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INFORME FINAL PRIMERA CAMPAÑA 2011

PROYECTO 13400020

SERVICIO DE MEDICIONES DE GASES EN LA SUBGERENCIA POTRERILLOS


PROYECTO 13400020


Preparado para : CODELCO Chile División El Salvador Por : CIMM T&S S.A. UG Metalurgia

MARZO, 2011


PROYECTO 13400020


Jefe de Proyecto : Ing. John Zavala C.

Ingeniero de Procesos : Juan Campos E.

Supervisor CH-5 : Téc. Pedro Martínez C.

Operador de Caja CH-5 : Téc Estanislao Vallejos T

Operador de Caja CH-5 : Téc Alvaro Ortiz M.

Operador de Sonda. : Téc Belarmino Soto R.

Operador de Sonda. : Téc Roberto Garcias M.

Operador de Sonda. : Téc Camal Quiroz Q.

Prevención de Riesgos : Ing. Patricio Contreras D.

MARZO, 2011

INDICE

Pág.

RESUMEN EJECUTIVO 1

1.- INTRODUCCION 11

2.- RESULTADOS 12

ANEXOS

Anexo A: INSTRUMENTOS Y EQUIPOS 35

Anexo B: METODOLOGIAS GENERALES DE MEDICIONES 37

Anexo C: METODOS DE CALCULO 43

Anexo D: CERTIFICADO DE CALIBRACION DE EQUIPOS 49

Anexo E: RESULTADOS DE MEDICIONES EN PLANTA 64

Unidad de Gestión Metalurgia Informe final 13400020 Primera Campaña – 2011 Página 1

RESUMEN EJECUTIVO A solicitud del Sr. Fabián Vásquez Sepúlveda, Ingeniero de procesos de la

Gerencia de Operaciones, Fundición y Refinería Potrerillos, la Unidad de

Gestión Metalurgia de CIMM T&S S.A., efectuó entre los días 07 y 16 de marzo

la Primera Campaña de mediciones del año 2011. El servicio denominado:

“Servicios de Mediciones de Gases en la Subgerencia Potrerillos”

Los objetivos fueron efectuar mediciones Isocinéticas y muestreo de gases con el

propósito de cuantificar la emisión de material particulado y caracterizar

químicamente los gases y polvos generados por los equipos de la fundición

durante una jornada laboral normal.

También se realizan mediciones en forma simultanea entrada y salida en

precipitadores electroestáticos de convertidor teniente y convertidores Pierre

Smith, para determinar su eficiencia de captación.

En las mediciones Isocinéticas se aplicaron las metodologías chilenas Ch1 a

Ch5, mientras que para la determinación de SO2 y SO3 se aplicó la metodología

Ch8. Los resultados de caudal, concentración de material particulado e

impurezas se normalizaron a 25°C y 1 atmósfera de presión. El error relativo

porcentual calculado como el cuociente entre la desviación estándar y el valor

promedio, no es relevante en procesos pirometalúrgicos asociados a gran

variabilidad operacional.


Para cumplir con los objetivos planteados se realizaron mediciones en las

siguientes estaciones de muestreo y en las Tablas 1 a la 11 se presentan los

principales resultados obtenidos.

1 - Chimenea de Convertidores.

Las mediciones se realizaron en ductos independientes de cada entrada a

la chimenea Conversión.

1a. – Condición Operacional CT + 1 CPS.

Fuente de emisión Ducto Salida

CT Ducto Salida

CPS Total gases Chimenea

Caudal Normal Seco, Nm3/h 34.329 7.811 42.141

Temperatura 266 95 180

Conc. material particulado, mg/Nm3 756,3 145,8 902,1

Emisión material particulado, kg/h 25,9 1,1 27,0

Emisión de Arsénico, gr/h 479 604 1.082,8

Emisión de Plomo, gr/h 274 277 551,1

Emisión de Cobre, gr/h 171 48 218,9

Emisión de Antimonio, gr/h 24 37 61,5

Emisión de Cloro, gr/h 702 337 1.039,6

Emisión de Fluor, gr/h 17 26 43,5

1b. – Condición Operacional CT Solo. En la medición no se detecta flujos en esta condición.


2.- Chimenea Planta de Ácido

Fuente de emisión Chimenea Planta de Acido

Caudal Normal Seco, Nm3/h 193.599

Temperatura 59

Conc. material particulado, mg/Nm3 385,3

Emisión material particulado, kg/h 74,5

Concentración SO2, ppm 1.301

Concentración SO3, ppm 548

Concentración O2, % 5,6

Emisión de Arsénico, gr/h 1.945

Emisión de Plomo, gr/h 478

Emisión de Cobre, gr/h 971

Emisión de Antimonio, gr/h 329


3.- Chimenea Hornos de Limpieza de Escoria, Etapas de Reducción

Fuente de emisión Horno de Limpieza de Escoria

N° 1 N° 2 N° 3

Caudal Normal Seco, Nm3/h 49.361 50.702 46.157

Temperatura 370 380 403

Conc. material particulado, mg/Nm3 895,9 1.104,0 1.486,2

Emisión material particulado, kg/h 44,2 55,9 68,6

Concentración SO2, % 0,5 0,3 0,2

Concentración CO2, % 4,1 4,1 4,1

Concentración O2, % 15,7 15,9 15,7

Emisión de Arsénico, gr/h 1.465 1.244 1.068

Emisión de Plomo, gr/h 1.099 659 210

Emisión de Cobre, gr/h 366 433 319

Emisión de Antimonio, gr/h 212 99 92


4.- Chimenea Hornos de Ánodos.

Fuente de emisión Hornos de Ánodos

Condición Operacional Oxidación Reducción

Caudal Normal Seco, Nm3/h 20.660 19.595

Temperatura 370 395

Conc. material particulado, mg/Nm3 660,2 1.373,1

Emisión material particulado, kg/h 13,6 26,9

Concentración SO2, % 0,1 0,1

Concentración CO2, % 1,0 3,7

Concentración O2, % 19,1 16,1

Emisión de Arsénico, gr/h 2.413 1.602

Emisión de Plomo, gr/h 707 746

Emisión de Cobre, gr/h 713 3.181

Emisión de Antimonio, gr/h 12 23


5.- Chimenea Planta de Secado Fluosólido

Fuente de emisión Chimenea Planta de Secado

Fluosólido

Caudal Normal Seco, Nm3/h 251.033

Temperatura 56

Conc. material particulado, mg/Nm3 14,3

Emisión material particulado, kg/h 3,6

Concentración SO2, % 0,0

Concentración CO2, % 0,9

Concentración O2, % 18,7

Emisión de Arsénico, gr/h 870

Emisión de Plomo, gr/h 79

Emisión de Cobre, gr/h 1.346

Emisión de Antimonio, gr/h 16


6.- Precipitador Electroestático Convertidor Teniente - 5.

Fuente de emisión Entrada PPEE Salida PPEE


Temperatura 363 294

Conc. material particulado, mg/Nm3 3.849,3 1.231,0




Eficiencia de captación, % 70,2

Emisión de As, gr/h 20.054 11.689

Emisión de Pb, gr/h 4.172 977

Emisión de Cu, gr/h 6.019 1.142

Emisión de Sb, gr/h 5.917 1.254

Emisión de F, gr/h 5.314 827

Emisión de C3, gr/h 5.440 1.389


7.- Precipitador Electroestático Convertidores Peirce Smith.

Fuente de emisión Entrada PPEE Salida PPEE


Temperatura 329 227

Conc. material particulado, mg/Nm3 1.709,6 560,6




Eficiencia de captación, % 61,2

Emisión de As, gr/h 4.054 2.089

Emisión de Pb, gr/h 1.808 319

Emisión de Cu, gr/h 924 280

Emisión de Sb, gr/h 645 348

Emisión de F, gr/h 4.469 1.012

Emisión de Cl, gr/h 2.223 714


8.- Resultados de Dilución e Infiltración en Gases Evacuados por Convertidor Teniente Nº 5

Fecha 11-03-2011

Horario 12:22 – 14:22

Eficiencia Química de O2 92% 94% 96%

Caudal de O2 Nm3/min 342 349 356

SO2 Boca % 27,9 28,6 29,3

SO2 Campana % 11,0 11,0 11,0

Dilución % 153 160 166

Infiltración Nm3/min 1.252 1.299 1.347

9.- Resultados de Dilución e Infiltración en Gases Evacuados por Convertidor Teniente Nº 5

Fecha 12-03-2011

Horario 10:16 – 12:15



SO2 Boca % 27,7 28,4 29,,0

SO2 Campana % 10,9 10,9 10,9

Dilución % 156 162 168

Infiltración Nm3/min 1.277 1.325 1.366


10.- Resultados de Dilución e Infiltración en Gases Evacuados por Convertidor Peirce Smith N° 4

Fecha 11-03-2011

Horario 09:58 – 12:10



SO2 Boca % 19,3 19,7 20,2

SO2 Campana % 11,1 11,1 11,1

Dilución % 85 99 93

Infiltración Nm3/min 418 438 458

11.- Resultados de Dilución e Infiltración en Gases Evacuados por Convertidor Peirce Smith Nº 3

Fecha 11-03-2011

Horario 12:31 – 14:40



SO2 Boca % 19,3 19,7 20,2

SO2 Campana % 10,4 10,4 10,4

Dilución % 108 113 117

Infiltración Nm3/min 531 553 754


1. INTRODUCCION

A solicitud Sr. Fabián Vásquez Sepúlveda, Ingeniero de Procesos de la Gerencia

de Operaciones, Fundición y Refinería Potrerillos y de acuerdo a lo estipulado en

el contrato de prestación de Servicios N°99.076, la Unidad de Gestión de

Metalurgia de CIMM T&S S.A., realizó la Primera campaña de mediciones del

año 2011 correspondiente al servicio denominado: “Servicios de Mediciones de

Gases en la Subgerencia Potrerillos”

El objetivo del servicio contempló realizar mediciones Isocinéticas en la

chimenea de Convertidores, chimenea Planta de Ácido, chimeneas de los Hornos

de Ánodos en etapa de oxidación y reducción, chimeneas de los hornos de

limpieza de Escoria en etapa de reducción y Chimenea de Planta de secado

fluosólido, con el propósito de cuantificar la emisión de material particulado e

impurezas contenidas en los gases evacuados.

También se realizan mediciones en forma simultanea en entrada y salida en

Precipitadores Electroestáticos de Convertidor Teniente y Convertidores Peirce

Smith, para determinar su eficiencia de captación.

Para el logro de los objetivos planteados, se llevó a efecto una campaña de

mediciones entre los días 07 y 16 de diciembre del presente año, aplicándose las

metodologías chilenas Ch1, Ch5, mientras que para la determinación de SO2 y

SO3 el método Ch8. Los resultados de las determinaciones de caudal, material

particulado e impurezas se normalizaron a 25°C y 1 atmósfera de presión.


La caracterización de los gases consistió fundamentalmente en determinar:

caudal, temperatura, presión estática, composición por SO2 CO2 y O2, contenido

de material particulado y humedad. También se determinaron las impurezas en la

fase sólida y fase gaseosa.

En el presente Informe Técnico Parcial se entrega el detalle de las mediciones

efectuadas, las metodologías aplicadas, los métodos de cálculos, y los principales

resultados obtenidos.

2. RESULTADOS

En las Tablas 12 a 25 se presentan los principales parámetros determinados y

cuantificados en los muestreos isocinéticos efectuadas en las chimeneas de

Convertidores, chimeneas de los Hornos de Ánodo en etapa de oxidación y etapa

de reducción, chimeneas de los Hornos de limpieza de Escoria, chimenea planta

de Acido Sulfúrico, chimenea secado fluosólido y Precipitadores Electroestáticos.

En las Tablas 26 a 39 se entregan los resultados de las caracterizaciones químicas

efectuadas a las fases sólidas y gaseosas.

La desviación estándar definida por Subdepartamento de calidad del aire de la

Región Metropolitana es igual al Coeficiente de Variación multiplicado por 100 y

dividido por el valor promedio


Tabla 12: Resultados de Mediciones Isocinéticas Ductos a Chimenea de Conversión

Fundición Potrerillos, Codelco Chile - División El salvador.

Tabla 1 de 2

Experiencia N° 22 23

Fecha 11-03-2011 11-03-2011

Hora de muestreo 10:07 - 11:14 11:24 - 12:53

Lugar de medición Ducto CT Ducto CPS Ducto CT Ducto CPS

Caudal de Gases (b.h.) Nm3/h 36.801 8.469 34.998 8.765

Caudal de Gases (b.s.) Nm3/h 36.334 8.344 34.353 8.659

Velocidad m/s 2,7 0,7 2,5 0,7

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 780,0 156,9 627,0 119,9

Emisión Mat. Particulado kg/h 28,34 1,31 21,5 1,0

Peso molecular (b.s.) g/gmol 29,6 29,0 29,4 29,8

Peso molecular (b.h.) g/gmol 29,5 28,9 29,2 29,7

Densidad real kg/m3 0,477 0,680 0,477 0,696

Densidad normal kg/Nm3 1,32 1,29 1,31 1,33

Agua vapor, kg/kg aire seco adim 0,008 0,009 0,011 0,007

Concentración de SO2 % 2,6 0,6 2,0 2,8

Concentración de CO2 % 0,0 0,0 0,0 0,0

Concentración de O2 % 17,0 20,0 18,0 20,0

Concentración de CO % 0,0 0,0 0,0 0,0

Humedad % 1,3 1,5 1,8 1,2

Presión Cinética mm CA 0,9 0,1 0,3 0,1

Presión Estática mm CA -19 -13 -20 -12

Temp. de Gases ºC 266 97 259 99

Isocineticidad % 105 99 105 93


Tabla 13: Resultados de Mediciones Isocinéticas Ductos a Chimenea de Conversión.)


Tabla 2 de 2

Experiencia N° 24 Valores

Fecha 11-03-2011 Promedio

Hora de muestreo 13:11 - 14:27




Velocidad m/s 2,4 0,5 2,6 0,7

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 861,9 160,7 756,3 145,8











Humedad % 1,8 2,2 1,6 1,6



Temp. de Gases ºC 272 90 266 95



Tabla 14: Resultados de Mediciones Isocinéticas Chimenea Conversión (CT + 1 CPS)


Experiencia N° 22 23 24 Valores Error

Fecha 11-03-2011 11-03-2011 11-03-2011 Promedios Relativo

Hora de muestreo 10:07 - 11:14 11:24 - 12:53 13:11 - 14:27 Porcentual

Condición Operacional CT + 1 CPS CT + 1 CPS CT + 1 CPS

Caudal de Gases (b.h.) Nm3/h 45.270 43.762 39.453 42.829 5,8

Caudal de Gases (b.s.) Nm3/h 44.678 43.012 38.733 42.141 5,9

Velocidad m/s 1,7 1,6 1,5 1,6 5,5

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 936,9 746,9 1.022,6 902,1 12,8

Emisión Mat. Particulado kg/h 29,6 22,6 28,9 27,034 11,7

Peso molecular (b.s.) g/gmol 29,3 29,6 31,0 30,0 2,4

Peso molecular (b.h.) g/gmol 29,2 29,4 30,7 29,8 2,3

Densidad real kg/m3 0,579 0,586 0,618 0,594 2,864

Densidad normal kg/Nm3 1,30 1,32 1,37 1,33 2,27

Agua vapor, kg/kg aire seco adim 0,009 0,009 0,012 0,010 13,209

Concentración de SO2 % 1,6 2,4 6,7 3,6 62,8

Concentración de CO2 % 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Concentración de O2 % 18,5 19,0 14,0 17,2 13,1

Concentración de CO % 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0

Humedad % 1,4 1,5 2,0 1,6 15,6

Presión Cinética mm CA 0,5 0,2 0,2 0,3 40,3

Presión Estática mm CA -16 -16 -15 -16 -3

Temp. de Gases ºC 181 179 181 180 1

Isocineticidad % 105 105 102 104 1


Tabla 15: Resultados de Mediciones Isocinéticas Chimenea Planta de Acido Sulfúrico





Condición Operacional CT + 1 CPS CT + 1 CPS CT + 1 CPS



Velocidad m/s 6,7 6,8 6,6 6,7 1,3

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 309,4 411,2 435,4 385,3 14,2







Concentración de SO2 ppm 1.198 1.403 - 1.301 8

Concentración de SO3 ppm 513 582 - 548 6




Humedad % 0,5 0,5 0,4 0,5 15,4


Presión Estática mm CA 6 1 1 3 80

Temp. de Gases ºC 58 60 60 59 2



Tabla 16:Resultados de Mediciones Isocinéticas Chimenea Horno de limpieza de Escoria N° 1





Condición Operacional Reducción Reducción Reducción



Velocidad m/s 18,1 17,8 19,1 18,3 2,9

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 911,1 1.070,5 706,1 895,9 16,6











Humedad % 2,0 2,0 2,1 2,0 0,9



Temp. de Gases ºC 343 369 398 370 6











Velocidad m/s 17,7 19,2 18,3 18,4 3,4

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 1.005,2 1.087,9 1.218,9 1.104,0 8,0







Concentración de SO2 ppm 0,4 0,2 0,4 0,3 28,3




Humedad % 2,0 2,2 1,9 2,0 5,8



Temp. de Gases ºC 365 381 395 380 3











Velocidad m/s 17,4 18,1 16,5 17,3 3,9












Humedad % 2,5 1,7 2,3 2,2 16,2



Temp. de Gases ºC 412 399 397 403 2



Tabla 19: Resultados de Mediciones Isocinéticas Chimenea Horno de Ánodos

(Etapa de Oxidación) Fundición Potrerillos, Codelco Chile - División El Salvador.



Hora de muestreo 12:56 - 13:32 11:27- 12:03 11:27- 12:03 Porcentual

Horno de Anodo N° 1 N° 1 N° 2

Condición Operacional Oxidación Oxidación Oxidación



Velocidad m/s 7,4 8,2 7,0 7,5 6,7












Humedad % 2,3 2,4 1,7 2,1 13,7



Temp. de Gases ºC 359 384 366 370 3



Tabla 20: Resultados de Mediciones Isocinéticas Chimenea Horno de Ánodos

(Etapa de Reducción) Fundición Potrerillos, Codelco Chile - División El Salvador.




Horno de Anodo N° 1 N° 1 N° 2




Velocidad m/s 7,9 7,3 7,2 7,5 4,2












Humedad % 2,7 2,6 2,7 2,7 2,2



Temp. de Gases ºC 401 389 395 395 1



Tabla 21: Resultados de Mediciones Isocinéticas Chimenea Planta de Secado Fluosólido







Velocidad m/s 22,4 23,3 23,0 22,9 1,6












Humedad % 4,0 4,0 3,9 4,0 1,8



Temp. de Gases ºC 56 56 55 56 1



Tabla 22: Resultados de Mediciones Isocinéticas Precipitador Electroestático Convertidor

Teniente N° 5 Fundición Potrerillos, Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 1 de 2

Experiencia N° 4 5

Fecha 09-03-2011 09-03-2011

Hora de muestreo 10:03 - 11:15 11:28 - 12:21

Lugar de medición Entrada Salida Entrada Salida



Velocidad m/s 18,6 12,3 19,2 12,0

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 3.980,3 1.096,3 4.521,6 1.650,4











Humedad % 2,4 2,0 1,5 1,2



Temp. de Gases ºC 336 303 371 291


Eficiencia de Captación % 74,6 65,4


Tabla 23: Resultados de Mediciones Isocinéticas Precipitador Electroestático Convertidor

Teniente N° 5 Fundición Potrerillos, Codelco Chile - División El Salvador.

Tabla 2 de 2







Velocidad m/s 19,2 11,8 19,0 12,0

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 3.046,2 946,2 3.849,3 1.231,0











Humedad % 1,4 1,3 1,7 1,5



Temp. de Gases ºC 381 287 363 294




Tabla 24: Resultados de Mediciones Isocinéticas Precipitador Electroestático Convertidores

Peirce Smith Fundición Potrerillos, Codelco Chile - División El salvador.

Tabla 1 de 2

Experiencia N° 7 8

Fecha 10-03-2011 10-03-2011

Hora de muestreo 13:24 - 14:15 14:26 - 15:04




Velocidad m/s 17,2 11,4 18,2 11,0

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 1.603,7 421,2 2.036,9 773,3











Humedad % 1,6 1,5 1,8 1,4


Presión Estática mm CA -22 2 -20 -3

Temp. de Gases ºC 263 217 352 237




Tabla 25: Resultados de Mediciones Isocinéticas Precipitador Electroestático Convertidores

Peirce Smith Fundición Potrerillos, Codelco Chile - División El salvador.

Tabla 2 de 2







Velocidad m/s 15,8 10,1 17,1 10,8

Conc. Mat. Particulado mg/Nm3 1.488,1 487,3 1.709,6 560,6











Humedad % 1,9 1,6 1,8 1,5


Presión Estática mm CA -14 2 -19 0

Temp. de Gases ºC 370 227 329 227




Tabla 26: Resultados de Caracterización Química en Ductos a Chimenea de Conversión

Fundición Potrerillos, Codelco Chile -División El salvador.

Tabla 1 de 2 Experiencia N° 22 23

Fecha 11-03-2011 11-03-2011

Hora de muestreo 10:07 - 11:14 11:24 - 12:53


Concentración de Arsénico mg/Nm3 15,6 73,4 16,1 75,9 Concentración de Plomo mg/Nm3 10,5 34,6 10,6 34,4 Concentración de Cobre mg/Nm3 4,7 5,8 5,0 5,9 Concentración de Antimonio mg/Nm3 1,0 4,6 1,0 4,7 Concentración de Cloro mg/Nm3 19,2 40,7 20,3 41,7 Concentración de Fluor mg/Nm3 0,5 3,2 0,5 3,3 Emisión de Arsénico g/h 565 613 551 657 Emisión de Plomo g/h 380 289 363 298 Emisión de Cobre g/h 171 48 171 51 Emisión de Antimonio g/h 35 38 33 41 Emisión de Cloro g/h 699 340 699 361 Emisión de Fluor g/h 19 27 18 28

Tabla 27: Resultados de Caracterización Química en Ductos a Chimenea de Conversión

Fundición Potrerillos, Codelco Chile -División El salvador.

Tabla 2 de 2 Experiencia N° 24 Valores




Concentración de Arsénico mg/Nm3 9,9 84,4 13,8 77,9 Concentración de Plomo mg/Nm3 2,4 38,2 7,8 35,7 Concentración de Cobre mg/Nm3 5,3 6,9 5,0 6,2 Concentración de Antimonio mg/Nm3 0,1 5,2 0,7 4,8 Concentración de Cloro mg/Nm3 22,0 48,4 20,5 43,6 Concentración de Fluor mg/Nm3 0,4 3,8 0,5 3,4 Emisión de Arsénico g/h 319 543 479 604 Emisión de Plomo g/h 78 245 274 277 Emisión de Cobre g/h 170 45 171 48 Emisión de Antimonio g/h 4 33 24 37 Emisión de Cloro g/h 709 311 702 337 Emisión de Fluor g/h 14 24 17 26


Tabla 28: Resultados de Caracterización Química Chimenea Conversión. (CT + 1CPS).





Condición operación CT + 1 CPS CT + 1 CPS CT + 1 CPS

Concentración de Arsénico mg/Nm3 89,0 91,9 47,1 76,0 26,9

Concentración de Plomo mg/Nm3 45,1 45,0 20,3 36,8 31,7

Concentración de Cobre mg/Nm3 10,5 10,9 6,1 9,2 23,7

Concentración de Antimonio mg/Nm3 5,5 5,7 2,7 4,6 30,1

Concentración de Cloro mg/Nm3 60,0 62,0 35,2 52,4 23,3

Concentración de Fluor mg/Nm3 3,7 3,8 2,1 3,2 24,3

Emisión de Arsénico g/h 1.178 1.208 431 939 38

Emisión de Plomo g/h 669 661 162 497 48

Emisión de Cobre g/h 220 222 107 183 29

Emisión de Antimonio g/h 73 74 19 55 47

Emisión de Cloro g/h 1.039 1.059 510 870 29

Emisión de Fluor g/h 45 47 19 37 34

Tabla 29: Resultados de Caracterización Química Chimenea Planta de Acido Sulfúrico





Condición operación CT + 1 CPS CT + 1 CPS CT + 1 CPS





Emisión de Arsénico g/h 1.839 1.996 1.999 1.945 4





Tabla 30:Resultados de Caracterización Química Chimenea Horno Limpieza de Escoria N° 1





Condición operación Reducción Reducción Reducción






Emisión de Plomo g/h 1.204 1.053 1.039 1.099 7



Tabla 31:Resultados de Caracterización Química Chimenea Horno Limpieza Escoria N° 2















Tabla 32:Resultados de Caracterización Química Chimenea Horno Limpieza Escoria N° 3














Tabla 33:Resultados de Caracterización Química Chimenea Horno de Ánodos (Oxidación)




Hora de muestreo 12:56 - 13:32 11:27- 12:03 11:27- 12:03 Porcentual

Condición operación Oxidación Oxidación Oxidación










Tabla 34:Resultados de Caracterización Química Chimenea Horno de Ánodos (Reducción)












Emisión de Cobre g/h 3.119 3.251 3.173 3.181 2


Tabla 35:Resultados de Caracterización Química Chimenea Horno de secado Fluosólido









Emisión de Arsénico g/h 848 879 883 870 2


Emisión de Cobre g/h 1.311 1.359 1.366 1.346 2



Tabla 36: Resultados de Caracterización Química en Precipitador Electroestático

Convertidor Teniente N°5 Fundición Potrerillos, Codelco Chile - Div.El salvador.


Fecha 09-03-2011 09-03-2011

Hora de muestreo 10:03 - 11:15 11:28 - 12:21


Concentración de Arsénico mg/Nm3 156,0 100,7 159,0 93,9 Concentración de Plomo mg/Nm3 32,7 8,4 32,5 7,6 Concentración de Cobre mg/Nm3 47,6 9,9 45,9 8,7 Concentración de Antimonio mg/Nm3 46,8 10,9 45,1 9,6 Concentración de Zinc mg/Nm3 41,4 7,1 42,0 6,7 Concentración de Cloro mg/Nm3 43,1 12,1 41,4 10,5 Emisión de Arsénico g/h 20.476 12.203 20.391 11.397 Emisión de Plomo g/h 4.293 1.024 4.167 924 Emisión de Cobre g/h 6.252 1.201 5.887 1.053 Emisión de Antimonio g/h 6.148 1.319 5.782 1.164 Emisión de Zinc g/h 5.436 863 5.381 808 Emisión de Cloro g/h 5.654 1.463 5.313 1.276


Convertidor Teniente N°5 Fundición Potrerillos, Codelco Chile - Div.El salvador.


Fecha 10-03-2011 Promedios



Concentración de Arsénico mg/Nm3 151,6 95,5 155,5 96,7 Concentración de Plomo mg/Nm3 31,9 8,2 32,4 8,1 Concentración de Cobre mg/Nm3 46,5 9,7 46,7 9,4 Concentración de Antimonio mg/Nm3 45,7 10,7 45,9 10,4 Concentración de Zinc mg/Nm3 40,3 6,7 41,2 6,8 Concentración de Cloro mg/Nm3 42,1 11,9 42,2 11,5 Emisión de Arsénico g/h 19.297 11.466 20.054 11.689 Emisión de Plomo g/h 4.055 982 4.172 977 Emisión de Cobre g/h 5.919 1.171 6.019 1.142 Emisión de Antimonio g/h 5.821 1.281 5.917 1.254 Emisión de Zinc g/h 5.125 809 5.314 827 Emisión de Cloro g/h 5.354 1.430 5.440 1.389



Convertidores Peirce Smith Fundición Potrerillos, Codelco Chile - .El salvador


Fecha 10-03-2011 10-03-2011

Hora de muestreo 13:24 - 14:15 14:26 - 15:04


Concentración de Arsénico mg/Nm3 53,9 23,7 69,2 30,6 Concentración de Plomo mg/Nm3 24,2 3,6 30,6 4,7 Concentración de Cobre mg/Nm3 12,1 3,1 16,0 4,3 Concentración de Antimonio mg/Nm3 8,3 3,9 11,3 5,2 Concentración de Zinc mg/Nm3 58,4 11,6 77,4 14,7 Concentración de Cloro mg/Nm3 28,4 7,9 39,2 10,9 Emisión de Arsénico g/h 4.062 2.042 4.762 2.445 Emisión de Plomo g/h 1.827 313 2.108 371 Emisión de Cobre g/h 912 267 1.101 340 Emisión de Antimonio g/h 628 334 778 418 Emisión de Zinc g/h 4.404 998 5.328 1.170 Emisión de Cloro g/h 2.145 675 2.700 872


Convertidores Peirce Smith Fundición Potrerillos, Codelco Chile - .El salvador.


Fecha 20-12-2010 Promedios



Concentración de Arsénico mg/Nm3 58,0 23,8 60,4 26,1 Concentración de Plomo mg/Nm3 25,9 3,6 26,9 4,0 Concentración de Cobre mg/Nm3 13,2 3,1 13,8 3,5 Concentración de Antimonio mg/Nm3 9,2 3,9 9,6 4,3 Concentración de Zinc mg/Nm3 63,9 11,6 66,6 12,6 Concentración de Cloro mg/Nm3 31,7 8,0 33,1 8,9 Emisión de Arsénico g/h 3.338 1.780 4.054 2.089 Emisión de Plomo g/h 1.490 272 1.808 319 Emisión de Cobre g/h 760 234 924 280 Emisión de Antimonio g/h 530 293 645 348 Emisión de Zinc g/h 3.675 867 4.469 1.012 Emisión de Cloro g/h 1.825 595 2.223 714


ANEXOS


ANEXO A

INSTRUMENTOS Y EQUIPOS


A.1 INSTRUMENTOS Y EQUIPOS

Los principales equipos, instrumentos y materiales utilizados en las

mediciones en Planta fueron los siguientes:

- Tres unidades isocinética Okano Seisakusho.

- Bombas de Vacío, Marca Edwars.

- Válvula check.

- Dos Orsat para la determinación discreta de SO2, CO2 y O2.

- Sondas de Muestreo de acero inoxidable y de teflón.

- Boquillas de acero inoxidable y de teflón de 3 a 12 mm.

- Tubos Pitot tipo S.

- Termocupla tipo K y cables compensadores.

- Burbujeadores de vidrio del tipo Greenburg - Smith.

- Pinzas metálicas Marca INOX.

- Filtros de 0,7 micras de tamaño de poro.

- Silica gel entre 6 y 16 malla Tyler.

- Cápsulas petri.

- Balanza de 500 g, sensibilidad de ± 0,1 g, para los pesos iniciales y

finales del tren de condensación.


ANEXO B

METODOLOGIAS GENERALES DE MEDICIONES


B. METODOLOGIA GENERAL DE LAS MEDICIONES

La metodología aplicada en el presente servicio de mediciones, está

basada en las normativas existentes en la Agencia de Protección del

Medio Ambiente de los Estados Unidos de América, US EPA. Un

resumen de las metodologías aplicadas son las siguientes:

B.1. ELECCIÓN DEL LUGAR DE MUESTREO (US EPA 1)

La elección del lugar de muestreo deberá determinarse idealmente en aquellos

sitios en donde el flujo se encuentre totalmente desarrollado y en ausencia de

flujo ciclónico. Para este efecto la norma establece como ubicación óptima del

puerto de muestreo 8 diámetros de ductos aguas abajo de cualquier

perturbación y 2 diámetros de ductos aguas arriba de cualquier perturbación.

Sin embargo, como no siempre es posible encontrar estas características en

Planta la norma señala que en el peor de los casos las distancias mínimas en las

cuales se pueden ubicar los puertos de muestreo son 2 diámetros de ducto

aguas abajo y 0,5 diámetros aguas arriba de una perturbación.

Deberán ubicarse 2 puertos a 90º uno respecto del otro, ambos deberán

habilitarse con coplas de 4" de diámetro interno y 10 cm de longitud.

B.2. MÍNIMO NÚMERO DE PUNTOS EN LA TRAVERSA (US EPA 1)

El mínimo número de puntos en la traversa queda determinado por la menor

distancia desde el puerto de muestreo a la perturbación más cercana. La norma

estipula que el mínimo número de puntos en la traversa de muestreo es de 12

puntos cuando las distancias aguas arriba y aguas abajo de cualquier

perturbación son de 8 y 2 diámetros de ductos, respectivamente. En el peor de


los casos, se utilizarán 24 puntos en la traversa cuando la relación de diámetros

aguas arriba y aguas abajo sean de 2 y 0,5.

B.3 DETERMINACIÓN DE LA VELOCIDAD Y CAUDAL DEL GAS EN EL

DUCTO (US EPA 2)

La velocidad promedio del fluido en el ducto, está definida por la

siguiente ecuación:

Vg = 128,988 * Cp*[(∆∆∆∆P * Tg)/(Pg * PMh)]1/2

Vg : Velocidad promedio del gas, m/s Cp : Coeficiente calibración del tubo de Pitot, adimensional

∆P : Promedio de las raíces cuadradas de la presión cinéticas H2O Tg : Temperatura del fluido, K

Pg : Presión absoluta del fluido (Presión estática + barométrica), mm H2O PMh : Peso molecular húmedo En el muestreo isocinético se utilizará una unidad de cálculo la cual dispone de

un microcomputador que procesa permanentemente para cada punto de la

traversa, los valores de presión y temperatura del gas en el ducto, calcula la

velocidad y envía una señal electrónica a la unidad de control para que la

succión de la bomba del equipo iguale la velocidad que lleva el gas en el

ducto (isocineticidad). El equipo de medición está diseñado para efectuar un

muestreo con un 100% de representatividad. Para validar un muestreo

isocinético la norma estipula un rango de isocineticidad entre 90 y 110%.

El peso molecular húmedo entra a la unidad de cálculo luego de medir la

composición de SO2, CO, CO2 y O2 con el equipo Orsat y estimar el porcentaje

de humedad. Finalizado el muestreo, los datos son tratados en una planilla


electrónica y se corrigen los valores de humedad estimados con los valores

efectivamente medidos.

El caudal real del fluido queda definido como velocidad del gas multiplicado

por el área transversal del ducto, esto es:

Qr = Vg * Ad

Qr : Caudal real del fluido, m3/s Vg : Velocidad promedio del fluido, m/s Ad : Area del ducto de evacuación del flujo, m2

El caudal del fluido en condiciones normales a 298,15 K y 1 atm, es:

QN = Qr * (Pg / Po )* (To / Tg )

QN: Caudal normal del fluido, Nm3/s Qr : Caudal real del fluido, m3/s Pg : Presión absoluta del fluido (Presión estática + barométrica), mm H2O Po : Presión normal, 10336 mm H2O Tg : Temperatura del fluido, K To : Temperatura normal, 298,15 K

El caudal normal del fluido, expresado en Nm3/h es:

QN = 128,988 *3600* Cp*Ad* [(∆∆∆∆P * Tg)/(Pg * PMh)]1/2 * (Pg / Po )*(To / Tg )

B.4. DETERMINACIÓN DEL PESO MOLECULAR SECO (US EPA 3)

El peso molecular seco del gas en el ducto se determinará a través de un equipo

Orsat, el cual puede determinar con una sensibilidad de 0,2% el contenido de

SO2, CO, CO2 y O2 . El N2 se determina por diferencia al 100%.


B.5. DETERMINACIÓN DE LA HUMEDAD DE LOS GASES (US EPA 4)

El contenido de humedad en los gases se determina por diferencia de peso del

sistema de condensación ubicado después del filtro que capta el material

particulado. El gas luego de pasar por el filtro que retiene el material

particulado ingresa a un sistema de botellas (impingers o burbujeadores)

ubicados en una caja a la cual se le ha cubierto con hielo. De esta forma el

agua vapor condensa a una temperatura aproximada a los 12ºC.

VN = 2,6402x10-2 x Vm x (Pb + Pm) / (Tm + 298,15)

VNH2O = 1,355x10-3 x MH2O

% H2O = [VNH2O / ( VNH2O + VN )] x 100

VN : Volumen normal de gas seco muestreado, (Nm3) Vm : Volumen de gas seco muestreado (m3)

Pb : Presión barométrica, (mm H2O) Pm : Presión en el medidor, (mm H2O) Tm : Temperatura en el medidor, (°C) VNH2O : Volumen normal de H2O muestreada, (Nm3) MH2O : Masa de H2O en el sistema de condensación, (g) %H2O : Humedad total en el gas, (% en volumen b.h.)

B.6. DETERMINACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE MATERIAL

PARTICULADO (US EPA 5)

En este método, el material particulado es extraído isocinéticamente

desde el ducto y colectado en un filtro de fibra de vidrio colocado en una

caja calefactora a 120°C + 14°C. El peso del material particulado, se

determina gravimétricamente después de secar el filtro colector.


Se aplica para determinar la concentración de material particulado en

fuentes estacionarias y para evaluar la eficiencia de equipos.

La concentración de material particulado queda expresada por la

siguiente ecuación:

CMP = ∆∆∆∆peso / VN

CMP : Concentración del material particulado (mg/Nm3). ∆peso: Diferencia de masa del filtro colector. Masa del material

particulado colectado durante el muestreo isocinético (mg). VN : Volumen normal de gas seco muestreado (Nm3).


ANEXO C

METODOS DE CALCULOS


C. METODOS DE CALCULO

Los métodos de cálculos empleados en este informe, corresponden a los

establecidos por la E.P.A., los cuales solamente han sido modificados

para entregar los resultados en el sistema métrico internacional y algunas

simplificaciones de fórmulas y nomenclaturas.

C.1 Ecuaciones para la Determinación del Caudal

La velocidad promedio del fluido a las condiciones del ducto, es:

Vg = 128,988 * Cp*[(∆P * Tg)/(Pg * PMh)]1/2 (1)

donde:

Vg : Velocidad promedio del fluido, m/s

Cp : Coeficiente calibración Pitot

∆P : Presión cinética fluido, mm H2O

Tg : Temperatura del fluido, K

Pg : Presión absoluta del fluido (Presión estática +

barométrica), mm H2O

El caudal real del fluido, es:

Qr = Vg * Ad (2)


donde:

Qr : Caudal real del fluido, m3/s

Vg : Velocidad promedio del fluido, m/s

Ad : Area de flujo, m2

El caudal del fluido en condiciones normales a 298,15 K y 1 atm, es:

QN = Qr * (Pg / Po )* (To / Tg ) (3)

donde:

QN : Caudal normal del fluido, Nm3/s

Qr : Caudal real del fluido, m3/s

Pg : Presión absoluta del fluido (Presión estática + barométrica),

mm H2O

Po : Presión normal, 10340 mm H2O

Tg : Temperatura del fluido, K

To : Temperatura normal, 298,15 K

Entonces, la expresión del caudal normal del fluido, expresada en Nm3/h

es:

QN = 128,988 *3600* Cp*Ad* [(∆P * Tg)/(Pg * PMh)]1/2 * (Pg / Po )*(To /

Tg ) (4)


Reemplazando los parámetros para cada caso particular (Cp y Ad), se

obtiene la expresión de flujo.

C.2 Concentración de Particulado

En la determinación de concentración de particulado, se utiliza la

siguiente relación :

Cp = C'p /VN

(5)

Donde :

Cp : Concentración de particulado, (mg/Nm3)

C'p : Masa de particulado colectado en el filtro, (mg)

VN : Volumen normal de gas seco muestreado, (Nm3)

C.3 Volumen Normal de Gas Muestreado y Humedad total

VN = 2,6402x10-2 x Vm x (Pb + Pm) / (Tm + 298,15)

(6)

VNH2O = 1,2446x10-3 x MH2O

(7)

H2O = [VNH2O / ( VNH2O + VN )] x 100

(8)

Donde :

VN : Volumen normal de gas seco muestreado, (Nm3)


Pb : Presión barométrica, (mm H2O)

Pm : Presión en el medidor, (mm H2O)

Tm : Temperatura en el medidor, (°C)

VNH2O : Volumen normal de H2O muestreada, (Nm3)

MH2O : Masa de H2O muestreada, (g)

H2O : Humedad total en gas, (% en volumen b.h.).

C.4 Concentración de Especies Químicas en Fase Gaseosa

Para la determinación de la concentración de especies químicas en fase

gaseosa, se utiliza la siguiente relación :

Ci = (Vm * C’i) / VN (9)

Donde :

Ci : Concentración de la especie química i en fase gaseosa

(mg/Nm3).

Vm : Volumen de solución de captación (l).

C'i : Concentración de la especie química i en la sol. de

captación (mg/l).

VN : Volumen normal de gas seco muestreado (Nm3).

C.5 Concentración de Especies Químicas en Fase Sólida.


En la determinación de concentración de especies químicas en fase

sólida, se utiliza la siguiente relación :

Ci = C’i / VN (10)

Donde :

Ci : Concentración de la especie química i en fase sólida

(mg/Nm3).

C'i : Masa de la especie química i en el particulado (mg).

VN : Volumen normal de gas seco muestreado (Nm3).


ANEXO D

CERTIFICADO DE CALIBRACION DE EQUIPOS


ANEXO E

RESULTADOS DE MEDICIONES EN PLANTA

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