2O3 – Fe2O3 – CaO and analysis by FT-IR–XRD–SEM methods. Journal of Molecular Structure. 2012. 1019: 37-42.

Conde, C. S. La espectroscopía Infrarroja en el campo del vidrio. Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio. 1968. 7(6): 633-653.

Dantas, N. O., Ayta, W. E., Silva, A. C., Cano, N. F., Silva, S. W., Morais, P. C. Effect of Fe2O3 concentration on the structure of the SiO2–Na2O–Al2O3–B2O3 glass system. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 2011. 81(1): 140-143.

Kavouras, P., Kaimakamis, G., Ioannidis, T. A., Kehagias, T., Komninou, P., Kokkou, et al. Vitrification of lead-rich solid ashes from incineration of hazardous industrial wastes. Waste Management. 2003. 23(4): 361-371.

Ministerio de Ambiente y Desarrollo Sostenible, Decreto 4741 de 2005, Por el cual se reglamenta parcialmente la prevención y manejo de los residuos o desechos peligrosos generados en el marco de la gestión integral. Colombia, 2005.

Park, Y. J., Heo, J. Conversion to glass-ceramics from glasses made by MSW incinerator fly ash for recycling. Ceramics International. 2002. 28(6): 689-694.

Çoruh, S., Ergun, O. N. Leaching characteristics of copper flotation waste before and after vitrification. Journal of environmental management. 2006. 81(4): 333-338.

Sørensen, M. A., Koch, C. B., Stackpoole, M. M., Bordia, R. K., Benjamin, M. M., Christensen, T. H. Effects of thermal treatment on mineralogy and heavy metal behavior in iron oxide stabilized air pollution control residues. Environmental science & technology. 2000. 34(21): 4620-4627.

Karmakar, B. Functional Glasses and Glass-Ceramics from Solid Waste Materias. Functional Glasses and Glass-Ceramic; Butterworth-Heinemann: Oxford, 2017. UK, 295-315.

Saenz Forero, F. A. Estudio preliminar del proceso de vitrificación de residuos peligrosos por vía térmica [tesis de Maestría en Internet]. Bogotá: Universidad de los Andes; 2006. Disponible en: https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstream/handle/1992/9304/u276944.pdf?sequence=1

Forero Cardenas, B. Vitrificación de los contenidos internos de pilas desechadas del tipo li-ion: una opción de reciclaje. [tesis de Maestría en Internet]. Universidad Industrial de Santander; 2016. Disponible en: http://tangara.uis.edu.co/biblioweb/tesis/2016/165533.pdf

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.