Diseño de experimentos en la remoción de metales pesados en aguas residuales de la industria minera por procesos de coagulación con sulfato ferroso

Abstract

En la presente tesis se informa de los resultados obtenidos en el estudio del tratamiento en la reducción del carácter contaminante en aguas residuales de la industria minera. Se han estudiado los procesos físico-químicos de coagulación y sedimentación. A partir de los ensayos de laboratorio, se han buscado las condiciones de tratamiento optimas de cada uno de los procesos estudiados. Las aguas residuales han sido recogidas de la empresa Cía minera Santa Luisa unidad de Huanzalá, situada en la provincia de Bolognesi Ancash. En la fase previa, antes de aplicar el tratamiento, se ha realizado la caracterización de las aguas residuales, cuantificando todos los parámetros físico-químicos fundamentales (pH, sólidos totales en suspensión, aceites y grasas, cianuro total, metales totales, metales disueltos, conductividad, sólidos sedimentables, turbidez, DQO). Una vez caracterizadas las aguas residuales, se aplicó el tratamiento de coagulación. En los experimentos de coagulación, se ha procedido a la búsqueda de las condiciones óptimas de operación, mediante el procedimiento denominado “prueba de jarras”. Para ello se utilizó el efluente de mina el cual contiene distintas concentración de metales, cuya contaminación oscila según el tratamiento de la concentración del mineral. Con este método se realizan una serie de ensayos para la determinación de la dosis óptima de coagulante (sulfato ferroso), la velocidad de agitación y el tiempo de agitación. La instalación experimental está constituida por una serie de vasos de precipitado a los que se adicionan distintas dosis de coagulante. Una serie de agitadores se ponen en marcha simultáneamente en los vasos de precipitado, produciendo una agitación fuerte durante un cierto tiempo, que genera una mezcla íntima. Después del ensayo de coagulación, se lleva a cabo el ensayo de sedimentación. En todos los experimentos realizados se toman muestras del agua residual al finalizar el proceso de coagulación, para después realizar los análisis de parámetros representativos como metales totales. Con los datos experimentales obtenidos, se estableció la influencia de las variables operativas: dosis de coagulante, velocidad de agitación y tiempo de agitación sobre los niveles de reducción de metales totales, además de ver la influencia de estas variables sobre el parámetro de sedimentabilidad (tiempo crítico de sedimentación). Aplicándose la parte estadística mediante el programa Minitab para hallar la correlación entre las variables de operación y las respuestas del proceso. El resultado del presente trabajo ofrece las condiciones óptimas de operación del proceso integrado.