Empleo de arcillas modificadas en el tratamiento de efluentes galvánicos

Abstract

Esta investigación tiene por finalidad el uso de arcillas modificadas, que tras previa purificación y mediante un tratamiento termoácido o con la introducción de oligocationes de aluminio entre las láminas, proceso conocido en la literatura como PILC (Pillared lnterlayer Clay), sirvan como adsorbentes en la retención de metales pesados contenidos en los efluentes de una mini planta industrial galvánica. Se ha experimentado con una bentonita nacional, tomando muestras de efluentes de: a) soluciones de una mini planta galvánica instalada en el Laboratorio de Electroquímica FIQM-UNI y b) muestras provenientes de una planta galvánica industrial. El proceso se realizó a escala Batch, tomando en consideración variables como: concentración del metal a adsorber, tiempo, pH, cantidad de arcilla y volumen de efluente. Los metales estudiados fueron cromo, cobre, níquel y zinc. Para cada metal se realizaron ensayos de adsorción similares, tanto con la arcilla termoactivada como con la apilarada, para determinar la selectividad de cada uno de los metales en un tipo de arcilla modificada. Los resultados mostraron que existe una mayor retención por parte de la arcilla termoactivada para los metales Cr (III) y Cu (II) con tiempos de contacto de 12 y 10 horas respectivamente y a pH = 3 - 3.5 en ambos casos. Por otra parte, la arcilla apilarada mostró mayor retención del Ni (II) y Zn (II) contenidos en los efluentes, con tiempos de contacto de 10 y 12 horas y a pH en el rango de 5 - 5.5 en ambos metales. Esta selectividad también se cumplió en soluciones que contenían mezclas de metales. Se observó que la variable que más afecta a la retención metálica por la arcilla modificada es el pH de la solución, debido a la posibilidad de formación de diversos complejos metálicos acuosos que se forman a diferentes pH. Se aplicaron diversas técnicas de caracterización a la arcilla tanto en estado natural como a las modificadas por el tratamiento ácido y apilarado, y a las muestras obtenidas después del contacto con el efluente, determinándose la composición química mediante activación neutrónica, área superficial por el Método BET y espaciado basal d001 mediante DRX. La concentración de los metales en el efluente fue analizada por Espectroscopía Ultravioleta (UV), antes y después del contacto con la arcilla modificada, estos resultados permitieron determinar la masa de metal adsorbida por gramo de adsorbente (q). Los estudios realizados por activación neutrónica, parecen indicar que se presenta un fenómeno de intercambio iónico adicional al proceso de adsorción, donde ambos parecen competir en la retención del metal en estudio. Así, para el caso del cromo aparecen los dos fenómenos y para el zinc parece predominar más el proceso de adsorción. El estudio de diseño y costos fue realizado en base al volumen de efluente que se produce en la mini planta galvánica del Lab. de Electroquímica FIQM-UNI, con el fin de establecer un proceso de tratamiento de sus aguas de recuperación y enjuague empleando arcilla modificada como adsorbente. El proceso fue dividido en dos etapas: a) eliminación de cianuros, reducción de cromo y neutralización de aguas ácidas y b) tratamiento con la arcilla modificada; al final de los cuales, se verificó mediante análisis que las concentraciones metálicas estaban dentro de los límites permisibles.