ES2206576T3 - Limpieza y recuperacion de residuos industriales con ayuda de microondas. - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENCION PROPORCIONA UN PROCESO Y UN APARATO PARA LA LIMPIEZA Y RECUPERACION DE RESIDUOS INDUSTRIALES QUE CONTIENEN SOLIDOS METALICOS GRASIENTOS (22) CONCENTRANDO MAGNETICAMENTE LOS SOLIDOS METALICOS GRASIENTOS CON UN CONCENTRADOR MAGNETICO (76), MEZCLANDO LOS SOLIDOS CONCENTRADOS CON UN AGENTE QUIMICO DE DESMOLDEO EN UN CLARIFICADOR (70), APLICANDO A LA MEZCLA RADIACION DE MICROONDAS EN UNA CAMARA DE PROCESO DE MICROONDAS (72), Y RECOGIENDO POR SEPARADO LOS SOLIDOS METALICOS LIMPIOS (91) CON UN FILTRO DE TAMBOR (92) Y DESPUMANDO EL ACEITE RECUPERADO (85) DEL CLARIFICADOR CON UN ESPUMADOR (84).

Description

Limpieza y recuperación de residuos industriales con ayuda de microondas.

La invención presente se refiere, en general, a un tratamiento de los residuos industriales, y, más en particular, a la limpieza y recuperación de residuos industriales metálicos oleosos, con la ayuda de microondas.

Antecedentes de la invención

Hay varios procedimientos industriales que producen residuos mixtos oleosos. Un ejemplo son los trenes de laminación de bandas de acero en caliente. El agua de refrigeración de estos trenes contiene, en general, partículas metálicas oleosas. En los procedimientos típicos para el tratamiento de estos residuos se utilizan depósitos y productos químicos para la floculación, sedimentación, espesamiento, deshidratación y rigidización para producir un lodo residual concentrado.

En la figura 1 se ilustra un bloque diagrama de una instalación típica de tratamiento para procesar el agua oleosa de refrigeración procedente de un tren de laminación de bandas en caliente. El efluente residual entra en un depósito de mezcla rápida 20, según se indica por medio de la flecha 22, donde se mezcla con un polímero aniónico. Desde ahí sigue por los conductos 24 hasta los depósitos aclaradores 26, según se indica por medio de las flechas 25, donde el aceite se desespuma, según se ilustra por medio de las flechas 28, y se extrae el agua, según se ilustra por medio de la flecha 30, y se dirige a un pozo de tipo húmedo 32. Desde este pozo de tipo húmero 32, el agua se dirige a través de los filtros a presión 34, una torre de enfriamiento 38 y dentro de un pozo frío 38, según se ilustra por medio de las flechas 33, 35 y 37, para proporcionar un a fuente de agua de refrigeración de nuevo al tren de laminación. El residuo restante 39, procedente de los depósitos aclaradores 26, se dirige a través de los conductos 40 hasta el depósito espesador 42, según se indica por medio de las flechas 41, donde se añaden polímeros aniónicos y/o catiónicos, y/o ácido sulfúrico. El residido espesado 44 se dirige luego a través del conducto 46 hasta el tambor filtrante 48, según se ilustra por medio de la flecha 47 y, por último, se deposita en forma de torta de lodo residual en el receptáculo 50, según se ilustra por medio de la flecha 49.

Es típico que el volumen del lodo sea, aproximadamente, 1/3 de agua, 1/3 de aceite y un 1/3 de metal férreo y óxido de hierro, a los cuales se les añade cal para el espesamiento. Es típico desacerse de este lodo residual en un vertedero especial controlado o que se transporte en camiones a una planta de procesamiento ajena a la empresa fabricadora.

Un tren típico de laminación de bandas en caliente puede generar hasta 40 toneladas de lodo al día y más de 7.000 toneladas al año. Los costes relacionados con la producción y evacuación de este lodo son muy importantes.

Además, los procedimientos convencionales para el tratamiento de las aguas residuales llevan mucho tiempo, y el equipo de la planta es muy voluminoso, lo cual requiere un amplio espacio para el alojamiento en las instalaciones del tren de laminación. También, a medida que el terreno del vertedero llena toda su capacidad, es de esperar que el coste de la evacuación del lodo residual de laminación aumente.

De acuerdo con esto, se necesitan sistemas de tratamiento de las aguas residuales industriales que sean más pequeños, más rápidos y más económicos.

Para la separación de las emulsiones de aceite y agua hay muchos procedimientos ya conocidos. Es común que se haga referencia a tales procedimientos como craqueo de la emulsión. Es típico que en la craqueo de la emulsión se necesite la adición de calor y, con frecuencia, se requieren de substancias químicas desemulsificadoras. Los tiempos de procedimiento en los que se utilizan métodos de sedimentación por gravedad requieren con frecuencia entre 4 y 24 horas para conseguir una separación mayor del 90%.

En fecha reciente los sistemas de craqueo de las emulsiones de aceite y agua empleando la energía de las microondas se han probado in situ con éxito y hoy día están en desarrollo, principalmente para la industria petrolífera. Los sistemas de craqueo de las emulsiones por microondas son compactos, y han demostrado que son rápidos, continuos, al procesar a velocidades de paso hasta más allá de 3,2 litros por segundo, mediante el uso del paso a través de aplicadores de microondas. Es típico que los procedimientos eficientes por microondas solo requieran un aumento del 20% en la temperatura y empleen energía, en una relación entre energía y procesado de 130 a 190 kilovatios por litro por segundo. El craqueo de emulsiones por microondas tiene la ventaja adicional de que, para algunas aplicaciones, no se necesita la adición de productos químicos. Ejemplos del empleo de la energía de las microondas para la separación de emulsiones de agua y aceite se dan a conocer, por ejemplo, en las patentes EE. UU. A-.582.629 y EE.UU. A-4.810.375.

Aunque estos métodos pueden mejorar la separación de las emulsiones de agua y aceite no solucionan el problema, distinto, consistente en la separación adicional del aceite de los sólidos metálicos que con frecuencia se hallan presentes en los efluentes de residuos industriales, tales como el agua de refrigeración de los trenes de laminación de bandas en caliente.

Además en la patente EE.UU. A-5.147.554 se describe un procedimiento y un aparato para tratar residuos industriales que contengan componentes ferromagnéticos en el que el residuo se lava con una solución lavadora y luego se aplican imanes permanentes a la pared del depósito lavador para separar las partículas ferromagnéticas del residuo antes de la recogida de las partículas y otros componentes residuales. En la patente JP-B-530129 05 se describe también un método para retirar las capas de óxido del agua de refrigeración descargada de las máquinas de laminación por medio de un cilindro magnético.

Un objeto de la invención presente es, de acuerdo con esto, aportar un método para tratar los residuos industriales que contengan sólidos metálicos oleosos mediante la separación de sus diversos componentes para su recuperación y reutilización, reduciendo de este modo, de manera significativa, o eliminando el lodo residual.

Es también un objeto de la invención presente aportar equipo, para el procedimiento de tratamiento de las aguas residuales, que es más rápido y más compacto que los que hasta el presente se utilizan de una manera típica.

Los objetos y las ventajas adicionales de estas invención se expondrán en la descripción que sigue, y, en parte, pueden resultar evidentes por esta descripción, o se pueden conocer por la práctica de la invención. Los objetos y ventajas de esta invención se pueden comprender y conseguir por medio de los artificios y combinaciones que, en particular, se indican en las reivindicaciones.

Sumario de la invención

La invención presente proporciona un procedimiento y un aparato para la limpieza y la recuperación de un residuo industrial que contenga sólidos metálicos oleosos mediante la concentración de los sólidos magnéticos oleosos por medios magnéticos, la mezcla de los sólidos concentrados con un agente químico separador, la aplicación de radiación de microondas a la mezcla y la recogida, por separado, de los sólidos metálicos limpios y los componentes oleosos recuperados.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos adjuntos, los cuales están incorporados a, y constituyen una parte de, la memoria, ilustran, de manera esquemática, una realización preferida de la invención, y, junto con la descripción general que se ha dado antes y la descripción detallada de la realización preferida que se da más adelante, sirven para explicar los principios de esta invención.

La figura 1 es un diagrama esquemático de principio de una instalación típica para el tratamiento de aguas residuales con la técnica anterior.

La figura 2A es un gráfico que muestra los resultados del tratamiento experimental de residuos metálicos oleosos concentrados, por medios magnéticos, con un agente separador y calentamiento convencional.

La figura 2B es un gráfico que muestra los resultados del tratamiento experimental de residuos metálicos oleosos concentrados, por medios magnéticos, con un agente separador y radiación de microondas.

La figura 3 es un diagrama esquemático de principio de una planta para el tratamiento de aguas residuales según una realización preferida de la invención presente.

Descripción detallada de la invención

La invención presente se describe más adelante con relación a una realización preferida, la de un sistema de procedimiento por microondas que se ha modernizado al lado de un sistema de procedimiento ya existente de aguas residuales. El sistema de este procedimiento se puede instalar, a modo de alternativa de un sistema de procedimiento convencional de las aguas residuales.

En el procedimiento de recuperación de aguas residuales por microondas hay dos etapas principales. En la primera etapa se concentran por medios magnéticos los sólidos de partículas metálicas oleosa procedentes del efluente de residuos industriales. En la segunda etapa se separa el aceite de los sólidos metálicos empleando el procedimiento por microondas. En la figura 3 se ilustra un sistema de procedimiento de recuperación por microondas instalado en una planta típica para el tratamiento del efluente de trenes de laminación de bandas en caliente. En un sistema se usa el procedimiento por lotes totalmente automático con tecnología avanzada. El procedimiento por lotes puede incluir un aclarador 70 el cual se llena y luego se separa por medio de ciclos repetitivos. El procedimiento continuo se puede realzar añadiendo un segundo aclarador por lotes a continuación de la cámara de procedimiento por microondas 72 (que no se ilustra). Además, la cámara de procedimiento por microondas puede estar seguida por una centrífuga para separar, de modo continuo, los sólidos del líquido del procedimiento. La centrífuga también puede estar seguida por un combinador coalescente de aceite y agua o centrífuga de líquido a líquido para, de una forma continua, separar el aceite del agente químico separador. Este sistema también puede llevar incorporados depósitos de almacenamiento masivo que contengan para su utilización para decantar los lodos.

Con referencia a la figura 3, la primera etapa en el procedimiento de recuperación de residuos por microondas es desviar la corriente del procedimiento del agua de enfriamiento del tren laminador a través del conducto 74 hasta un concentrador magnético de tamaño industrial 76, según se indica por medio de la flecha 75. Los sólidos metálicos oleosos dentro de esta corriente se separan por medios magnéticos y se concentran. La concentración se lleva a cabo para reducir la velocidad de paso del procedimiento por microondas, los tamaños de los depósitos y el volumen del sistema. La corriente de agua, desprovista ahora de sólidos metálicos oleosos, se devuelve al depósito de mezcla rápida 20, del sistema convencional, por medio del conducto 78, según se indica medio de la flecha 79. Como alternativa, cuando el sistema de procedimiento por microondas substituye al sistema convencional para el procedimiento de las aguas residuales, el agua procedente de la etapa de aclarado se puede desviar, desde donde indica la flecha 79 y según se indica por medio de las flechas 30, hacia un pozo de tipo húmedo 32. Desde el pozo de tipo húmedo 32 el agua se puede dirigir a través de los filtros a presión 34, hacia una torre de refrigeración 36, y dentro de un pozo de tipo frío 38 para aportar, de nuevo, una fuente de agua de refrigeración para el tren de laminación.

Antes de ahora se ha demostrado que los sistemas de concentración magnética, para su utilización con los efluentes de agua residual procedente de la fabricación del acero, han tenido éxito con sistemas piloto en los Estados Unidos, Suecia y Japón. A estos sistemas de concentración magnética se les denomina aparatos de separación magnética de gradiente alto (HGMS). En Japón se han instalado y utilizado con éxito aparatos comerciales, a escala de producción completa, para retirar los sólidos metálicos oleosos suspendidos en las aguas residuales de los trenes de laminación de bandas en caliente, aguas residuales de los procedimientos de colada continua y de otras aplicaciones afines.

Los sistemas de HGMS son prácticos, compactos y eficientes. Es típico que estos sistemas requieran menos de la décima parte del área del suelo que los componentes físicos más antiguos de los depósitos de aclarado y sedimentación. Se consiguen unas eficiencias en la filtración magnética de más del 90% con concentraciones medias de sólidos suspendidos, del efluente del filtrado, de 10 partes por millón (ppm) o menos. El consumo de energía es, aproximadamente, 0,14 kilovatios por litro por segundo, del ritmo del procedimiento de las aguas residuales. El consumo de energía se puede reducir por medio de la utilización de la tecnología de los imanes permanentes tal como la tecnología de la separación magnética de alta intensidad en húmedo (WHIMS) y otras.

También hay concentradores magnéticos de una velocidad de paso extremadamente alta disponibles en el comercio. Se han conseguido velocidades de paso de 1.140 litros por segundo, para procedimientos de separación magnética, en aplicaciones para residuos de acerías y aguas de procedimiento.

La salida de sólidos metálicos oleosos concentrados, procedentes del concentrador magnético 76, ilustrada por medio de la flecha 80, se mezcla con un agente químico separador dentro del aclarador 70 u otro receptáculo mezclador. El agente químico separador puede ser casi un agente tensioactivo y/o disolvente con propiedades para separar el aceite. Por ejemplo, se pueden utilizar sistemas acuosos o sistemas semiacuosos saponificados. Es ideal que el agente químico separador pueda combinar las propiedades de buena separación del aceite y el metal con las buenas propiedades de separación del agente químico y el aceite, es decir, unas propiedades de buena limpieza y buen rechazo del aceite. Un agente químico separador preferida es TRIM® RINSE 200 disponible en la Master Chemical Corporation, Perrysburg, Ohio. El TRIM® RINSE 200 tiene la siguiente composición, en tanto por ciento en peso: 10 a 20% de silicato sódico, 1 a 10% de carboxilato de amina, 1 a 10% de borato sódico, 1 a 10% de agente tensioactivo aniónico, 1 a 10% de benzoato sódico, 1 a 10% de agente tensioactivo no iónico, menos del 1% de tintura., siendo el resto agua. El agente tensioactivo está certificado en su hoja de datos de seguridad del fabricante (MSDS) como no tóxico e incombustible. Se pueden utilizar otras substancias químicas separadoras con propiedades similares de limpieza y/o separación del aceite. Además, en la práctica de la invención presente se pueden utilizar substancias separadoras sin que tengan la propiedad de rechazo del aceite que poseen las substancias separadoras principales. Estas últimas substancias separadoras se pueden reutilizar en el sistema de ciclo cerrado hasta que se gasten, es decir, hasta que casi estén saturadas por completo con aceite, después de lo cual se pueden separar del sistema para su evacuación o procedimiento adicional para recuperar el aceite.

Se debe utilizar una cantidad de agente separador que sea suficiente para separar casi todo el aceite de los sólidos metálicos dentro de la suspensión acuosa espesa. En general, la agente separador se obtiene en forma concentrada la cual se puede, primero, diluir en agua hasta una concentración final de, aproximadamente, 500 partes por millón (ppm) al 100% en peso. Una gama de concentración preferida es, aproximadamente, entre el 1 y el 15 por ciento en peso. El agente separador diluido, al que se le denomina, algunas veces, líquido del procedimiento, se mezcla entonces con la suspensión acuosa espesa que hay que tratar dentro de una relación de, aproximadamente, desde 1/4 a 1 hasta 10 a 1, y más preferible desde 1 a 1 hasta 4 1. Un ejemplo típico es una concentración del 5% en peso de agente separador mezclado en una relación de 1 a 1 con la suspensión acuosa espesa de residuo metálico oleoso que se va a tratar.

Entonces la mezcla se dirige a través del conducto 82, según se indica por medio de la flecha 81, a la cámara de procedimiento mediante paso por microondas 72. Todos los componentes físicos de las microondas se gradúan con facilidad y se pueden encontrar en el comercio. Un ejemplo es una cámara de procedimiento de 56,77 litros/minuto idónea para un procedimiento de producción sin restricciones. Basándose en la relación de 0,75 kW/litro/minuto entre energía y procedimiento, se necesita entonces una fuente de energía de microondas de 180 kW. En Micro-Dry, Inc., de Kentucky, EE.UU., por ejemplo, se pueden adquirir tres fuentes de energía de 60 kW cada una (180 kW en total). Para mejorar la separación del aceite de las partículas metálicas se puede utilizar cualquier aplicación de la radiación de microondas que sea suficiente. Las aplicaciones preferidas se encuentran dentro del orden de, aproximadamente, 16 a 1600 kW por litro por segundo. Las aplicaciones que, en particular, se prefieren son las que están dentro del orden de, aproximadamente, 160 a 320 kW por litro por segundo.

La exposición a la energía de las microondas limpia con rapidez el aceite de las partículas metálicas y promueve la separación del aceite de la mezcla. La suspensión acuosa espesa, procesada por microondas se devuelve entonces al aclarador 70, u otro receptáculo, según se indica por medio de la flecha 83, o se dirige a un segundo aclarador, u otro receptáculo (que no se muestra) y se retiene para permitir que el componente metálico se pose. Durante la sedimentación en el aclarador 70 el aceite sube a la superficie y se retira utilizando los despumadores 84, según se indica por medio de la flecha 85, un método eficiente y de poco coste.

La mezcla, casi del todo libre de aceite, que contiene el componente metálico sedimentado 86 y el agente químico separador se dirige por medio de los conductos 82 y 88, según se indica por medio de la flecha 87, a la cámara de separación 90 donde el componente metálico 86 se separa de la mezcla por magnetismo, o de otra forma, según se indica por medio de la flecha 91, utilizando un equipo 92 que se encuentra disponible en el comercio, tal como un tambor filtrante.

La cámara del procedimiento por microondas también puede estar seguida de una centrifugadora, o por otros medios de separación, con el fin de separar, de un modo continuo, los sólidos del líquido del procedimiento. Además la centrífuga puede estar seguida por un combinador coalescente de aceite y agua, una centrífuga de líquido a líquido u otros medios para separar, de modo continuo, el aceite de la mezcla de agente químico separador y fluido del procedimiento por microondas. Los sólidos se pueden tratar aún más por medio de una etapa adicional, o por varias etapas adicionales, de aclarado para mejorar la limpieza. También se puede instalar un sistema para la recuperación del líquido, residual o gastado, en el procedimiento con el agente químico separador y las microondas. De manera similar, se pueden instalar sistemas de purificación o recuperación para ayudar a la reutilización del líquido del procedimiento, el cual puede contener agua, o para cumplir los requisitos de descarga local. También hay disponibles centrífugas trifásicas las cuales pueden combinar algunas de estas operaciones.

A continuación de la separación del aceite y de los componentes metálicos de la suspensión acuosa espesa original, se devuelve el agente químico separador al aclarador 70, o a otro receptáculo, a través del conducto 94, según se indica por medio de la flecha 89, con de fin que se reutilice.

En las pruebas independientes el agente químico separador preferida, TRIM® RINSE 200, está certificada en su hoja de datos de seguridad del fabricante (MSDS) como no tóxica e incombustible. Esta certificación indica que no debe haber problema alguno en la evacuación debido al transporte de los residuos del aceite y los productos metálicos. Además, tales substancias químicas separadoras son reutilizables durante un período de tiempo largo. El agente químico separador del procedimiento por microondas se confina dentro de un sistema de ciclo cerrado, como se ha descrito más arriba, para su reutilización continua.

El residuo tratado con microondas se transforma en componentes reciclables recuperados individualmente. El aceite limpio recuperado se puede enviar a lugares de reprocedimiento con fácil acceso por todo el país. De manera similar, el metal limpio reclamado se puede sinterizar o reciclar de otra forma.

Ejemplo

Se desarrolló el método de la presente invención y se probó mediante experimentos en laboratorio usando muestras de agua residual de un tren de laminación de bandas en caliente. Se empleó un horno de microondas White Westinghouse de 600 vatios, de uso público normal, para tratar con microondas las muestras de la prueba introducidas en vasos para análisis. Una fuente industrial de energía de microondas, de precisión, de 0 a 500 vatios, a 2,5 gigahertzios (GHz), modelo 420B fabricada por Micro.Now Co, fue la que se utilizó para el suministro de energía dentro de la cámara del procedimiento por guíaondas de paso de parte a parte. Se emplearon dos versiones de diseño de cámaras de procedimiento por microondas de paso de parte a parte, en una de las cuales se utilizó una cavidad de horno y en la otra, un aplicador guíaondas de paso de parte a parte. Ambos diseños permiten velocidades de caudal de paso de hasta, aproximadamente, 0,06 litros por segundo

Todas las fuentes de alimentación de energía de microondas que se utilizaron para las pruebas de laboratorio suministraban 500 vatios a graduación completa, pero, en la práctica los 500 vatios de potencia de microondas disponibles limitaban las velocidades de paso del procedimiento hasta, aproximadamente, 3,2 ml seg^{-1}. Sin embargo hay fuentes de alimentación de energía de microondas disponibles en existencia de más de 60 kilovatios.

Al principio se utilizó un desemulsionador Nalco® para evaluar muestras de lodo residual de trenes de laminación de bandas en caliente. El lodo residual típico espesado no se separaba con el desemulsionador Nalco®, bien por medio de calentamiento o con calentamiento por microondas. El decantado sencillo y la evaporación del lodo durante 24 horas sugirieron que el agua no estaba ligada con fuerza dentro de la emulsión. Después de una evaluación más se llegó a la conclusión de que el lodo espesado no es una emulsión sino una suspensión acuosa espesa con aceite, polímeros y sólidos metálicos.

Se llevaron a cabo pruebas cualitativas con disolvente de tetrafluoroetileno (TFE) y un detergente normal a temperatura ambiente y a temperatura elevada con el fin de evaluar la extracción del aceite del lodo. Con tres extracciones con TFE se retiró casi todo el aceite. El detergente, a temperatura ambiente y a 60ºC, produjo un efecto pequeño en la extracción. La exposición a las microondas del lodo espesado con el detergente tuvo también un efecto similar pequeño.

Se desarrolló una tecnología diferente, la de la invención presente, que se describe más abajo, para separar el aceite de los sólidos metálicos residuales. Se preparó, partiendo de muestras industriales, un lote de sólidos metálicos oleosos concentrados por magnetismo. Las muestras de sólidos residuales metálicos oleosos de tren de laminación de bandas en caliente, concentradas por magnetismo, se prepararon a mano utilizando una barra imanada revestida de plástico. Este imán tenía una maneta, de 457,2 mm, integral formando una sola pieza, y su utilización para recuperar imanes agitadores es típica. El imán se hizo circular con lentitud y de forma continua dentro de baldes de muestras de 19 litros de agua refrigerante de tren de laminación de bandas en caliente procedente de un influente principal de la planta de tratamiento del agua, según se indica por medio de la flecha 22 en la figura 1. Los sólidos metálicos oleosos, concentrados por magnetismo, se retiraron a mano del imán y, entonces, se colocaron dentro de una jeringa calibrada para su inyección dosificada dentro de viales de procedimiento.

Obsérvese que, para los procedimientos a gran escala, hay disponibles separadores de cilindro (o tambor) magnético, accionados por motor, para extraer los sólidos metálicos finos del agua refrigerante. Es típico que estos sistemas se utilicen en la industria del maquinado ya que pueden manejar velocidades de paso del agua refrigerante de hasta 19 l/seg^{-1}, como artículo listado en catálogo. Un proveedor de concentradores automáticos es Eriez Magnetics, Inc., y otro es Magnetool, Inc. También se encuentran disponibles en los comercios concentradores magnéticos de velocidades de paso sumamente altas. Se han llegado a citar que se han tratado velocidades de paso de 1.140 l/seg^{-1}, en aplicaciones para residuos de acerías y aguas residuales.

Se prepararon y se trataron dos muestras de 5 ml de sólidos residuales magnéticos oleosos de tren de laminación, concentrados por magnetismo. Se hizo una comparación del procedimiento por calentamiento convencional y del procedimiento de calentamiento por microondas con el empleo de TRIM® RINSE 200 de Master Chemical Corporation, Perrysburg, Ohio. Cada muestra se combinó con el agente separador, se selló dentro de un vial de procedimiento y se calentó según el protocolo siguiente: Se mezclaron dos muestras, A y B, con el agente separador del aceite. Luego se colocó la muestra A dentro de un baño de agua a 60ºC durante 24 horas, La muestra B se expuso a la radiación de microondas durante 15 segundos y luego se colocó dentro de un baño de agua a 60ºC durante 24 horas.

La separación y la sedimentación de las muestras residuales magnéticas oleosas están trazadas, en función del tiempo, en las figuras 2A y 2B. En la figura 2A se representa la muestra A calentadaza por medios convencionales y en la figura 2B se representa la muestra B tratada con microondas.

La comparación de los gráficos demuestra que, pasados 10 minutos, el tratamiento con microondas era dos veces más de separación o sedimentación de sólidos metálicos. La muestra tratada con microondas (B) no mostró cambio importante alguno en la sedimentación después de 30 minutos. Los sólidos metálicos sedimentados fueron, aproximadamente, el 25% \pm 5%, en volumen. La muestra calentada por medios convencionales (A) necesitó 24 horas para alcanzar el mismo resultado del 25% de sólidos calentados por medios convencionales. Obsérvese también que la muestra calentada por medios convencionales (A) estaba todavía despejándose de la fase de mezcla después de las 24 horas.

Para resumir, la muestra tratada con microondas (B) completó casi la separación del aceite de los sólidos metálicos en 30 minutos o menos en comparación con las 24 horas que se necesitaron para la muestra tratada con medios convencionales (A). Este es un factor de mejoría de 48 veces (reducción del 98%) en el tiempo de separación mediante el uso de las microondas en comparación con el calentamiento convencional.

El método de las microondas para la separación de sólidos metálicos de la presente invención es útil en los procedimientos comerciales. El procedimiento se puede implementar utilizando equipo de concentración magnética y componentes físicos magnéticos, disponibles en el comercio. El equipo para el procedimiento con microondas es sumamente compacto. Los componentes físicos del procedimiento son capaces de reemplazar a la mayor parte del equipo existente en la planta de tratamiento del agua dentro de, aproximadamente, la décima parte del área. El equipo del procedimiento con microondas puede substituir al equipo existente, o se puede reconvertir por lo que no hay necesidad alguna para eliminar o cerrar el equipo existente para el procedimiento de tratamiento del agua de refrigeración. Con esta invención se obtiene un ahorro esencial en el coste del funcionamiento de un tren de laminación de bandas en caliente, con las ventajas del reciclado y de una producción con residuos cerca de cero.

En resumen, se acaba de describir un procedimiento y aparato para la limpieza y recuperación de un residuo industrial que contenga sólidos metálicos oleosos.

La invención presente se ha descrito con relación a una realización preferida. Sin embargo esta invención no queda limitada a la realización que se ha descrito y representado. En su lugar, el alcance de esta invención se define por medio de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (21)

1. Un procedimiento para la limpieza y recuperación de un residuo industrial que contiene sólidos metálicos oleosos, el cual comprende:

la mezcla de los sólidos con un agente químico separador; y

la separación con recogida del aceite y los componentes metálicos recuperados de dicha mezcla;

que se caracteriza en que los sólidos metálicos oleosos se concentran por magnetismo antes de mezclar los sólidos con el agente químico separador, y en que, después de mezclar los sólidos con el agente químico separador, se aplica radiación de microondas a la mezcla (86).

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho residuo industrial comprende efluente de agua residual de tren de laminación de bandas en caliente.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicho agente químico separador comprende, en porcentaje en peso, aproximadamente del 10 al 20% de silicato sódico, aproximadamente del 1 al 10% de carboxilato de amina, aproximadamente del 1 al 10% de borato sódico, aproximadamente del 1 al 10% de un agente tensioactivo aniónico, aproximadamente del 1 al 10% de benzoato sódico, aproximadamente del 1 al 10% de agente tensioactivo no iónico, siendo el resto agua.

4. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicho agente químico separador tiene una concentración de, aproximadamente, 500 partes por millón al 100% en peso en agua, y está mezclado con dichos sólidos concentrados en una relación desde, aproximadamente 1/4 : 1 hasta 10 : 1.

5. Un procedimiento según la reivindicación 4, en el que dicho agente químico separador tiene una concentración de aproximadamente 1 al 15% en peso en agua, y en que se mezcla con dichos sólidos concentrados en una relación, aproximadamente, de 1 : 1 hasta 4 : 1.

6. Un procedimiento según la reivindicación 5, en el que dicho agente químico separador tiene una concentración de, aproximadamente 5% en peso, en agua, y en que se mezcla con dichos sólidos concentrados en una relación, aproximadamente, de 1 : 1.

7. Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha aplicación de microondas comprende un intervalo, aproximadamente, de 16 a 1.600 kilovatios por litro de residuo por segundo.

8. Un procedimiento según la reivindicación 7, en el que dicha aplicación de microondas comprende un intervalo, aproximadamente, de 160 a 320 kilovatios por litro de residuo por segundo.

9. Un aparato para la limpieza y recuperación de un residuo industrial que contiene sólidos metálicos oleosos, el cual comprende:

un concentrador magnético (76) para recoger los sólidos magnéticos en dicho residuo;

un receptáculo (70) conectado a dicho concentrador magnético por medio de un primer conducto para recibir dichos sólidos, concentrados por magnetismo, y para mezclar dichos sólidos con un agente químico separador;

una cámara de proceso por microondas (72) conectada a dicho receptáculo (70) por medio de un segundo conducto (82) para la aplicación de la radiación de microondas a la mezcla de sólidos magnéticos y agente químico separador; y

un aparato separador (90, 92), para la recogida de sólidos metálicos limpios, conectado a dicha cámara de proceso por microondas por medio de un tercer conducto (88).

10. El aparato de la reivindicación 9, que, además, comprende un cuarto conducto para devolver la mezcla de sólidos magnéticos oleosos radiados y agente químico separador al receptáculo (70) para sedimentación antes de ser dirigidos al dispositivo de separación por vía de un segundo (82) y un tercer (88) conductos.

11. El aparato de la reivindicación 9, que además tiene un segundo receptáculo, en el que dicho tercer conducto dirige la mezcla de sólidos magnéticos oleosos y agente químico separador hasta el segundo receptáculo después de la radiación, y un quinto conducto conecta el segundo receptáculo a dicho dispositivo de separación.

12. El aparato de la reivindicación 9, en el que dicho receptáculo (70) es un aclarador.

13. El aparato de la reivindicación 11, en el que dicho segundo receptáculo es un aclarador.

14. El aparato de la reivindicación 12 ó 13, en el que dicho aclarador comprende un despumador (84) para retirar el aceite separado de dichos sólidos.

15. El aparto de la reivindicación 9 que, además, comprende un depósito de almacenamiento masivo para el agente químico separador, conectado a dicho receptáculo.

16. El aparato de la reivindicación 9, en el que dicho dispositivo de separación es un tambor filtrante (92).

17. El aparato de la reivindicación 9, en el que dicho dispositivo de separación es un filtro de vacío.

18. El aparato de la reivindicación 9, en el que dicho dispositivo de separación es una centrífugadora.

19. El aparato de la reivindicación 18, que, además, comprende un dispositivo para separar, de una manera continua, aceite del agente químico separador.

20. El aparato de la reivindicación 19, en el que dicho dispositivo es un conglutinador de aceite y agua.

21. El aparato de la reivindicación 19, en el que dicho dispositivo es una centrifugadora de líquido a líquido.