EVALUACIÓN TÉCNICA Y ECONÓMICA DE LA REUTILIZACIÓN DE POLVOS DE ACERÍA PARA PRODUCTOS DE ZINC EN GERDAU

Abstract

Gerdau es una empresa siderúrgica que recicla chatarra de fierro, a través de un proceso de fundición de arco eléctrico, para la producción de rollos y barras de acero usadas para la construcción. La fundición ocurre a 1.700[°C], donde se vaporizan metales generando aerosoles oxidados que se recuperan en un sistema de captación de polvos. Anualmente se generan 6.300[toneladas] de polvo los que son dispuestos como residuos sólidos a través de un contratista. El transporte y disposición final representa un gasto de 1[MMUSD/año] aproximadamente.En este contexto se evaluó una estrategia de negocio para reutilizar los polvos de acería que está supeditada a la cantidad y composición de zinc. Con esta hipótesis, se propuso obtener un producto comercial a partir de residuos, permitiendo agregar valor al proceso y reducir el volumen a disponer.Para ello se caracterizó el residuo (análisis químico, difracción y fluorescencia de rayos X) y se realizó una prospección de mercado de productos de zinc tranzados en Chile. De los productos de zinc se priorizaron dos con potencial de mercado evaluando tecnologías alternativas para su producción. Dada las características de los polvos y los productos seleccionados se diseñó una nueva tecnología, donde las operaciones unitarias resultantes fueron evaluadas experimentalmente a escala de laboratorio. Con estos resultados se realizó un escalamiento para una planta industrial la que posteriormente se evaluó económicamente.Como resultado, se confirmó un 41[%] de zinc presente como Zincita (ZnO) y Franklinita (ZnFe2O4). De la prospección, el sulfato de zinc y zinc metálico son los productos que presentaron ventajas comparativas para el mercado. Para estos productos se diseñaron procesos que permitieron establecer que la producción del sulfato de zinc es técnicamente factible. El proceso para elaborar sulfato de zinc se basa en la combinación de la lixiviación, cementación y cristalización. La planta diseñada permite la producción de 4.500[toneladas/año] de sulfato de zinc dimensionando para ello reactores de 4[m3] que recuperan el 50[%] del zinc en los polvos de acería. La evaluación económica de la planta industrial, para un horizonte de 5 años con una inversión de 3.6[MMUSD] y una tasa de descuento del 18[%] arroja una recuperación de la inversión al tercer año con un VAN de 3.9[MMUSD].Con esto se corrobora la hipótesis para la reutilización de polvos de acería y el proyecto es técnica y económicamente factible por lo que se recomienda la inversión y como recomendación se sugiere pasar a un pilotaje industrial que permita estudiar en profundidad las unidades del proceso.