Retención de mercurio en cenizas volantes

Abstract

El mercurio y sus compuestos son especies altamente tóxicas que se caracterizan por su volatilidad y por su persistencia en el medio ambiente, siendo capaces de concentrarse en los organismos y ascender en la cadena alimentaria. Las especies de mercurio son emitidas al medio ambiente por fuentes naturales y por la actividad del hombre, siendo la combustión de carbón en las centrales térmicas la principal fuente de emisión antropogénica. Se han estudiado varios medios para reducir las emisiones de mercurio en las plantas de combustión de carbón. Sin embargo, a pesar de los esfuerzos realizados, todavía no se ha encontrado una tecnología para el control de mercurio eficaz y de bajo coste. Las cenizas volantes son residuos de la combustión de carbón que son separados de los gases en los sistemas de control de partículas. Se ha comprobado que las cenizas volantes son capaces de retener mercurio en proporciones que varían significativamente de unos sistemas a otros, aunque los mecanismos por los que la retención tiene lugar no se conocen. La comprensión de dichos mecanismos permitiría adecuar las condiciones de trabajo de las centrales térmicas y de los sistemas de captura de partículas para que las interacciones entre el mercurio y las cenizas tuvieran lugar en mayor grado. Esto contribuiría a la reducción de las emisiones de mercurio sin necesidad de grandes inversiones. El objetivo planteado en este trabajo fue identificar los factores y mecanismos que intervienen en la retención de mercurio en las cenizas volantes y en su posible oxidación homogénea y heterogénea. Para ello, se trabajó con cenizas volantes procedentes de diferentes centrales térmicas, con la finalidad de tener una variedad de sorbentes de diferentes características que permitieran el estudio de la influencia de sus propiedades en la retención de mercurio. Tras la caracterización de las cenizas, se llevaron a cabo estudios de retención y oxidación de mercurio elemental en fase gas en un dispositivo a escala de laboratorio, ensayando diferentes atmósferas gaseosas. La retención de mercurio se evaluó mediante la medida en continuo del mercurio no retenido por la ceniza con un analizador en fase gas, y por el análisis del mercurio en la ceniza tras el ensayo de retención en un analizador automático de mercurio. La oxidación se estudió con el método Ontario-Hydro. Los resultados obtenidos indican que la materia carbonosa de la ceniza interviene significativamente en el mecanismo de retención de mercurio, aunque hay otros factores que también influyen en este proceso. Las especies gaseosas presentes en la atmósfera modifican la retención de mercurio, ya que pueden interaccionar con la superficie de la ceniza y con el mercurio favoreciendo o inhibiendo la retención de este elemento.