Tratamiento de los gases ácidos en el laboratorio químico de la Unidad Minera Arcata

Abstract

La presente tesis se desarrolla sobre el tratamiento de los gases ácidos del área de Laboratorio Químico ubicado en la Unidad Minera Arcata con la finalidad de disminuir la concentración de gases ácidos emitidos al medio ambiente (parte interna del laboratorio y circundantes a la planta de beneficio y campamentos). El sistema de tratamiento se basa en los resultados obtenidos del análisis de emisiones de gases ácidos como HCl y HNO3 al medio ambiente por el Sistema de Tratamiento de Gases ácidos. Estos análisis se obtuvieron del área de Medio Ambiente perteneciente a la Unidad Minera. En una primera instancia se calculará la eficiencia mensual del Sistema para luego proceder con el tratamiento. La operación unitaria desarrollada por el Sistema de Tratamiento de Gases Ácidos corresponde a un proceso de absorción gaseosa donde se genera una reacción química. Durante el periodo de evaluaciones, las concentraciones promedio de gases ácidos que se emanan al medio ambiente contienen gases ácidos muy considerables, observando esporádicamente un ligero aumento en las concentraciones, las cuales sobrepasan los límites permisibles establecidos por el Decreto Supremo N° 055-2010-EM. Actualmente el Sistema de Tratamiento se encuentra conformado por un extractor centrífugo, un tanque de solución neutralizante (solución de NaOH) con su respectiva bomba centrífuga, una torre lavadora de gases y cuatro cabinas extractoras. Las variables más importantes que se tomaran en cuenta para el tratamiento de estos gases del sistema son: flujos volumétricos de ingreso y salida de aire, concentraciones de ingreso y salida de gases ácidos, presión barométrica, temperatura de operación, flujo volumétrico de solución neutralizante, tiempos de exposición de emisión de gases ácidos y áreas de ingreso y salida de gases. Para la obtención de las concentraciones de ingreso se usó como variables: los porcentajes volumétricos de especies químicas (pirita y esfalerita) obtenidos de estudios de Microscopía Óptica, número y tipos de muestras, flujos volumétricos de aire de ingreso, tiempos de exposición y cantidades másicas de ácidos usados en el ataque ácido. Las suposiciones de trabajo sobre la cual se basa el aumento de concentraciones de gases ácidos emitidos al medio ambiente, son la falta de superficie interfacial líquido-gas, traducido en una falta de volumen de empaque plástico, la falta de flujo volumétrico de solución neutralizante y la baja eficiencia de operación del sistema. Para la realización de este trabajo tecnológico se correlaciona datos extraídos experimentalmente a fin de aplicarlos a nivel industrial. Para la realización de este tratamiento, en una primera instancia se obtiene la eficiencia mensual de trabajo del sistema a partir del cálculo de los flujos másicos de ingreso y salida de gases ácidos. Para la obtención de los flujos másicos de ingreso de gases ácidos, se calculó las concentraciones de gases ácidos de ingreso. Una vez obtenidas las eficiencias mensuales se comparan y analizan el porqué de las variaciones. Luego del análisis de las eficiencias se procede con la aplicación del sistema partiendo de los datos de concentraciones de ingreso de gases ácidos, flujos volumétricos de aire, presión barométrica y temperatura. Realizando los cálculos respectivos se obtienen distintas eficiencias mensuales visualizando que la eficiencia promedio relacionada al HCl es de 96.31%. En cuanto a la eficiencia promedio del sistema relacionada al HNO3, esta es de 94.39%. Realizado la evaluación del sistema se obtiene que para una mejor operación del Sistema de Tratamiento de Gases Ácidos se necesita un volumen adicional de empaque plástico de 0.19 m3. Según los análisis y cálculos respectivos acerca de este sistema, se concluye que para mejorar la operación del sistema se necesita tener una altura adicional de 14 cm de relleno (conservando el mismo diámetro) y a la vez se necesita aumentar el flujo volumétrico de solución neutralizante a 2,1 litros por segundo.