cap 8a mi-250 mitigación aire 22 nov 11-2

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 ROSA DE LOS

VIENTOS

MOSTRANDO

DIRECCIÓN

PREDOMINANTE

DEL AIRE HACIA

EL NE

DURANTE

MONITOREO EN

FUNDICIÓN

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 la recolección de polvos se clasifican como sigue : 1. Sedimentación por gravedad 2. Deposición inercial 3. Intercepción de la línea de flujo 4. Deposición por difusión 5. Deposición electrostática 6. Precipitación térmica 7. Aglomeración sónica.

EQUIPOS DE RECOLECCION DE POLVOS Para la recolección de polvo se tiene los siguientes equipos : Cámaras de sedimentación por gravedad Separadores por choque Separadores de ciclón Separadores mecánicos centrífugos Separadores de lechos granulares Filtros de bolsas Lavadores Precipitadores 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 material

particulado

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 DE

EQUIPO CAPTADOR DE ALTO FLUJO DE AIRE

Características del material particulado

El material particulado captado por el filtro muestra una

tonalidad de beige y corresponde a un peso de 0.78 g

captado en el laboratorio de vía seca (Mina de oro)

Peso material particulado 780 mg

Pb 7.8466 mg

Cd 0.0512 mg

Zn 3.4812 mg

Fe 56.015 mg

As 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 en

material particulado captado por el filtro

Imagen de microscopìa electrónica mostrando fibras

del filtro y atrape de material particulado

En la imagen puede observarse atrape de escasas partículas de

tamaños 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% Fe2O3

10.848.36% Al2O3

11.2712.5% SiO2

23.7224.27% SO4-2

35.4441.17% Pb

Muestra N 2

Colector de plomo

Muestra N 1

Colector de plomo

Componentes

químicos

Muestras de

material

particulado

extraídas de

hornos de

vìa seca y

depositadas

en

colectores

de plomo.

FILTROS EN RESPIRADORES DE

PROTECCIÓN PARA LA RETENCIÓN DE

MATERIAL PARTICULADO, HUMOS Y

GASES.

CARACTERÍSTICAS DE LOS FILTROS

(Partículas y humos)

Fibras de lana tubulares de 30 micrones

de 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 tamaños

Interceptación 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 por

carga 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.

MASSEG PERUANA S.R.L

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

MASSEG PERUANA S.R.L

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 mgCd

1.595 mgAs

15.122 mgPb

Peso en mg atrapado en filtro MASSEG

P-1201 durante 7 horas de trabajo en Piso

de Carga de Plomo

Elemento

2.821 mgSiO2

2.821 mgZn

0.950 mgFe

5. DISTRIBUCIÓN DEL TAMAÑOS DE PARTÍCULAS DEL

MATERIAL PARTICULADO ATRAPADO EN FILTRO

MASSEG P-1201

251-3

393 – 5

285 – 10

3> 10

% PartículasTamaños (micrones)

5< 1

MASSEG PERUANA S.R.L

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

MASSEG PERUANA S.R.L

Material particulado atrapado en superficies de fibras de filtro por fuerzas

electrostáticas (500X)

MASSEG PERUANA S.R.L

Abundante material particulado atrapado en los intersticios y en la

superficie de las fibras de filtro (500X).

MASSEG PERUANA S.R.L

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

MASSEG PERUANA S.R.L

Abundante atrape de material particulado en los intersticios y superficie

de fibras de filtro (1000X)

MASSEG PERUANA S.R.L

Predominancia de atrape de material particulado menores a 10 micrones

(2000X)

MASSEG PERUANA S.R.L

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

MASSEG PERUANA S.R.L

Atrape de material particulado inferior a 5 micrones y acumulación de

partículas (4000X)

MASSEG PERUANA S.R.L

Acumulación de material acumulado por fuerza electrostática en fibras de

filtro (4000X)

MASSEG PERUANA S.R.L

Acumulación y atrape de material particulado inferior a 2 micrones en

fibra de filtro (8000X)

MASSEG PERUANA S.R.L

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

MASSEG PERUANA S.R.L

EQUIPO DE EVALUACIÓN DEL

% RETENCIÓN DE PARTÍCULAS POR FILTROS

FILTRO

TOTAL

FILTRO DE

LANA

CON

PARTICULAS

% EFICIENCIA DE RETENCIÓN ( % ER)

% ER = 100 - Wpt x 100

(Wpt + Wp)

Wp =Peso de polvo en filtro de lana = 231.6 mg

Wpt = 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 de

lana con

cartuchos

R52HE-

P100 para

atrape de

gases (SO2,

H2S, )

Equipo para

medición de

resistencia

respiratoria en

mm H2O en

respiradores

de doble vía

con prefiltros

RESULTADOS DE RESISTENCIA

RESPIRATORIA DE PREFILTROS EN

RELACIÓN A LOS RESPIRADORES DE

DOBLE VÍA.

Resistencia

Cartucho R52HE-P100 15 mm H2O

Sin prefiltro

Prefiltro AMERICAN OPTICAL 22.5 mm H2O

+ Cartucho R52HE-P100

Prefiltro de lana 17 mm H2O

+ Cartucho R52HE-P100

CONCLUSIONES

• %ER del material particulado es de 99.83%, del

filtro de lana, tratado y energizado, cumple la Norma

NIOSH 42, CFR-84: 841144 (f).

•Alta eficiencia del filtro de lana en la retención de

partículas menores a 10 micrones , incluyendo

contaminantes como el SiO2, Pb, Zn, y As , etc. ; util

en labores minero - metalúrgicas.

•% de penetración de humos por prefiltros

AMERICAN OPTICAL y de lana son del mismo orden .

•Los filtros de lana utilizados como prefiltros ofrecen

menor resistencia respiratoria comparados con otros

filtros.

FUNDICIÓN

DE LA OROYA

Chimenea

Principal

y 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 dePM10, SO2 y parámetrosmeteorológicos

· Muestreo de materialparticulado PM10

· CCTV monitoreo visualde gases

· Control de los programasde mitigación

· Información en tiemporeal

Inversión: US$ 0,63 MM

Estado : 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 y

acción de las lluvias, y mejorar el aspecto visual de la zona.

Tecnología: Empleo de geomembranas y geobolsas para impermeabilizar y permitir la

forestación del área.

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

REMEDIACION DEL DEPOSITO ESCORIAS

Objetivo: Eliminar las emisiones fugitivas y

material particulado generados en las

plantas de espumado y hornos de plomo.

Inversión: US$ 5,9 MM

107,56452,80541,8064,9104,0102,6961,338

Planta de Acido

Sulfúrico(millones dòlares)

TOTAL200620052004200320021998/ 2001PROYECTO

Planta de ácido sulfúrico

Una de las formas del manejo del SO2 es su

transformación en ácido sulfúrico, para este

proyecto se considera una planta de 500,000 t/año

de capacidad para el procesamiento del SO2