vitrificación de residuos

La vitrificación despunta como una tecnología que permite tratar de forma correcta los residuos peligrosos de manera segura para el medio ambiente.
Las arenas de fundición constituyen el residuo mas importante de las fundiciones convencionales.
La temperatura, los aglomerantes y la naturaleza de ciertos metales conducen a una inclusión de los mismos en la parte superficial de la arena que confirma el molde.
cualquier proceso de vitrificación se ve favorecido por la adición de un vidrio por tanto, desde el punto de vista de la reutilización fundentes para ayudar a vitrificar otros residuos.

Residuos vitrificables
La vitrificación constituye una tecnología muy apropiada para el tratamiento de residuos altamente tóxicos
Los residuos aptos para la vitrificación deben ser de naturaleza inorgánica al cien por cien.
Para que el sistema resulte económicamente atractivo, los residuos deben ser de toxicidad elevada, puesto que ello lleva implícito un coste de tratamiento alto.
Dicha tecnología es utilizada para la descontaminación de terrenos donde se hayan producido fugas de productos químicos.

A medida que el calor va distorsionando, o debilitando, los enlaces químicos de los denominados fundentes, su estructura cristalina se desmorona y funde.
Las reacciones líquido/sólido son más rápidas.
Otro factor que acelera la fusión es el estado de cristalinidad de un compuesto.
Hay materiales donde la estructura cristalina se halla muy bien definida (como el cuarzo, materia prima básica para la elaboración de los vidrios).
El estudio de la regla de las fases indica que la adición de una sustancia a otra rebaja siempre el punto de fusión, alcanzándose un mínimo en la mayoría de los sistemas.
La fusión es un proceso térmico donde un sólido se convierte en fase líquida. El punto de fusión es aquella temperatura a la cual las dos fases están en equilibrio.
En la naturaleza es difícil encontrar una combinación que funda correctamente por debajo de 1.000 °C.

La desvitrificación
La desvitrificación es un fenómeno que consiste en la paulatina recristalización del vidrio, perdiendo su estructura amorfa.
El estado vítreo es más inestable que el cristalino, ya que a esta estructura corresponde una energía mínima.
Cuando un vidrio recristaliza no lo hace de forma homogénea sino que el proceso se inicia en determinadas zonas y fases.
Tienen una solidez mayor que el vidrio del que proceden, lo que en términos ambientales se traduce por un menor peligro de lixiviación.

PROPIEDADES DE LOS VITRIFICADOSDURANTE LA FUSIÓN

Durante la fusión los vidrios se comportan como un líquido viscoso.
A diferencia de los sólidos cristalinos, los amorfos no tienen temperatura de fusión, de ahí que se use el término maduración.
La viscosidad de un vidrio depende de la composición química y, naturalmente, de la temperatura.
El comportamiento de los diversos óxidos que integran el vidrio es diverso. Así los óxidos alcalinos reducen la viscosidad del fundido.
Los óxidos fundentes por excelencia como elPbO y en menor intensidad el CdO, BaO y ZnO re-ducen la viscosidad
Por el contrario, el MgO, óxido bastante refractario, siempre aumenta la viscosidad del fundido.
Los óxidos SiO2, Al2O3y ZrO2siempre aumentan la viscosidad.
Tensión superficial: El flujo de los vidrios se ve muy influenciado por la tensión superficial y el ángulo de contacto.
Una tensión superficial baja favorece la eliminación de burbujas gaseosas, en cambio una tensión superficial alta puede llegar a re adsorber burbujas durante el enfriamiento del vidrio.

La vitrificación como tecnología industrial

Los hornos suelen ser de crisol calentados eléctricamente, para reducir la emisión de gases, o por combustibles fósiles convencionales.
El material a vitrificar entra por la parte superior y cae sobre la superficie del líquido ya fundido.
El fundido sale a una gran temperatura y al precipitarse sobre agua fría queda sometido a un gran choque térmico que consigue mantener la estructura vítrea del material.
El material así obtenido se denomina «frita». Se trata de un vidrio sobre enfriado y, si la composición es la correcta.
La mayor parte de las sales alcalinas son solubles en agua.
Un esmalte cerámico suele ser la combinación de una frita y materias primas crudas (sin previa fusión).
En cuanto al control de calidad la frita supone una clara ventaja ya que garantiza una fórmula química precisa.
en la vitrificación el material pierde la geometría original, por cuanto funde completamente.

Importancia de la atmósfera interior del horno
trabajan con un ligero exceso de aire que oscila del 5al 15%. En cualquier caso está asegurada la presencia de oxígeno en los gases.
La reducción del CO solo será posible en la medida que la temperatura de los gases descienda.
En los vidrios el óxido de hierro puede actuar como formador de vidrio.
Ventajas:
– Bajísimas emisiones. – Incremento del ratio de fusión por unidad de superficie del baño. – Mejora de la eficiencia energética. – Reducción en el coste de las materias primas por el hecho de poder usar residuos.

ITRIFICACIÓN DE RESIDUOS DE MINERÍA

1 kg de metal supone la generación de casi 650 kg de residuos.
Estos lodos tienen una peligrosidad
ya que contienen gran cantidad de arsénico.
El problema real son los metales que se hallan asociados al metal base tales como: el antimonio, el cadmio, el mercurio, el bismuto,etc.
En la torre de neutralización de los gases ácidos antes de su emisión al exterior se suele inyectar lechada de cal.

Vitrificación de materiales radioactivos
La contaminación se define como la presencia indeseada de radio nucleidos en el ser humano (contaminación personal) o en el entorno que lo rodea(contaminación ambiental).
Los metales pesados, en el proceso de vitrificación quedan insertos en la matriz vítrea formando parte de ella y los diversos óxidos establecen unos enlaces entre ellos que constituye la esencia de la naturaleza vítrea.
La vitrificación es la tecnología más segura para inertización de residuos inorgánicos peligrosos.
El horno dispone de calefacción eléctrica para minimizar la emisión de gases. En cualquier caso los gases junto con los posibles volátiles y partículas arrastradas son conducidos a un enfriador.
El residuo fundido se introduce en contenedores en forma de botella. Cuando están llenos se conducen al vertedero o a un depósito de seguridad.