Un fabricante de equipo para banda transportadora utiliza una estrategia única para controlar las emisiones de polvo

Un líder global en tecnología de transportadores ha ayudado a mitigar las emisiones de polvo en las minas subterráneas de piedra caliza de una planta productora de cemento mediante la implementación de una solución innovadora para los puntos de transferencia.  Con el uso de una unidad de control de polvo para rociar un surfactante sobre ambos lados de la corriente de carga durante la transferencia hacia el transportador principal, Martin Engineering fue capaz de ayudar a Continental Cement Company, LLC, a suprimir el polvo fugitivo a lo largo del recorrido de la banda subterránea y durante la descarga en la zona de almacenamiento al aire libre.  El resultado fue una reducción significativa de las emisiones de polvo, lo que crea un lugar de trabajo más seguro y ofrece un retorno de la inversión que es posible medir.

Un proceso eficiente

Continental Cement ha estado operando desde 1903.  Durante más de un siglo, la empresa ha seguido mejorando y aumentando las operaciones para alcanzar una capacidad de producción actual de cemento de 1,2 millones de toneladas cortas (≈1,1 mill. de toneladas) de escoria por año.

Una mina subterránea a 350 pies (106 m) es ahora la fuente primaria de piedra caliza, que representa hasta el 75 % de la materia prima requerida para producir la comida para el cemento Portland Tipo I/II y Tipo III en la empresa.  El material extraído, que produce 1,6 millones de toneladas cortas (≈1,4 mill. de toneladas) de piedra caliza por año, se transporta por camión y transportadores de alta velocidad para trasladarlo hasta la superficie, en donde se coloca en una pila de almacenamiento al aire libre de 100.000 toneladas (≈91.000 toneladas métricas), luego se procesa en un horno de cemento de proceso seco precalentador/precalcinador de cuatro etapas. 

Camiones de cincuenta toneladas vuelcan 600-650 t/h(544-589 mt/h) de piedra caliza extraída hacia una tolva subterránea que alimenta una trituradora de impacto, que reduce las rocas a menos de 4 pulgadas (101 mm).  El agregado se carga luego al Transportador 0, una banda de 60 pulgadas (1524 mm) de ancho que se desplaza a aproximadamente 700 ppm (3,5 m/s) por 400 pies (122 m).  La roca se descarga a través de un chute de transferencia en el Transportador 1, y asciende por la banda inclinada de 1300 pies (400 m) hasta la superficie y cae 20 pies (6 m) sobre la pila de almacenamiento al aire libre. 

“Las dos áreas principales que identificamos con emisiones de polvo inaceptables fueron la tolva de la trituradora subterránea y el exterior, en el lugar en que se descargaba el material en la pila de almacenamiento”, explicó el gerente de medio ambiente, Leonard Rosenkrans.

Soluciones

El equipo original de control de polvo seguía un enfoque tradicional, con el objetivo de humedecer la superficie de la carga.  Sin embargo, los operadores advirtieron que el polvo de la piedra caliza no estaba siendo controlado adecuadamente solo con agua.  Los representantes de Martin Engineering visitaron el sitio con un remolcador que contiene una unidad de control de polvo Martin® con todas las funciones, lo que permitió una demostración completa de las capacidades de la unidad.  Después de una recorrida completa del flujo de carga, los técnicos fueron capaces de determinar el mejor curso de acción.

"Después de la inspección, diseñamos un plan que optimizó el control de polvo en ambas ubicaciones, con el mayor uso posible de equipo común", indicó Brian Nance, ingeniero de producto de Martin Engineering.

El sistema montado sobre una base de 6 toberas se instaló para brindar la posibilidad de hacer servicio en la descarga del Transportador 1, y se colocó un sistema de colectores para abordar los problemas en el depósito de volcado.  Se utilizaron sensores de monitoreo de material en ambos lugares para garantizar la aplicación solo cuando fuera necesario. 

Las bombas en la unidad de control de polvo están accionadas por un impulsor de frecuencia variable (VFD, por su sigla en inglés), que permite el control independiente del flujo de agua y productos químicos de cada bomba.  El aditivo aglitinante químico Martin MEL-101 patentado por Martin se dosifica en la proporción adecuada para adecuarse a las condiciones de operación.  El sistema completo está integrado al sistema de control de la planta, por lo que se lo puede monitorear remotamente.

Con una relación aproximada de 300:1 de agua y aditivo, el MEL-101 respalda la función del agua en la supresión de polvo usando volúmenes con concentración económica.  Para controlar los costos, la bomba accionada por VFD regula el flujo de químicos mediante la liberación de producto químico solo cuando se detecta material en los transportadores.

Se colocaron toberas en la boca de la tolva, de manera que la unidad de control de polvo pudiera rociar humedad hacia adentro de la zona de impacto.  Al mantener las partículas dentro del flujo de material, el nuevo sistema de control de polvo ayuda a minimizar los problemas de salud y seguridad, reduce el desgaste en el equipo y crea un mejor entorno de trabajo. 

Resultados

Después de algunos ajustes finos para obtener la relación óptima entre químico y aditivo, así como la ubicación correcta del rociador para una mejor cobertura del flujo de carga, el sistema ha eliminado la mayor parte de los signos visuales de las emisiones de polvo y ha mejorado drásticamente la calidad del aire dentro y fuera de la mina.  

“Es casi como el interruptor de luz”, dijo Nance.  “Encienda la unidad de control del polvo y dejará de haber polvo en todos los puntos de emisión.  Apáguela y en pocos minutos, regresará el polvo”.

Hay 22 empleados en la mina.  La EPA ha estudiado en profundidad el costo del polvo en la industria del cemento para la sociedad y los trabajadores con el fin de justificar los reglamentos.1   El costo de la instalación fue de alrededor de $50.000 y los costos anuales de mantenimiento y productos químicos rondan los $35.000.  El valor actual neto de 5 años de los costos más la inversión es de unos $200.000.  Con los datos del informe de la EPA, el beneficio para la sociedad creado por Continental por ser proactiva en la mina es de alrededor de $ 375.000.  Por lo tanto, la decisión intuitiva de ser proactivos en la protección de los trabajadores y el vecindario fue una elección inteligente.  Existen diversas maneras de ver el beneficio directo para la empresa, incluido el menor grado de problemas de salud y seguridad así como una mayor vida útil de los equipos.  Algunas veces, vale la pena simplemente hacer lo correcto.

“El equipo de Martin hizo lo imposible para asegurarse de que todo funcionara en forma eficiente”, concluyó Rosenkrans.  “Estamos evaluando actualmente un contrato de servicio para el nuevo sistema de polvo que podría llegar a incluir también el servicio de reemplazo de hoja en el sitio de la compañía.  Desde nuestro primer encuentro, hemos tenido una experiencia positiva a lo largo de todo el proceso y estamos muy satisfechos con el resultado.”