Optimización de la eliminación de fluoruros mediante la metodología Taguchi para el reciclado de arenas de moldeo

Abstract

En el presente documento se describe el diseño experimental propuesto siguiendo la metodología del diseño de parámetros de Taguchi para encontrar los niveles de los factores de control que optimizan el proceso de lavado de unas arenas de moldeo con elevado contenido en fluoruro [F-] para reducir la concentración de éste en las aguas de lixiviación por debajo del valor máximo admisible de 10 mg/kg de arenas de moldeo cuando el test de lixiviación se realiza con una relación de agente lixiviante/arena de L/S= 10 L/kg, para de este modo poder ser clasificado como residuo inerte, según se establece en la Orden AAA/661/2013, del 18 de abril, por la que se regula la eliminación de residuos mediante depósito en vertedero. La experimentación se ha llevado a cabo mediante el proceso de lavado en un lecho fluidizado bajo diferentes condiciones de operación (niveles) de determinadas variables (factores de control). Los factores de control considerados han sido los siguientes:  Relación de agua de lavado/arena  Concentración de NaNO3 en el agua de lavado  pH de la solución  Velocidad de fluidización Durante la experimentación, se ha determinado la concentración de fluoruro en la solución de lavado, así como en las aguas de los test de lixiviación de las arenas y de las arenas lavadas en el lecho fluidizado. Posteriormente a la experimentación, se ha llevado a cabo un análisis de varianza ANOVA de los factores de control ensayados para poder evaluar, con significación estadística, la contribución de cada uno de los factores en el proceso de extracción de fluoruros de las arenas y estimar los niveles de los factores que optimizan el proceso de extracción. Así mismo, se ha realizado un ANOVA de la relación Señal/Ruido de los resultados, específica de la metodología Taguchi, que nos ha proporcionado información acerca de la robustez o insensibilidad del proceso de extracción frente a los factores de ruido. Como resultado del plan experimental propuesto, se ha determinado, por tanto, la combinación de los niveles de los factores que optimizan el proceso de extracción de fluoruros presentes en las arenas de moldeo. La experimentación ha sido llevada a cabo por el alumno Álvaro Martínez Martínez, bajo la supervisión de los Drs. Rubén Irusta Mata y Pedro A. García Encina, en los laboratorios del Departamento de Ingeniería Química y Tecnología de Medio Ambiente entre los meses de enero y mayo de 2018.