Una planta de decapado es una planta industrial o parte de una planta en la que se eliminan las capas de óxido, las impurezas o las incrustaciones de los materiales metálicos mediante procesos químicos. Para ello se utilizan soluciones de decapado, que suelen contener ácidos o álcalis. El decapado se utiliza para preparar las superficies metálicas para su posterior procesamiento, como el revestimiento, la galvanoplastia o la pintura, y garantiza que las superficies sean metálicamente brillantes y estén libres de residuos.
En el tratamiento de aguas y aguas residuales industriales, el tratamiento de las aguas residuales de las plantas de decapado reviste una importancia crucial, ya que estas aguas residuales suelen contener metales pesados, residuos ácidos y otros contaminantes que deben tratarse antes de verterse al medio ambiente.
Índice
Antecedentes técnicos del proceso de decapado
El decapado elimina las impurezas superficiales no deseadas de los metales mediante el contacto con una solución química decapante. Este proceso se utiliza principalmente en el procesamiento de metales y la tecnología de superficies para preparar las superficies metálicas para otras fases de procesamiento o para aumentar la resistencia a la corrosión.
Las reacciones químicas en el proceso de decapado varían en función del material, el ácido utilizado y el objetivo del proceso de decapado. Las soluciones de decapado más utilizadas son
- Ácido clorhídrico (HCl): Especialmente eficaz para eliminar las incrustaciones y los productos de corrosión del hierro y el acero.
- Ácido sulfúrico (H₂SO₄): Muy utilizado para el decapado del acero, especialmente en la producción siderúrgica. Suele utilizarse en altas concentraciones, ya que elimina eficazmente las incrustaciones y los óxidos.
- Ácido fluorhídrico (HF) y ácido nítrico (HNO₃): Estos ácidos se utilizan a menudo combinados, sobre todo para decapar aceros inoxidables y aluminio. Son capaces de eliminar capas de óxido especialmente resistentes.
- Ácido fosfórico (H₃PO₄): Se utiliza para pasivar la superficie y protegerla de la corrosión.
Además de los ácidos, también pueden utilizarse álcalis como el hidróxido de sodio (NaOH) para el decapado alcalino, especialmente para el aluminio o el zinc. En algunos casos, se añaden inhibidores a las soluciones de decapado para ralentizar el ataque del ácido al metal base y garantizar la eliminación uniforme de las impurezas.
Proceso y sistemas de decapado
Dependiendo de la aplicación y del material a tratar, los procesos de decapado pueden llevarse a cabo utilizando diferentes métodos:
Decapado por inmersión: La pieza se sumerge en un baño de decapado en el que se produce la reacción química. Este proceso se utiliza ampliamente en la producción en serie, por ejemplo en la industria del acero y el aluminio. La inmersión completa garantiza el tratamiento completo incluso de geometrías complejas.
Decapado por pulverización: La solución decapante se pulveriza sobre la superficie metálica. Este proceso suele utilizarse para materiales de gran superficie o de producción continua, como bobinas de chapa o tuberías, con el fin de controlar eficazmente el contacto con la solución de decapado.
Decapado electroquímico: En este proceso se utiliza una corriente eléctrica para acelerar la reacción química. Se utiliza principalmente para aceros inoxidables, ya que garantiza un tratamiento uniforme de la superficie.
Aguas residuales de las plantas de decapado y su tratamiento
Las aguas residuales producidas en las plantas de decapado suelen contener altas concentraciones de ácidos, metales pesados (como hierro, níquel, zinc y cromo), residuos orgánicos y óxidos disueltos. El tratamiento de estas aguas residuales es de crucial importancia, ya que las aguas residuales no tratadas no deben verterse al medio ambiente.
Para tratar las aguas residuales de las plantas de decapado se utilizan diversos procesos físico-químicos:
1. neutralización:
El agua residual del decapado suele contener un exceso de ácidos que es necesario neutralizar. Para ello, se añaden álcalis como hidróxido de sodio o lechada de cal (Ca(OH)₂) para llevar el valor del pH a un rango neutro. El control preciso del pH es crucial para garantizar unas condiciones óptimas en las fases de tratamiento posteriores.
2. precipitación y floculación:
Para eliminar los metales pesados y los sólidos disueltos de las aguas residuales del decapado se utilizan precipitantes como el cloruro de hierro (III) o precipitantes a base de calcio. Estos provocan la formación de compuestos insolubles, que luego se agregan en flóculos más grandes mediante floculantes como polímeros y posteriormente se separan por sedimentación o filtración.
Foto: Sistema CP ALMA CHEM MCW para la eliminación de metales pesados, AOX e hidrocarburos
3. intercambio iónico:
En casos especiales, sobre todo cuando se tratanaguas residuales que contienen metales pesados, puede utilizarse el intercambio iónico para eliminar selectivamente los iones metálicos disueltos. Este proceso suele utilizarse para concentraciones bajas de metales pesados o para el tratamiento de pulido.
Foto: Sistema intercambiador de iones ALMA ION en tanques de PRFV
4. proceso de membrana
La ultrafiltración (UF) y la ósmosis inversa (RO) pueden utilizarse después del tratamiento en plantas de CP para eliminar las partículas finas y las sales disueltas de las aguas residuales. Estas tecnologías se utilizan cada vez más para recuperar y reutilizar el agua de proceso, sobre todo en las plantas de decapado.
Foto: Sistema de ósmosis inversa BiosS-Treat de ALMA BHU para recuperar agua de proceso de aguas residuales
Aspectos medioambientales y de seguridad
Las aguas residuales de las plantas de decapado son perjudiciales para el medio ambiente debido a su composición y, por lo tanto, requieren un control y un tratamiento estrictos antes de que puedan verterse al medio ambiente. Los principales objetivos del tratamiento de las aguas residuales en las plantas de decapado son:
- Reducción de la concentración de ácido mediante neutralización.
- Eliminación de metales pesados y sólidos disueltos por precipitación, floculación y filtración.
- Evitar la contaminación ambiental mediante la recuperación y reutilización de productos químicos, especialmente ácidos.
Además, en las plantas de decapado deben tomarse estrictas precauciones de seguridad, ya que los ácidos utilizados son altamente corrosivos y peligrosos. El uso de equipos de protección individual (EPI) y de instalaciones bien ventiladas es esencial para minimizar el riesgo para los empleados.
Conclusión
El decapado es un proceso indispensable en la metalurgia que se utiliza para limpiar las superficies metálicas y prepararlas para las fases de procesamiento posteriores. Los procesos químicos implicados en el decapado requieren una manipulación cuidadosa y la selección correcta de las soluciones de decapado, en función del tipo de metal que se vaya a tratar. Al mismo tiempo, las aguas residuales resultantes suponen un gran reto y requieren un tratamiento exhaustivo mediante sistemas CP como el ALMA CHEM MCW para neutralizar y eliminar ácidos, metales pesados y otros contaminantes.
