Residuos del procesado de carbón: una alternativa de gestión para la región carbonífera
Palabras clave:
residuos, carbón, contaminación, energía, aplicacionesResumen
El carbón es un recurso natural ampliamente utilizado en todo el mundo como fuente de energía primaria, combustible doméstico e industrial, reductor en procesos metalúrgicos, entre otros. Sin embargo, la extracción y combustión de carbón generan una cantidad significativa de residuos anuales en todo el planeta, que varían en tamaño y composición. Entre estos residuos se encuentran los finos de carbón, partículas pequeñas resultantes del proceso de trituración y limpieza del carbón, lodos, cenizas volantes, y muchos más. Históricamente se han catalogado como desechos, han generado un gran interés en los últimos años debido a su potencial para ser reutilizados en una gran variedad de procesos y al poder convertirse en recursos valiosos en diversas industrias. En este artículo, se plasma un panorama general acerca de los diversos usos que se les dan a los residuos finos de carbón en el mundo y cómo están contribuyendo a una economía más sostenible.
Referencias
Adeleke, A., Odusote, J., Ikubanni, P., Agboola, O., Balogun, A., Lasode, O. (2021). Tumbling strength and reactivity characteristics of hybrid fuel briquette of coal and biomass wastes blends. Alexandria Engineering Journal, 60(5): 4619–4625. https://doi.org/10.1016/j.aej.2021.03.069
Alsaqoor, S., Borowski, G., Alahmer, A., Beithou, N. (2022). Using of adhesives and binders for agglomeration of particle waste resources. Advances in Science and Technology Research Journal, 16(3): 124–135. https://doi.org/10.12913/22998624/149456
Amiri, H., Azadi, S., Karimaei, M., Sadeghi, H., Farshad D. (2022). Multi-objective optimization of coal waste recycling in concrete using response surface methodology. Journal of Building Engineering, 45: 103472.
https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.103472
Amoah, C., Kwiatkowska, J., Thornton, S., Fenton, O., Malina, G., Szara, E. (2020). Restoration of soil quality using biochar and Brown Coal Waste: A Review. Science of The Total Environment, 722: 137852.
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.137852
Amouzadeh M., Modarres, A. (2018). Emulsified cold recycled mixtures using cement kiln dust and coal waste ash-mechanical-environmental impacts. Journal of Cleaner Production, 199: 101–111. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.07.155
Angaspilco M., Bocanegra, J., Muñoz, S., Torres, J., & Villanueva, C. (2021). Uso de cenizas de carbón para mejorar la resistencia a la compresión del concreto: Use of coal ash to improve the compressive strength of concrete. Revista Ciencia Nor@ndina, 4(2): 47–60. https://doi.org/10.37518/2663-6360X2021v4n2p47
Arribas, I., Vegas, I., García, V., Vigil, R., Martínez, S., Frías, M. (2018). The deterioration and environmental impact of binary cements containing thermally activated coal mining waste due to calcium leaching. Journal of Cleaner Production, 183: 887–897. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.02.127
Asociación de desarrollo de cenizas de Australia, utilización de la combustión de carbón. Disponible en línea: http://www.adaa.asn.au/resource-utilisation/ccp- utilisation
Balseca, O., López, S., Viteri, E., Analuisa, D., & Hernández, E. (2018). Elaboración, caracterización y posibles aplicaciones de briquetas de residuos de café como biocombustible sólido. Polo del Conocimiento, 3(7): 420-452. DOI: http://dx.doi.org/10.23857/pc.v3i7.565
Cahill, J. (2021). Coal fly ash beneficiation for reuse and removal of Boron, Cadmium, Chromium, Copper, and Selenium in wastewater treatment. Tesis de maestría. JB Speed School of Engineering. Documento 3905. https://doi.org/10.18297/etd/3905
Calderón, J. (2022). Propuesta para implementar estrategias de obtención de energía a partir de residuos sólidos en Colombia. Tesis de especiaidad. Fundación Universidad de América. Repositorio Institucional Lumieres. https://hdl.handle.net/20.500.11839/8950
Carrizales, Y., y col., (2021). Análisis de la distribución de partículas ultrafinas en la flotación de carbón y su relación con las variables metalúrgicas: recuperación y contenido de cenizas. Cienciacierta. https://www.cienciacierta.uadec.mx/articulos/cc65/analisisdeladistribucion.pdf
Castiblanco, O., & Milquez, H. (2021). Estudio y simulación de un gasificador con captura de CO2 para la producción de hidrógeno azul partiendo de carbón colombiano. Revista UIS Ingenierías, 20(4): 91–100. https://doi.org/10.18273/revuin.v20n4-2021007
Cazazola, T., Cechini, J., Quihillalt, M. (2019). Evaluación de aptitud del uso de residuos de la industria tabacalera en la industria del cemento. Trabajo final de grado. Pontificia Universidad Católica Argentina. https://repositorio.uca.edu.ar/handle/123456789/11399
Chávez, E. (2022). Carbón mineral y biocarbón: de la revolución industrial a la captura de carbono. Vista de Carbón mineral y biocarbón: De la revolución industrial a la captura de carbono. https://contactos.izt.uam.mx/index.php/contactos/article/view/179/108
Chhaiba, S., Blanco, M., Diouri, A., Bougarrani, S. (2018). Characterization and hydration of cements and pastes obtained from raw mix containing Moroccan oil shale and coal waste as a raw material. Construction and Building Materials. 189: 539–549. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.09.014
Daza, J., Orrego, J., Piñeres, J., Fernández H. (2018). Preparación y caracterización de carbones activados a partir de un carbón mineral de la cuenca del cesar (Colombia). Revista politécnica. 14(26): 75-88.
https://doi.org/10.33571/rpolitec.v14n26a7
Díaz, G. (2018). Experimentación de la adsorción de un coque proveniente de una mina de carbón. Tesis de grado. Ciudad de México. http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/handle/132.248 52.100/16149
Dobrosz, I., Gómez, M., Camilo, S. (2018). Optimización del proceso de adsorción de cr (VI) sobre carbón activado de origen bituminoso. Información tecnológica. 29(6): 43-56. http://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642018000600043
Eteba, A., Bassyouni, M. & Saleh, M. (2023). Utilization of chemically modified coal fly ash as cost-effective adsorbent for removal of hazardous organic wastes. Int. J. Environ. Sci. Technol. 20: 7589–7602. https://doi.org/10.1007/s13762-022-04457-5
Galetovic, A., & Muñoz, C. (2011). Carbón versus viento. Los costos de generar electricidad incluyendo las externalidades ambientales. El trimestre económico. 78(312), 753-779.
http://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2448- 718X2011000400753&lng=es&tlng=es.
García, B., Rigoberto M., Quevedo, J., & Socorro, A. (2020). Prácticas para el aprovechamiento de residuos sólidos en plantaciones bananeras y resultados de su implementación. Revista Universidad y Sociedad. 12(1): 280-291
http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S221836202020000100280&l ng=es&tlng=pt.
García, N., Villanueva, P., Campos, E., & Velázquez, A. (2012). Análisis de la adsorción como método de pulimiento en el tratamiento de aguas residuales. Revista de Estudios Territoriales. 14(1): 109-129.
https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=40123894007
Hester, R. y Harrison, R. (2018). Coalin the 21st century: Energy needs, chemical sand environmental controls. Royal Society of Chemistry, Issues in Environmental Science and Technology. 45: 224 Pp.
Himanshu P. (2018). Charcoal as an adsorbent for textile wastewater treatment. Separation Science and Technology. 53:(17), 2797-2812. DOI: 10.1080/01496395.2018.1473880
Hu, X., Huang, X., Zhao, H., Liu, F., Wang, L., Zhao, X., Gao, P., Li, X., Ji, P. (2021). Possibility of using modified fly ash and organic fertilizers for remediation of
heavy-metal-contaminated soils. Journal of Cleaner Production. 284, 124713. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.124713
Huang, B., y col., (2019). Adsorption of methylene blue on bituminous coal: adsorption mechanism and molecular simulation. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.9b01812
Huang, TY; Chiueh, PT; Lo, SL. Impactos medioambientales y de costes en el ciclo de vida de la reutilización de cenizas volantes.
Leokaoke, N., Bunt, J., Neomagus, H., Waanders, F., Strydom, C., & Mthombo, T. (2018). Manufacturing and testing of briquettes from inertinite-rich low-grade coal fines using various binders. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 118(1): 83-88. https://dx.doi.org/10.17159/2411-9717/2018/v118n1a10
Manyuchi, M., Mbohwa, C., Muzenda, E. (2018). Value addition of coal fines and sawdust to briquettes using molasses as a binder. South African Journal of Chemical Engineering, 26: 70–73. https://doi.org/10.1016/j.sajce.2018.09.004
Marín, N. and Vásquez, Y. (2019). Evaluación de la capacidad de remoción de plomo y cadmio en soluciones acuosas utilizando resinas de carbón mineral. Tesis de grado.
Mursito, A., Widodo, D., (2020). Characterization of bio-coal briquettes blended from low quality coal and biomass waste treated by Garant® bio-activator and its application for fuel combustion. Int J Coal Sci Technol. 7: 796–806. https://doi.org/10.1007/s40789-020-00309-0
Mushtaq, F., Zahid, M., Bhatti, I. A., Nasir, S., Hussain, T. (2019). Possible applications of coal fly ash in wastewater treatment. Journal of Environmental Management. 240: 27–46. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.03.054
Nasiri, S., Hajinezhad, A., Kianmehr, M. H., Tajik, S. (2023). Enhancing municipal solid waste efficiency through refuse derived fuel pellets: Additive analysis, die retention time, and temperature impact. Energy Reports. 10, 941–957. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.07.039
Navarro, G., & Navarro, S. (n.d.). Fertilizantes. Química y acción. 2ª edición. Mundipersa. https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=1yjFEAAAQBAJ&oi=fnd&pg=PR7&dq
=Mezcla+Directa+con+el+Suelo:+Las+cenizas+de+carb%C3%B3n+se+mezclan+d irectamente+con+el+suelo+en+dosis+apropiadas,+lo+que+permite+la+liberaci%C 3%B3n+gradual+de+nutrientes+a+lo+largo+del+tiempo+y+mejora+las+caracter%
C3%ADsticas+f%C3%ADsicas+del+suelo.&ots=c6W74wQKA3&sig=3kXPlF3ooKT 07TM8Hih7AXk3AQY#v=onepage&q&f=false
Palomares, D. (2021). Análisis del nutriente vegetal fosforo en los suelos amazónicos del departamento del Caquetá. Monografía. Repositorio Institucional UNAD. https://repository.unad.edu.co/handle/10596/43181
Panda, R., Biswal, T. (2018). Impact of fly ash on soil properties and productivity. International Journal of Agriculture. Environment and Biotechnology. https://doi.org/10.30954/0974-1712.04.2018.8
Regassa, B., Beteley, T., Tariku, A., Bayisa, D. (2021). Investigation of the adsorption performance of acid treated lignite coal for Cr (VI) removal from aqueous solution. Environmental challenges. 4(100091). isn 2667-0100, https://doi.org/10.1016/j.envc.2021.100091.
Rodríguez, J., Frías, M., Tobón, J. (2021). Eco-efficient cement based on activated coal washing rejects with low content of kaolinite. Construction and Building Materials. 274: 122118. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.122118
Rojas, M., (2008). Perspectivas de procesamiento y uso del carbón mineral peruano. Ingeniería Industrial, (26): 231-250.
Sánchez, C., Torres, A., Álvarez, H., Flores, E., Teran, C., Tejada, A. (2023). Gestión de base de datos del control de un generador de energía termoeléctrica mediante proceso de tratamiento de agua de río. 21st LACCEI International Multi- Conference for Engineering, Education, and Technology.
Subramanian, V., Cheng, K., Wang, Y. (2018). Fundamentally understanding fischer–tropsch synthesis. Encyclopedia of Interfacial Chemistry: 107–114. https://doi.org/10.1016/b978-0-12-409547-2.13530-9
Usmani, Z., Kumar, V., Gupta, P. y col., (2019). Enhanced soil fertility, plant growth promotion and microbial enzymatic activities of vermicomposted fly ash. Sci Rep 9, 10455 https://doi.org/10.1038/s41598-019-46821-5
Uwaoma, R., Henning, C., Bunt, J., Leokaoke, N., Neomagus, H. (2022). Comparison of industrial wastes as a binder in the agglomeration of coal fines. Results in Engineering. 16, 100729. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2022.100729
Vershinina, K., Dorokhov, V., Romanov, D. y col., (2023). Ignición, combustión y propiedades mecánicas de briquetas de lodo de carbón y residuos de petróleo, biomasa, turba y almidón. Valor de la biomasa residual 14: 431–445. https://doi.org/10.1007/s12649-022-01883-x
Xing, Y., Guo, F., Xu, M., Gui, X., Li, H., Li, G., Xia, Y., Han, H. (2019). Separación de carbono no quemado de cenizas volátiles de carbón: una revisión. Tecnología en polvo. 353: 372–384.
Yagüe, S., Sánchez, I., Vigil, R., García, R., Zapardiel, A., Frías, M. (2018). Coal- mining tailings as a pozzolanic material in cements industry. Minerals. 8(2):46. https://doi.org/10.3390/min8020046
Yousuf, A., Omer Manzoor, S., Youssouf, M., A. Malik, Z., Sajjad Khawaja, K. (2020). Fly Ash: Production and Utilization in India - An Overview. Journal of Materials and Environmental Science: 911–921.
Zapata Benabithe, Z., y col., (2005). Producción de carbón activado a partir de carbón sub-bituminoso en reactores de lecho fluidizado por proceso autotérmico. Dyna, 72(147): 47-56.
Zhang, J., Zuo, J., Ai, W., Zhang, J., Zhu, D., Miao, S., Wei, C. (2021). Preparation of mesoporous coal-gasification fine slag adsorbent via amine modification and applications in CO2 Capture. Applied Surface Science. 537, 147938. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.147938
Zhao, G., Wu, T., Ren, G., Zhu, Z., Gao, Y., Shi, M., Ding, S., Fan, H. (2023).
Reusing waste coal gangue to improve the dispersivity and mechanical properties of dispersive soil. Journal of Cleaner Production. 404, 136993. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.136993
Zhu, D., Miao, S., Xue, B. y col., (2019). Effect of coal gasification fine slag on the physicochemical properties of soil. Water air soil pollute. 230, 155. https://doi.org/10.1007/s11270-019-4214-x
