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lunes, 20 de junio de 2011

VANADIO EN CENIZAS VOLANTES DE FUEL OIL


Las cenizas volantes (fly ash), son difíciles de manejar y transportar debido a su pequeño tamaño de partícula, a su baja densidad, y a la posibilidad de que pueda producirse una combustión espontánea. Estas cenizas volantes son consideradas desecho peligroso debido a su potencial de lixiviación y pre-colación y existen normas reguladoras de la calidad del aire y control de la contaminación atmosférica que impidan el escape de las cenizas a la atmósfera.
Los metales pesados como el Vanadio (V) y el Níquel (Ni) son de gran importancia en el campo de la manufactura de aceros aleados, catalizadores, tintes y colorantes, medicina y en la química analítica. La recuperación de V y Ni a partir de las cenizas provenientes de la combustión del fuel oil brindaría utilidad a un desecho industrial con posible rentabilidad, y disminuiría la posibilidad de contaminación que podría originar su acumulación.

Se puede evaluar a escala de laboratorio las posibilidades de pre-concentración de V y Ni en vista a su probable recuperación a partir de las cenizas volantes producidas en la combustión del fuel oil en una planta termoeléctrica, mediante la concentración de dichos metales por combustión controlada a diferentes temperaturas, tiempos y masa de cenizas, utilizando muestras con diferentes tamaños de partículas.






















De los elementos analiza dos en las cenizas volantes se verificó como los metales vanadio y níquel representan componentes trazas, pero en concentraciones relativamente elevadas, debido a la compo sición del fuel oil proveniente de crudos que poseen un alto contenido de metales.
El análisis granulométrico indica que la mayor cantidad retenida está presente en los tamices menores de 160µm, por lo que este residuo debe ser cuidadosamente manejado para evitar la contaminación de la atmósfera.
El contenido de V y Ni en las cenizas volantes aumenta con la disminución del tamaño de las cenizas.

La granulometría de las cenizas juega un papel deter minante en las pérdidas de masa por combustión; a menor granulometría las pérdidas de masa son menores bajo las mismas condiciones operacionales.
Desde el punto de vista del enriquecimiento, la combustión controlada de las cenizas de granulometría entre 96 y 74µm no favorece la concentración de V, en comparación al factor de enriquecimiento del 88% por separación granulométrica.
Las variables de tiempo y temperatura de combustión sobre la concentración de V y Ni en las cenizas inciden de manera significativa cuanto mayor es el tamaño de la granulometría de las cenizas.

La concentración de V a cualquier temperatura y a la correspondiente granulometría obedece a una relación cuadrática con el tiempo de combustión, y la velocidad de enriquecimiento puede expresarse por el modelo de potencia referida a la concentración del metal.
Las plantas termoeléctricas que utilizan fuel oil como combustible generan altas cantidades de residuos sólidos, oil fly ash, con concentraciones de V alrededor de 210ppm y de Ni de 27ppm.

La aplicación de combustión controlada al oil fly ash es un proceso de preconcentración que permite elevar los niveles de V y Ni en las cenizas, para su poste rior separación por lixiviación ácida o básica. En efecto, para la muestra original de cenizas se incrementa la concentración de V desde 210ppm hasta 334ppm, equivalente a un enriquecimiento del 59% para las condiciones de combustión de 500ºC y 2h.

domingo, 19 de junio de 2011

Recuperación del vanadio y molibdeno de catalizadores gastados en la industria petroquímica

El vanadio y el molibdeno son recuperados a partir de catalizadores gastados de la industria petroquímica en las formas de vanadato y molibdato de sodio por lixiviación con soluciones acuosas de NH3 o NaOH después de un tratamiento preliminar del catalizador con CS2 o solventes orgánicos.




El uso de solventes reciclados permite recuperar el azufre y minimizar la contaminación atmosférica debida a las cantidades considerables de gas SO2 que se emiten. La caracterización de los productos obtenidos en cada una de las etapas de extracción y recuperación de los productos finales se llevó a cabo por las técnicas de difracción de rayos X por el método de polvos, absorción atómica y análisis termogravimétrico, simplificando así la ruta crítica de su extracción.




Diferentes concentraciones de las soluciones de NH3 y NaOH y dierentes condiciones de operación fueron investigadas. Estos metales se extrajeron selectivamente por diferentes técnicas empleadas. Los resultados muestran que con un simple tratamiento del catalizador con el hidróxido de sodio y el hidróxido de amonio, que son agentes alcalinos relativamente comunes y de bajo costo, se pueden recuperar dos de los metales contenidos en mayor proporción en el catalizador, que son el vanadio en un 98% y el molibdeno en un 92% respectivamente en forma de sales, permitiendo así su posterior reutilización.




El método de recuperación presentado en este trabajo resulta ser una buena alternativa para la Industria Petroquímica por ser efectivo y a la vez factible, gracias precisamente a la reutilización de estos metales, la cual representa una gran ventaja económica competitiva a nivel comercial.



Fuentes:


http://eprints.uanl.mx/419/1/recuperacion.pdf


Informe interesante acerca del tema:


Catalysts in petroleum refining and petrochemical industries


http://books.google.com/books?id=X_iNvoFj4pYC&pg=PA27&dq=vanadium+catalyst+petrochemical&hl=es&ei=E6H9TeyTGImn0AHx3ZGQAw&sa=X&oi=book_result&ct=book-preview-link&resnum=1&ved=0CDAQuwUwAA#v=onepage&q=vanadium%20catalyst%20petrochemical&f=false


Para leer el artículo se debe tener conceptos básicos de refinación de petróleo:


http://www.youtube.com/watch?v=jk0WrtA8_T8&playnext=1&list=PLA8A458F4BD5DBE38