LA ESPECTROSCOPIA DE PLASMA INDUCIDO POR LÁSER

EMPRESA COLABORADORA

Luisa María Cabalin

Catedrática titular en Universidad de Málaga

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Una técnica analítica para la separación de los residuos de materiales refractarios utilizados en las industrias siderúrgicas.

 

Los refractarios son imprescindibles para todos los procesos a altas temperaturas, tales como la producción de metales, cemento, vidrio y cerámica. Durante muchos años, el reciclado de los refractarios usados ha recibido escasa atención debido a la abundancia de materias primas vírgenes de bajo coste y a los bajos costes de eliminación de los materiales, en gran parte inertes. Sin embargo, en los últimos años, el interés en el reciclado de los refractarios usados ha crecido, como consecuencia de la dificultad creciente de conseguir gran parte de las materias primas de alta calidad y de la subida de los precios. Asimismo, la reutilización de los refractarios reciclados ha ganado interés por sus beneficios potenciales desde un punto de vista económico (materias primas más baratas, costes de tratamiento más bajos, reducción de costes de vertido) tal y como ambiental (ahorro de recursos vírgenes, reducción de los residuos, y reducción de la demanda energética y de las emisiones de CO2 en comparación con materiales vírgenes). Por esta razón, las innovaciones tecnológicas en las plantas de reciclaje de los residuos refractarios se centran en la automatización del proceso de separación según el tipo de refractario.

 

La espectroscopia de plasma inducido por láser (Laser Induced Breakdown spectroscopy (LIBS)) es una técnica analítica espectro-química basada en la luz emitida por micro-plasmas generados por  pulsos laser cortos en la superficie de la muestra. Esta rápida tecnología de análisis química ofrece muchas ventajas convincentes y necesarias para el análisis de este tipo de muestra, incluyendo:

–     Una experiencia de medición de la muestra sin preparación

–     Una amplia cobertura elemental

–     Protocolos de muestreo flexibles, incluyendo un rápido raster de la superficie de muestra y una caracterización de la profundidad

 

El factor crucial que permite demostrar la viabilidad del funcionamiento de la LIBS para separar de manera correcta los refractarios usados es la semejanza espectral compleja mostrada por los productos refractarios, que suelen contener Al2O3, MgO y SiO2 en diferentes proporciones. Por esta razón, se combinó la LIBS con quimiometría, con el fin de tratar la gran cantidad de datos analíticos complejos generados. Se implementó un algoritmo eficiente para clasificar con gran precisión los residuos refractarios procedentes de las diferentes zonas características de una cuchara de acero a partir de las informaciones espectrales sobre sus emisiones.

 

La figura 1 representa el sensor LIBS, desarrollado en la Universidad de Málaga, durante el análisis de una muestra refractaria

 

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Figura 1. Un sensor LIBS diseñado y desarrollado en la Universidad de Málaga