ES2595437T3 - Método y dispositivo de inertización y de valorización de los REFIOM, y de otros residuos industriales especiales análogos - Google Patents

Método y dispositivo de inertización y de valorización de los REFIOM, y de otros residuos industriales especiales análogos Download PDF

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Abstract

Método de tratamiento en medio acuoso de residuos (1) especiales con metales pesados y sales, en el cual: - se suministra el residuo (1) en forma dividida; - se somete el residuo a una etapa de maduración (17), según la cual se dispone en una suspensión acuosa (25) que se deja madurar en templado; - se recoge una fracción sólida madurada (33) que se somete a operaciones repetitivas de lavado (35) y de separación líquido/sólido hasta que la fracción sólida (43) corresponda a las exigencias de inocuidad para el medio ambiente; el método siendo caracterizado por el hecho de que previamente a la etapa de maduración del residuo: - se realiza una prueba que determina el contenido de cloruro de calcio en el residuo (1); - se realiza un tratamiento térmico a temperatura elevada (3) del residuo cuando el resultado de la prueba muestra un contenido de cloruro de calcio inferior o igual a un valor de referencia establecido.

Description

DESCRIPCION
Metodo y dispositivo de inertizacion y de valorizacion de los REFIOM, y de otros residuos industriales especiales analogos.
La invencion se refiere a un metodo de inertizacion y de valorizacion de los Residuos de Depuracion de Humos de Incineracion de Basuras Domesticas, llamados en adelante REFIOM. La invencion tambien se refiere a instalaciones destinadas a la implementacion de tales procedimientos.
10 La incineracion de basuras domesticas genera dos tipos de residuos: los MIOM (en frances, Cenizas de Incineracion de Basuras Domesticas) y los REFIOM (en frances, Residuos de Depuracion de Humos de Incineracion de Basuras Domesticas). El termino REFIOM incluye cenizas de polvo de caldera, cenizas volantes y «tortas de filtracion». La mayorfa de estos residuos (hasta 90 % en peso) se constituye de sustancias minerales sin caracter nocivo (sflice, cal,...). El resto, en cambio, se compone de metales entre los cuales se encuentran metales pesados como el 15 mercurio, el zinc, el plomo, el cobre, el cromo, ... Los REFIOM contienen asf una concentracion de contaminantes en los residuos incinerados, como los metales pesados volatiles, compuestos clorurados, etc. ...
Teniendo en cuenta sus caracterfsticas contaminantes, en particular su alto contenido (hasta 2% en peso e incluso mas en ciertos casos) de metales pesados que pueden ser arrastrados facilmente por el agua, los REFIOM no se 20 mezclan con las cenizas y se someten a un tratamiento especffico de estabilizacion. Clasificados dentro de la categorfa de «residuos industriales especiales», los REFIOM son residuos finales. Por tanto, estos son almacenados previamente al enterramiento en vertedero, de manera a estabilizarlos y reducir asf su fraccion lixiviable. Posteriormente, se evacuan hacia centros de almacenamiento de residuos finales (CSDU) de clase 1, donde se disponen en silos. A continuacion, estos residuos se mezclan, por ejemplo, con conglomerantes hidraulicos, y el 25 hormigon asf obtenido, el cual constituye una trampa para los elementos contaminantes, se vierte en alveolos especfficos.
Durante mucho tiempo, este procedimiento ha sido la unica forma posible de eliminar los REFIOM. Desde entonces, se han desarrollado tecnicas de tratamiento destinadas a estabilizarlos esencialmente en torno a dos ejes. Por un 30 lado, con metodos de tratamiento por fusion de las cenizas, o de vaporizacion despues de un ataque acido en un medio fluidizado, y por otro lado, con metodos hidroqufmicos de estabilizacion, la segunda categorfa a la que pertenece el tratamiento de la invencion.
Se conoce asf en el documento W003/092921, que se define como el estado de la tecnica mas cercano de 35 descripcion de un metodo y de un dispositivo segun el preambulo de las reivindicaciones 1 y 9, un metodo hidrometalurgico de tratamiento en medio acuoso de residuos industriales especiales que contienen metales pesados y sales, tales como subproductos de incineracion de combustibles diversos, y particularmente los REFIOM. Este metodo incluye una operacion de lavado al final de la cual se recupera la fraccion solida cuando esta cumple las condiciones de inocuidad para al medio ambiente con el fin de ser industrialmente valorizable. En este metodo, 40 se establece una etapa de maduracion del REFIOM previamente a la operacion de lavado para obtener una pasta que se va a transformar reologicamente y en la que se van a fijar los elementos nocivos de forma estable.
Lamentablemente, se ha comprobado que esta etapa de maduracion no permitfa obtener una fijacion de las dioxinas. No obstante, la reglamentacion ha evolucionado y requiere que los productos esten casi exentos de rastros 45 de dioxinas para ser valorizados. De manera mas precisa, la norma reglamentaria a respetar para una valorizacion en tecnicas viales (norma SETRA) es un contenido de dioxinas inferior a 10 ng TEQ / kg Ms.
Cabe recordar que las «dioxinas» forman parte de la familia de los Compuestos Organicos Persistentes (COPs), los cuales no se definen por su formula qufmica sino por una toxicidad comprobada en la fauna y la salud humana, una 50 bioacumulacion, una persistencia en el medio ambiente y una difusion a gran distancia.
El termino generico «dioxinas» incluye las policlorodibenzo-paradioxinas (PCDD), los policlorodibenzofuranos (PCDF) afines en el plano estructural y qufmico, y ciertos policlorobifenilos (PCB), dotados de propiedades toxicas similares. Dichos compuestos se presentan solos o en forma de mezcla.
55
Varios estudios se han llevado a cabo en referencia a los mecanismos de formacion de las dioxinas. Estos estudios han revelado procesos de formacion heterogeneos. Por ejemplo, las dioxinas se pueden formar en respuesta a la absorcion de sus reactivos precursores sobre una materia particulada en suspension o sobre partfculas volantes, tales como cenizas volantes. Las dioxinas se forman a temperaturas comprendidas entre 300 y 450°C en funcion de
los compuestos previstos. La temperatura de formacion optima es proxima a 350°C. Algunos autores han comprobado la formacion de dioxinas desde 200°C.
El documento CN101462835 propone formar un cemento hidraulico a partir de los REFIOM. Este metodo incluye 5 operaciones de lavado repetitivas del residuo, cuya fase final consiste en una etapa de destruccion termica de las dioxinas por calentamiento en un horno de cemento entre 1000 y 1450°C en una operacion de clinkerizacion.
Lamentablemente, los autores han descubierto que la aplicacion de dicho tratamiento a temperatura elevada sobre un residuo estabilizado por transformacion reologica obtenida mediante una operacion de maduracion del residuo, 10 desestabiliza la estructura del residuo inerte, y por tanto, ya no le permite ser valorizable en tecnicas viales o almacenable en vertederos de clase 3. Como resultado, la aplicacion de este tratamiento termico sobre un residuo estabilizado implica, ya sea la realizacion de un lavado excesivo de los residuos poco compatible con las exigencias de rentabilidad industrial o la busqueda de nuevas formas de valorizacion del residuo.
15 Se han estudiado otras formas de tratamiento de las dioxinas en los residuos especiales. Por ejemplo el documento JP2004057934 propone un tratamiento con ozono, con una aceleracion de la reaccion de oxidacion por radiacion con UV. El documento CN101050862 propone un tratamiento hidrotermico con adicion de hidracina para el tratamiento especffico de las dioxinas. Estos distintos tratamientos son de diffcil implantacion y por tanto sus costes son mas importantes.
20
Resulta interesante buscar una solucion sencilla y economica de tratamiento de las dioxinas contenidas en los residuos especiales para permitir una inertizacion de estos residuos especiales en vistas a una valorizacion en tecnicas viales.
25 La invencion tiene como objetivo resolver al menos uno de los inconvenientes vistos en la tecnica anterior. En particular, la invencion tiene como objetivo proponer un nuevo metodo de tratamiento en medio acuoso de residuos especiales que poseen un contenido de metales pesados y sales, con el fin de estabilizar los residuos para una valorizacion en tecnicas viales incluyendo un tratamiento de las dioxinas.
30 Para ello, la invencion tiene como objeto un metodo de tratamiento en medio acuoso de residuos especiales con un contenido de metales pesados y sales, segun la reivindicacion 1, en el que:
- se suministra el residuo en forma dividida;
- se somete el residuo a una etapa de maduracion, durante la cual se dispone en una suspension acuosa que se 35 deja madurar en templado, es decir a una temperatura comprendida entre 90 y 110°C;
- se recoge una fraccion solida madurada que se somete a operaciones repetitivas de lavado y de separacion lfquido/solido hasta que la fraccion solida se ajuste a las exigencias de inocuidad para al medio ambiente;
el metodo es notable puesto que, previamente a la etapa de maduracion del residuo:
40
- se realiza una prueba determinante del contenido de cloruro de calcio (CaCl2) en el residuo;
- se realiza un tratamiento termico a temperatura elevada del residuo cuando el resultado de la prueba revela un contenido de cloruro de calcio inferior o igual a un valor de referencia establecido.
45 Segun modos particulares de realizacion, el metodo puede incluir una o varias de las siguientes caracterfsticas, tomadas de forma aislada o en todas las combinaciones tecnicamente posibles:
- la prueba que determina el contenido de cloruro de calcio (CaCl2) del residuo se efectua mediante espectrometrfa de fluorescencia X.
50 - Cuando el resultado de la prueba muestra un contenido de cloruro de calcio superior al valor de referencia establecido, se anade una cantidad adicional de un residuo con bajo contenido de cloruro de calcio con el fin de obtener una mezcla de residuos cuyo contenido de cloruro de calcio es inferior al contenido del residuo, preferiblemente se anade una cantidad adicional de un residuo con bajo contenido de cloruro de calcio, que sea suficiente para que el contenido de cloruro de calcio en la mezcla de residuos asf obtenida alcance un valor inferior o 55 igual al valor de referencia establecido; y/o se ejecuta una o varias operaciones de prelavado del residuo o de la mezcla de residuos, hasta que el contenido de cloruro de calcio alcance un valor inferior o igual al valor de referencia establecido; posteriormente se realiza el tratamiento termico a temperatura elevada.
- Se realiza una operacion de prelavado del residuo antes de realizar la prueba que determina el contenido de cloruro de calcio en el residuo. Esta prueba se efectua por tanto sobre un residuo lavado.
- Se realiza el tratamiento termico del residuo a temperatura elevada cuando el resultado de la prueba muestra un contenido de cloruro de calcio inferior o igual a un 20 % en peso de la masa total del residuo, preferiblemente inferior o igual a 16%.
- el tratamiento termico a temperatura elevada comprende el calentamiento del residuo a una temperatura de al 5 menos 500°C, preferiblemente de al menos 550°C, preferiblemente de al menos 700°C, preferiblemente de al menos
850°C. De preferencia, el tratamiento termico a temperatura elevada se aplica durante una hora.
- Eventualmente, se realiza un temple del residuo tras la operacion de tratamiento termico a temperatura elevada. Este temple no es obligatorio, pero se puede efectuar por precaucion.
- La operacion de prelavado se realiza con agua.
10 - La operacion de prelavado se realiza con una relacion lfquido / solido de 5/1 en peso.
- La operacion de prelavado se lleva a cabo durante al menos una hora.
- Durante la etapa de maduracion, se anade carbonato de sodio al residuo dispuesto en suspension acuosa, de preferencia en una relacion ponderal inferior a 30 %.
- La etapa de maduracion se realiza por calentamiento a una temperatura comprendida entre 90 y 110°C, 15 preferiblemente durante un perfodo de 16 a 24 horas.
- El acondicionamiento en pulpa acuosa se realiza mediante la adicion de una solucion acuosa, por ejemplo agua, en una relacion ponderal lfquido/solido de 2.
- Las operaciones sucesivas alcanzan un valor inferior o igual a 9,2.
- La etapa de neutralizacion interviene despues del primer lavado.
20 - Durante la ejecucion de la etapa de neutralizacion, se moja la fraccion solida madurada con agua en una relacion lfquido/solido de 5.
La invencion tambien tiene como objetivo una instalacion segun la reivindicacion 9 para la implementacion del metodo descrito mas arriba comprendiendo sucesivamente en el ambito de las materias que se deben tratar:
25
- una unidad de remojo por calentamiento;
- una unidad de lavado, la instalacion siendo notable en la medida en que incluye ademas, antes de la unidad de remojo por calentamiento, medios de determinacion del contenido de CaCl2 en el residuo y una unidad de calentamiento a temperatura elevada.
30
Preferiblemente, los medios de determinacion del contenido de CaCl2 en el residuo comprenden medios de implementacion de una espectrometrfa de fluorescencia X.
De manera ventajosa, la instalacion segun la invencion comprende tambien al menos:
35
- una unidad de prelavado anterior a la unidad de calentamiento a temperatura elevada; y/o
- una unidad de mezcla y de dosificacion de residuos de distintas procedencias anterior a la unidad de calentamiento a temperatura elevada; y/o
- una unidad de calentamiento a temperatura elevada comprendiendo un horno y medios de enfriamiento del residuo 40 a la salida el horno; y/o
- una unidad de lavado provista de un deposito de neutralizacion equipado con medios de burbujeo de un gas montados por el fondo del deposito, preferiblemente dichos medios de burbujeo estan conectados a una fuente de suministro de gas constituida de un recuperador de humos extrafdos de la chimenea de un incinerador, debajo de la instalacion de depuracion y tratamiento de dichos humos.
45
Como se habra entendido en la lectura de la definicion que se acaba de dar, la invencion consiste esencialmente en proceder a un tratamiento termico a temperatura elevada del residuo con el fin de destruir las dioxinas que contiene, sin por ello afectar su estructura inerte obtenida por maduracion.
50 Segun un primer aspecto de la invencion, la implementacion de este tratamiento termico se debe ejecutar imperativamente antes de la etapa de maduracion (o madurez) del residuo. En efecto, los experimentos han demostrado que la ejecucion de tal tratamiento termico a temperatura elevada sobre un residuo madurado por transformacion reologica desestabilizaba la estructura del residuo de tal modo que ya no es capaz de retener los metales pesados contenidos. Su fraccion lixiviable es por tanto altamente contaminante y no cumple mas con las 55 exigencias de inocuidad para el medio ambiente necesarias para ser valorizable.
Las pruebas han permitido determinar tambien que la composicion del residuo tiene una influencia sobre el buen comportamiento de esta etapa de tratamiento termico a temperatura elevada, por lo que, en un segundo aspecto de la invencion, la implementacion del tratamiento termico a temperatura elevada depende de la obtencion previa de
cierta composicion del residuo. De manera sorprendente, se ha establecido que cuando el residuo muestra un contenido de cloruro de calcio (CaCL) demasiado importante, la aplicacion de un tratamiento termico a temperatura elevada genera una aglutinacion del residuo que hace que este sea inapropiado para someterse a la etapa de maduracion. Por ejemplo, la implementacion de un tratamiento termico a temperatura elevada sobre unos residuos 5 que poseen un contenido de cloruro de calcio del 37,91 % ha resultado en una aglutinacion del residuo. Por tanto, cuando sea necesario, se puede reajustar el contenido de cloruro de calcio en el residuo antes de la operacion de calentamiento a temperatura elevada.
Segun un tercer aspecto de la invencion, este reajuste se obtiene a traves de una mezcla juiciosa de residuos de 10 diferentes composiciones, cuya dosificacion respectiva permite obtener un residuo homogeneo, cuyo contenido en cloruro de calcio es satisfactorio, y/o mediante un prelavado del residuo que permite extraer parte de los cloruros contenidos. Este prelavado se puede efectuar sistematicamente de manera preventiva y/o en funcion del resultado de las pruebas efectuadas.
15 Se entendera mejor la invencion, y apareceran otros aspectos y ventajas de manera clara en la descripcion siguiente, determinada en forma de ejemplo y en referencia a la unica figura de dibujo adjunto en la que se muestra el esquema funcional general del tratamiento del residuo.
La instalacion comprende, como mfnimo, una detras de otra, en el ambito de las materias que se deben tratar, una 20 unidad de prelavado (5), una unidad de calentamiento a temperatura elevada (3), una unidad de remojo por calentamiento (17) (o unidad de maduracion) y una unidad de lavado (35).
El REFIOM (1) se suministra en forma dividida. Cuando el residuo (1) que se debe tratar procede de distintos centros de incineracion, su composicion va a variar en funcion de su origen. Sin embargo, los residuos, aunque tengan 25 composiciones diferentes unos con respecto a otros, tienen una composicion relativamente estable segun su procedencia. De este modo, resultara mas provechoso mezclar los diferentes REFIOM en una unidad de mezcla y de dosificacion (53) para obtener un residuo de composicion relativamente estable, y asf sin tener que ajustarse constantemente a las condiciones de implementacion del metodo.
30 Por otra parte, de manera ventajosa, mediante dosificacion de forma juiciosa del aporte del residuo de cada procedencia y teniendo en cuenta un contenido especffico de cloruro de calcio (CaCl2), se puede obtener una mezcla cuya composicion es conocida y conforme a las exigencias relativas a la implementacion del metodo segun la invencion. En particular, una dosificacion de los desperdicios de diferentes orfgenes permite obtener un residuo formado a partir de una mezcla de residuos, donde dicha mezcla presenta un contenido de cloruro de calcio inferior 35 a un valor de referencia establecido. La unidad de mezcla comprende por ejemplo un conjunto de silos (55) destinados a recibir los desperdicios (57), cada silo (55) siendo dedicado a un residuo (57) de una procedencia determinada y exhibiendo un contenido de CaCl2 establecido. La unidad (53) comprende tambien una cubeta (59) provista de medios de mezcla (61) para mezclar y homogeneizar la mezcla de residuos obtenida.
40 En una primera etapa, el REFIOM (1) se va a tratar con el fin de destruir las dioxinas que contiene. Esta destruccion se realizara termicamente. El residuo (1) se somete a un tratamiento termico a temperatura elevada en una unidad de calentamiento (3) a temperatura elevada. Para ello, se dispone el residuo (1) en un horno que se regula a una temperatura de al menos 500°C, preferiblemente al menos 550°C, preferiblemente al menos 700°C, mas preferiblemente al menos 850°C. El tratamiento termico se lleva a cabo durante un tiempo, por ejemplo durante una 45 hora. Se conoce el hecho de destruir termicamente las dioxinas mediante la aplicacion de un tratamiento termico a 850°C durante algunos segundos. Sin embargo, en el marco de la invencion, hay que tener en cuenta, durante la aplicacion del tratamiento termico, por una parte, la baja conductibilidad termica del residuo, y por otra parte su naturaleza esponjosa que hace que las dioxinas sean diffcilmente accesibles ya que se pueden formar sobre la superficie interna de los poros de los granos de REFIOM. Se forman asf dioxinas en el fondo de las cavidades 50 microscopicas formadas por los poros de los granos de REFIOM, y estas son protegidas por la inercia termica de la materia constitutiva de dichos granos.
El residuo sera calentado en un horno, de manera apropiada en un horno giratorio. Tambien se puede considerar el uso de hornos de rejilla o de hornos de lecho fluidizado. El uso de este horno giratorio es tambien apropiado ya que 55 permite evitar la formacion de torta durante el calentamiento cuando se ha lavado el residuo antes de la aplicacion del tratamiento termico a temperatura elevada. Resulta indispensable proceder a la destruccion por via termica de las dioxinas antes de dejar madurar el residuo, para evitar asf el riesgo de desestabilizar la estructura obtenida por maduracion. De manera provechosa, se preven medios de ventilacion (no representados) para evacuar los humos y/o los vapores que las dioxinas pueden contener. Se implementa el circuito de evacuacion de los humos para
eliminar cualquier riesgo de emision ulterior de dioxinas reformadas en el horno despues del tratamiento termico.
Segun la invencion, el tratamiento termico se aplica a un residuo (1), cuyo contenido en sales, y en particular el de cloruro de calcio (CaCL) se ha determinado como siendo inferior o igual a un valor de referencia establecido (o valor 5 umbral) para evitar cualquier riesgo de aglutinacion del residuo durante la operacion de tratamiento termico que pueda perjudicar la ejecucion adecuada del resto del procedimiento.
Esta determinacion del contenido de cloruro de calcio en el residuo se puede realizar a traves de cualesquiera medios conocidos por el experto en la materia. Esta se realiza preferiblemente por espectrometrfa de fluorescencia 10 X.
Asf, cuando el contenido en cloruro de calcio es inferior o igual a un valor de referencia dado, el tratamiento termico (3) se puede realizar sin riesgo de aglutinacion. Este valor de referencia (o valor umbral) se determina por experiencia y puede variar en funcion de la composicion de los REFIOM (1), y por ejemplo segun los contenidos de 15 las otras sales que componen el REFIOM, tales como el sulfato de calcio (CaSO4) o el hidroxido de calcio (Ca(OH)2)-
Las pruebas realizadas sobre los desperdicios R1 y R1 han dado los resultados siguientes:
CaCl2 (% en peso) CaSO4*2H2O (% en peso) Ca(OH)2 (% en peso) Aglutinacion
R1
18,29 9,20 38,45 no
R1
37,91 3,03 38,20 Sf
20
El contenido exacto de cloruro de calcio forma un umbral mas alla del cual el tratamiento termico a temperatura elevada genera una aglutinacion del residuo. Este umbral puede ser determinado por el experto en la materia de modo experimental. Como medida de precaucion, se procedera a la implementacion del proceso con un contenido de cloruro de calcio cuyo valor es inferior a dicho valor umbral. Se tendra en cuenta, en el ambito de la invencion, 25 que el tratamiento termico a temperatura elevada se puede implementar sin riesgo de aglutinacion cuando el residuo presenta un contenido de cloruro de calcio inferior o igual a 20%, preferiblemente inferior o igual a 18%, mas preferiblemente inferior o igual a 16 %. La obtencion de un residuo que exhibe tal contenido de cloruro de calcio siendo ademas preferida en el ambito de la invencion debido a la optimizacion de otros parametros del procedimiento, como la adicion del carbonato de sodio (Na2CO3), como se vera mas tarde.
30
Si el contenido de cloruro de calcio es superior al valor de referencia establecido, se puede reducir a traves de al menos una operacion de prelavado del residuo antes de la aplicacion del tratamiento termico a temperatura elevada.
La operacion de prelavado del residuo se realiza antes de la operacion de tratamiento termico a temperatura 35 elevada. Para este fin, se introducen los REFIOM (1) en una cubeta (5) de prelavado dispuesta mas arriba de la unidad de calentamiento (3) a temperatura elevada. Los REFIOM (1) son mezclados, por ejemplo durante aproximadamente una hora, y si hace falta durante aproximadamente dos horas, con una solucion acuosa (7), de manera provechosa con agua, en una relacion lfquido/solido de 5/1 en peso.
40 La cubeta de prelavado (5) se provee en su salida de un separador lfquido/solido (9) que permite separar los REFIOM prelavados (11) del lfquido de lavado (13) cargado de cloruros. En caso de necesidad, se puede hacer una nueva prueba sobre el contenido de cloruro de calcio en la fraccion solida (11) para asegurarse de que dicho contenido en sales es bastante inferior al valor de referencia para la implementacion del procedimiento. Si todavfa no es el caso, se llevan a cabo una o varias operaciones de prelavado adicionales hasta que el residuo prelavado (11) 45 tenga un contenido de cloruro de calcio inferior al valor de referencia establecido. El residuo (11) se somete despues a la operacion de tratamiento termico a temperatura elevada, tal como descrito mas arriba. Se tendra en cuenta el hecho de distinguir entre operaciones de “prelavado” realizadas antes de la maduracion del residuo y operaciones de lavado repetitivas a las que se somete el residuo madurado por transformacion reologica.
50 Otra posibilidad, alternativa o complementaria, para obtener un residuo cuyo contenido de cloruro de calcio es inferior o igual a un valor de referencia establecido, consiste en anadir al residuo o a la mezcla de residuos, una cantidad adicional de un residuo con un bajo contenido de cloruro de calcio, lo cual tendra como consecuencia “diluir” el contenido de cloruro de calcio total presente en el residuo. Se puede por tanto ajustar el contenido de cloruro de calcio en la mezcla de residuos asf obtenida a un valor inferior o igual al valor de referencia determinado, 55 antes de efectuar el tratamiento termico a temperatura elevada.
Segun la invencion, el tratamiento termico a temperatura elevada puede incluir medios (no representados) previstos para efectuar una etapa de temple del residuo posteriormente a la etapa de calentamiento segun la cual el residuo es enfriado por aire o por agua. El enfriamiento forzado del residuo se realiza en condiciones previstas para evitar 5 cualquier reformacion de dioxinas. El temple se puede realizar de diferentes maneras. Por ejemplo, mediante remojo del residuo en agua frfa. Se puede realizar usando un intercambiador termico en una atmosfera controlada. El intercambiador termico en cuestion es por ejemplo un intercambiador de espiras huecas por las que se desplaza el agua.
10 Los REFIOM tratados termicamente (15) son recibidos despues dentro de la unidad de maduracion (17). Estos se introducen en una bandeja de mezclado (19) provista con medios de mezcla (21) donde se mezclan con una solucion acuosa (por ejemplo con agua) en una relacion ponderal liquido/solido de 2 hasta la formacion de una pulpa. En funcion de la naturaleza de los REFIOM que tratar, se tendra en cuenta la posibilidad de aumentar esta relacion ponderal hasta 5 por ejemplo.
15
De manera opcional, se anade el carbonato de sodio (Na2CO3) (23) a la cuba en una relacion ponderal inferior a 30 %. Por ejemplo se anade 25 % en peso de reactivo con respecto a la masa bruta de REFIOM que se debe tratar. Se tendra en cuenta, como alternativa, la posibilidad de anadir el carbonato de sodio despues del tratamiento termico de maduracion, y antes de las operaciones de lavado. La adicion de carbonato de sodio durante la etapa de 20 maduracion como agente de aceleracion de la cinetica de solubilizacion de las sales es conocida por el experto en la materia.
Una vez obtenida, la pulpa (25) (que puede incluir la adicion de carbonato de sodio) se dirige hacia un cuba autoclave (27) de maduracion que posee una pared metalica calentadora por resistencia electrica (o de doble pared, 25 para permitir la circulacion controlada de un fluido de calentamiento, por ejemplo un aceite) y que se cierra con una tapa hermetica (29) para evitar la perdida de lfquido por evaporacion. De manera conocida, este deposito esta provisto de una celula de medicion (31) que sigue sin interrupcion la conductancia electrica de la materia en el deposito (27). El valor medido se compara con un valor de consigna predeterminado y representativo de la conductancia de una pulpa de referencia madurada con el fin de permitir un control dinamico de la etapa de 30 maduracion si se desea. No obstante, cabe subrayar que esta maduracion termica se efectua «en templado», es decir a la temperatura de ebullicion de la suspension bajo presion atmosferica (por ejemplo de 90 a 110°C) durante una periodo de 16 a 24 horas.
Al finalizar esta etapa de maduracion, la suspension madurada (33) se dirige hacia una unidad de lavado (35). Esta 35 unidad se compone de una cubeta de lavado (37) en funcionamiento secuencial al ritmo de las secuencias de lavados, o de un conjunto de cubetas sucesivas dispuestas en serie en funcionamiento continuo, donde cada una de ellas tiene un lavado determinado asignado en la secuencia considerada. Cada cubeta de lavado se equipa a la salida con un separador liquido/solido (39). Esta separacion se puede hacer por centrifugado, filtro prensa, o por cualquier otro medio adecuado.
40
Se tendra en cuenta, a efectos de simplificacion, que la unidad de lavado comprende solo una cubeta (37). La cubeta de lavado se llena con una solucion de lavado (41), la cual sencillamente, puede ser agua. Con el fin de optimizar el rendimiento de la operacion de lavado, la cubeta (37) comprende, de manera provechosa, medios de mezclado (63) o de mezcla del residuo en suspension en la solucion de lavado.
45
Preferiblemente, la relacion en peso de liquido/solido acumulada durante estas operaciones de lavado sucesivas no excedera 50. Sin embargo, se puede realizar el lavado de diferentes maneras. Por ejemplo, se puede realizar 5 lavados sucesivos con una relacion liquido/solido de 5, o 4 lavados sucesivos con una relacion liquido/solido de 10, o cualquier otra combinacion, siempre y cuando se mantenga el principio de una secuencia de lavados repetitivos. 50 La duracion de contacto de la solucion de lavado con el REFIOM es de 2 a 3 horas en cada sesion de lavado.
De manera opcional, durante la operacion de lavado, y preferiblemente despues del primer lavado, se moja otra vez la suspension madurada (33) para volver a formar una suspension acuosa. Esta resuspension se obtiene con una relacion liquido/solido preferiblemente de aproximadamente 5. Durante esta etapa, llamada de neutralizacion, que se 55 va a llevar a cabo en una cuba de despulpado que puede ser la propia cuba de lavado (37). Durante la etapa de neutralizacion, que durara aproximadamente 2 horas, un agente (65) de reduccion del pH se introduce en la cuba (37). De manera provechosa, este agente es el CO2 introducido por burbujeo a traves de inyectores (67) montados para este fin por el fondo de la cuba (37). El gas inyectado, rico en C02 sera de manera adecuada humo depurado (sin partfculas volantes) producido por la incineracion de basuras domesticas.
La cuba de lavado (37) esta por tanto equipada en su parte inferior con medios de burbujeo (67) y posee tambien medios de mezclado (63) con el fin de permitir una accion optima del CO2 en toda la pulpa. Esta se puede equipar eventualmente con medios de recuperacion de gases (no representados), y esta equipada con un sensor (69) que 5 permite medir el pH de la pulpa de manera continua durante la etapa de neutralizacion.
Se considerara la etapa de neutralizacion acabada cuando el pH haya alcanzado un valor inferior o igual a 9,2.
La pulpa neutralizada sufre una operacion de separacion liquido/solido. La fraccion lfquida se dirige hacia una 10 unidad (49) de tratamiento de las aguas de lavado (o unidad de desalinizacion), mientras que la fraccion solida se introduce en el segundo deposito de lavado (o se queda en el mismo lugar si los lavados se efectuan en el mismo deposito.)
Una separacion liquido/solido final (39) de la suspension obtenida al finalizar la operacion de lavado, permite extraer 15 la fraccion solida inerte (43) con vistas a su valorizacion como clinker fino, aplicable en tecnicas viales, por ejemplo.
La fraccion lfquida (45) es recogida para ser tratada ulteriormente. De manera conocida, la fraccion lfquida se prepara en salmuera (47) o en sales solidas a traves de una unidad de desalinizacion (49). Esta unidad puede estar equipada con un equipo CMV (compresion mecanica del vapor) comercial que comprende sucesivamente un 20 evaporador al vacfo o membranas de nanofiltracion por ejemplo.
El agua purificada (51) se reconduce hacia la unidad de maduracion o unidad de remojo calentadora (17) o hacia la unidad de lavado (35), o en caso de necesidad, hacia la bandeja de prelavado (5). En su caso, se puede valorizar la salmuera (47) o las sales como fundente vial despues de la depuracion y/o evaporacion; o estas pueden ser tratadas 25 segun las tecnicas conocidas de estabilizacion/consolidacion con los aglutinantes hidraulicos y los polisulfuros para su almacenamiento como residuo.
Segun una variante de la invencion, la operacion de prelavado se efectua sistematicamente antes de realizar al menos una prueba relativa a la concentracion de cloruro de calcio. De hecho, la reduccion del contenido de cloruro 30 en los REFIOM tambien permite reducir en su caso la adicion de agente de aceleracion de la cinetica de solubilizacion.
El metodo se ha aplicado a un residuo R1 que mostraba un contenido de CaCl2 inferior al 20% (en este ejemplo el contenido de CaCl2 era de 18,29 %). Su fraccion soluble es elevada y representa mas del 48% de la masa del 35 residuo y se compone esencialmente de sales de cloruros. Su pH es alcalino, caracterfstica de los REFIOM que comprenden cal residual. El contenido de dioxinas medido sobre el residuo bruto (antes del tratamiento) era de 450 ng TEQ/kg MS. Despues del tratamiento, el residuo mostraba un contenido de dioxina inferior a 5,8 ng TEQ/kg MS. Cabe recordar que la norma reglamentaria a respetar para una valorizacion en tecnicas viales (normas SETRA) es de 10 ng TEQ/kg MS. El metodo segun la invencion permite tratar un REFIOM con el fin de que este corresponda a 40 los criterios de valorizacion, o a disponerlo en un centro de almacenamiento de clase 3.
El metodo segun la invencion es satisfactorio ya que permite obtener residuos tratados que poseen una fraccion lixiviable muy poco contaminante, similar a la de los residuos inertes.
45 Ademas se debe tener en cuenta que, aunque se haya concebido la invencion para el tratamiento de los REFIOM, esta se puede aplicar a muchos otros residuos analogos portadores de metales pesados lixiviables, en medios naturales y susceptibles de contener dioxinas, como por ejemplo los residuos de centrales termicas de carbon (cenizas volantes, clinkers, ...) o los de la metalurgia (lacteos, humos electricos de acerfa, etcetera ...)

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Metodo de tratamiento en medio acuoso de residuos (1) especiales con metales pesados y sales, en el cual:
    5
    - se suministra el residuo (1) en forma dividida;
    - se somete el residuo a una etapa de maduracion (17), segun la cual se dispone en una suspension acuosa (25) que se deja madurar en templado;
    - se recoge una fraccion solida madurada (33) que se somete a operaciones repetitivas de lavado (35) y de 10 separacion liquido/solido hasta que la fraccion solida (43) corresponda a las exigencias de inocuidad para el medio
    ambiente;
    el metodo siendo caracterizado por el hecho de que previamente a la etapa de maduracion del residuo:
    15 - se realiza una prueba que determina el contenido de cloruro de calcio en el residuo (1);
    - se realiza un tratamiento termico a temperatura elevada (3) del residuo cuando el resultado de la prueba muestra un contenido de cloruro de calcio inferior o igual a un valor de referencia establecido.
  2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que cuando el resultado de la prueba 20 revela un contenido de cloruro de calcio superior al valor de referencia establecido:
    - se anade una cantidad adicional de un residuo con bajo contenido de cloruro de calcio de manera a obtener una mezcla de residuos cuyo contenido de cloruro de calcio es inferior al contenido del residuo (1), preferiblemente se anade una cantidad adicional de un residuo con bajo contenido de cloruro de calcio, suficiente para que el contenido
    25 de cloruro de calcio de la mezcla de residuos asf obtenida alcance un valor inferior o igual al valor de referencia establecido; y/o
    - se realiza una o varias operaciones de prelavado (5) del residuo (1) o de la mezcla de residuos, hasta que el contenido de cloruro de calcio alcance un valor inferior o igual al valor de referencia establecido;
    30 a continuacion se realiza el tratamiento termico a temperatura elevada (3).
  3. 3. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado por el hecho de que se realiza una operacion de prelavado (5) del residuo (1) antes de realizar la prueba que determina el contenido de cloruro de calcio presente en el residuo.
    35
  4. 4. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que se efectua el tratamiento termico a temperatura elevada (5) del residuo (1) cuando el resultado de la prueba exhibe un contenido de cloruro de calcio inferior o igual a 20 % en peso de la masa total del residuo, preferiblemente inferior o igual a 16 %.
    40
  5. 5. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por el hecho de que el tratamiento termico a temperatura elevada (3) incluye el calentamiento del residuo a una temperatura de al menos 500°C, preferiblemente durante una hora.
    45 6. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que se efectua un
    temple del residuo despues de la operacion de tratamiento termico a temperatura elevada (3).
  6. 7. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que, durante la etapa de maduracion (17) se anade al residuo dispuesto en suspension acuosa (25) una cantidad de carbonato de sodio,
    50 preferiblemente en una relacion ponderal inferior a un 30%.
  7. 8. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizado por el hecho de que, entre dos lavados sucesivos, durante las operaciones repetitivas de lavado (35), se realiza una etapa de neutralizacion de la fraccion solida madurada (33) tratando esta ultima con un agente qufmico que permite reducir su pH, preferiblemente el
    55 agente de neutralizacion es el dioxido de carbono, y/o el pH se reduce hasta un valor inferior o igual a 9,2.
  8. 9. Instalacion para la implementacion del metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 8, comprendiendo sucesivamente en el ambito de las materias a tratar:
    - una unidad de remojo por calentamiento (17);
    - una unidad de lavado (35);
    la instalacion siendo caracterizada por el hecho de que comprende tambien, anterior a la unidad de remojo por calentamiento (17), medios de prueba del contenido de cloruro de calcio en el residuo y una unidad de calentamiento 5 a temperatura elevada (3).
  9. 10. Instalacion segun la reivindicacion 9, caracterizada por el hecho de que comprende tambien al menos:
    - una unidad de prelavado (5) anterior a la unidad de calentamiento a temperatura elevada (3); y/o
    10 - una unidad de calentamiento a temperatura elevada (3) comprendiendo un horno, ymedios de enfriamiento del residuo a la salida del horno; y/o
    - una unidad de mezcla y de dosificacion (53) de los residuos de distintas procedencias anterior a la unidad de calentamiento a temperatura elevada (3); y/o
    - una unidad de lavado (35) provista con un deposito de neutralizacion equipado con medios de burbujeo (67) de un 15 gas montados por el fondo del deposito, preferiblemente dichos medios de burbujeo (67) se conectan a una fuente
    de suministro del gas (65) constituida por un recuperador de humos extrafdos de la chimenea de un incinerador.
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