Alternativas en la reducción de consumo de soda cáustica en la limpieza de matrices

Alternativas en la reducción de consumo de soda cáustica en la limpieza de matrices

Oscar Mguel Duran Ospino
Practicante Anodizado, EMMA y CIA II-2011
Estudiante Ing. Química, Universidad Nacional de Colombia sede Medellín

Resumen
Este trabajo se enfoca en reducir el gasto de soda cáustica en la preparación de los baños usados en la remoción de aluminio sólido contenido en matricesextrusoras. Actualmente el proceso se desarrolla de forma empírica y no existe una cuantificación apropiada para determinar las cantidades de insumo requeridas. Se procede de forma experimental evaluar la concentración de soda cáustica, aluminio disuelto, tipo de matriz y dos modalidades Tandas y Purga – Adición que en conjunto con la duración del proceso caracterizan el consumo de reactivos y lacapacidad de equipos requerida. Se observo que altas temperaturas favorecen la rapidez del proceso, una concentración de soda cáustica de 300g/L contempla la menor relación de soda por cantidad de aluminio disuelto que alcanza valores cercanos a 115g/L, por tanto, el consumo lo determina la cantidad de aluminio a remover de la matriz, mientras que la modalidad de trabajo afecta la duración y el tamañode los equipos, siendo mas ventajoso en este aspecto la modalidad por tandas, aunque deba considerarse un reproceso. Se evalúan dos propuestas comparando el consumo real del año 2011 y el que se hubiese esperado con los indicadores de estas alternativas, por ultimo se realizaron pruebas de reproducibilidad para ajusta los parámetros, esperando una reducción promedio de 2,4 a 3,6 toneladas de sodacáustica por mes tomando como referencia 10 meses operación del año 2011.

Introducción


Con el fin de garantizar una buena calidad de los productos de extrusión, es de especial importancia una limpieza perfecta de las superficies internas de la matriz extrusora. Para mantener limpias las matrices, las cuales son constituidas de acero inoxidable, son regularmente desmontadas y tratadasen un baño de limpieza de hidróxido de sodio concentrado caliente. Generalmente, esta operación se lleva a cabo cuando 1500kg han sido extruidos, con una perdida estimada de 0.5-3kg de Aluminio sólido por matriz, dependiendo de la geometría de la matriz (tubular o sólida). El insumo más importante en este proceso, es la soda cáustica concentrada, que en el escenario de los dos últimos años hapresenciado en su precio un aumento de más del 50% (Ilustración 1.), bajo esta tendencia los costos de procesamiento a futuro se elevarían proporcional a tal alza.
En el proceso de limpieza influyen muchas variables que determinan el consumo de soda y para mantener un oportuno servicio se debe procurar la limpieza en un menor tiempo posible, así surge la necesidad de determinar una cantidad óptima desoda cáustica para disminuir su consumo y ofrecer una duración más corta posible.
El consumo de soda no solamente afecta los costos del insumo, también, determina la cantidad de ácido sulfúrico requerido para neutralizar la corriente residual para que pueda ser descargada al servicio de alcantarillado. Además, la cantidad de aluminio disuelto en la corriente residual al momento de laneutralización pasa a formar lodos que deben ser dispuestos como residuos sólidos.
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Ilustración 1. Variación precio de soda cáustica años 2010 y 2011.

Problemática


“Desconocimiento de una cantidad de soda optima en la operación de limpieza de matrices y falta de metodologías e instrumentos para emplearla adecuadamente en el área de matriceria.”
El procedimiento empírico actual enel procesamiento de limpieza de matrices carece de una cuantificación al preparar el baño de soda cáustica por matriz y de la preparación de una concentración establecida, variando en el manejo de un operario a otro, con una gran pluralidad en la duración requerida. Además, de no poder anticipar el consumo de este insumo que depende de la programación de las matrices.


Objetivos



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