RECUPERACIÓN DE CROMO EN VERTIDOS LÍQUIDOS

RECUPERACIÓN DE CROMO EN VERTIDOS LÍQUIDOS INDUSTRIALES
Baricelli Pablo, De Sousa Luis, de Fuentes Judith *, López Francisco
Universidad de Carabobo, Centro de Investigaciones Químicas
Facultad de Ingeniería,Bárbula, Estado Carabobo,Venezuela
email [email protected]
RESUMEN
En el presente trabajo se propone un método alternativo para la remoción y posible recuperación
de cromo en vertidos líquidos industriales utilizando gel de silice modificado (APG), el cual
presenta alta selectividad hacia el CrIII, por lo que puede ser adecuado para efluentes
provenientes de tenerías (Baricelli, De Sousa,1993). El proceso propuesto consiste en la
adsorción de cromo trivalente sobre un lecho de pellets de APG a temperatura ambiente y pH
entre 3 y 4. Una vez saturado el adsorbente, éste se regenera mediante tratamiento con ácido
sulfúrico, obteniéndose sulfato de cromo, el cual puede ser reutilizado en el proceso productivo.
La modificación superficial de la sílica gel se llevó a cabo utilizando 3 aminopropiltrietoxisiliano
para producir el APG (Baricelli, 1979). La adsorción del cromo trivalente sobre el APG fué
evaluada experimentalmente; los datos fueron interpretados según el modelo de Langmuir. De
esta manera se obtiene una capacidad de monocapa de 11.78 mg por gr de APG con una
constante de equilibrio K igual a 0.002. A partir de estos valores se realizó el diseño conceptual de
la unidad de adsorción.
Palabras claves: adsorción, recuperación de cromo, efluentes tenerías
INTRODUCCIÓN
En el proceso de curtido de pieles a nivel industrial se utilizan cantidades significativas de cromo,
aproximadamente el 60% de este metal es retenido por el cuero mientras que el resto se
descarga en los vertidos líquidos. A pesar de que la toxicidad del cromo en animales y organismos
acuáticos parece ser menor que la de otros compuestos metálicos, la disposición final de lodos de
tenerías es un problema ambiental grave que confrontan estas industrias (Petruzzelli, et al. 1995).
Por tal razón, es necesario plantear alternativas para la recuperación del cromo presente en las
aguas de proceso.
Las tecnologías utilizadas para el control de metales en vertidos líquidos industriales, se basan en
métodos de transferencia de masa sólido-líquido, tales como precipitación seguida de pre o post
oxidación y concentración de las especies de interés. Aunque algunas de esta tecnologías son
bastantes satisfactorias en términos de remover el cromo y otros metales pesados de las aguas
residuales, presentan la desventaja de generar lodos o residuos sólidos que contienen compuestos
tóxicos lo cual dificulta y aumenta los costos de disposición final.
Todas estas razones conducen a un interés progresivo en el desarrollo de tecnologías
conservativas para el control de metales, capaces de remover polutantes y reutilizar subproductos
provenientes de los procesos productivos y/o de los sistemas de tratamientos de aguas residuales.
METODOLOGIA
La adsorción de cromo se realiza utilizando APG y soluciones de CrIII en un rango de
concentraciones entre 100 y 4000 mg/l; la concentración de cromo en solución fue medida antes y
después de la adsorción en un espectrofotómetro de absorción atómica. Con los datos obtenidos
se determinó la cantidad de cromo adsorbida por gramo de adsorbente y se elaboró la isoterma de
adsorción según el modelo de Langmuir para el sistema APG-Cr.
Basado en estos resultados se realizó el diseño conceptual de una unidad de adsorción a escala
laboratorio operando en flujo continuo; el esquema propuesto se muestra en la Fig. 1. El estudio
sobre la regenerabilidad del APG se lleva cabo mediante tratamiento con una solución de 0.2M
ácido sulfúrico, lográndose la recuperación del cromo en forma de sulfato el cual puede ser
reutilizado en el proceso de curtido.
Fig. 1: Esquema del proceso de adsorción
Regeneración
Efluente
ácido
sulfúrico
Alimentación
Sulfato de Cromo
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Los resultados de la adsorción de CrIII sobre APG se interpretaron mediante la isoterma de
Langmuir. La Fig. 2 muestra la fracción de superficie cubierta (φ) para las diferentes
concentraciones de cromo III; los valores correspondientes se presentan en la tabla 1. A partir de
estos datos, se obtuvo una capacidad de monocapa de 11.78 mg por gramo de APG y una
constante de equilibrio de 0.002.
El diseño de la unidad de la adsorción de lecho fijo se realizó de acuerdo al método LUB (Treybal,
1980), se obtuvo un volumen de lecho de 38.3l con una profundidad de 162cm, para tratar 1Kg/h
de solución con una concentración inicial de 3750 mg/l de CrIII. El tiempo de ruptura se fijó en 1
hora y la concentración del efluente fué de 1500 mg/l para una eficiencia de remoción de 60%.
1,00
Ø
0,90
0,80
0,70
y = 0,206Ln(x) - 0,795
R2 = 0,9934
0,60
0,50
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
0,00
500,00
1000,00
1500,00
2000,00
2500,00
3000,00
C, mg/l
Tabla 1: Fraccción de superficie cubierta en función de la concentración de cromo en equilibrio.
φ
0,877 0,875 0,858 0,841 0,819 0,752 0,660 0,543 0,493 0,322 0,215
C(mg/l) 3750 3687 3187 2787
2381 1593 1020
624
510
249
144
CONCLUSIONES
Se desarrolló un método alternativo para la remoción de cromoIII en vertidos líquidos
provenientes de tenerías. El método se basa en la adsorción sólido-líquido utilizando sílice gel
modificada (APG), seguida de una etapa de tratamiento con ácido sulfúrico para obtener sulfato de
cromo, el cual se reutiliza en el proceso productivo.
El proceso de adsorción propuesto puede ser utilizado como tratamiento preliminar, con la
finalidad de remover parcialmente el cromo III presente en el efluente, obteniéndose ventajas
económicas al recuperarse
y reutilizarse el metal, y ventajas ambientales al disminuir
apreciablemente la concentración de cromo en el influente de la planta de tratamiento y por ende
en los lodos generados.
3500
REFERENCIAS
Baricelli P., De Sousa L., (1993). Gel de Silice modificado como adsorbente de Cromo en aguas
residuales. Universidad de Carabobo.
Baricelli P., (1979). Caracterización superficial y actividad catalítica de los iones Cu (II) anclados
químicamente a la superficie del gel de sílice modificado. Universidad de Carabobo.
Petruzzelli D., Passino R., Travante G., (1995). Ion Exchange Process for Chromium Removal and
Recovery from Tannery Wastes. Ing. Eng. Chem. Res. 34, 2612-2617.
Treybal R., (1980). Operaciones de transferencia de masa. Mc Graw-Hill, Tercera Edición,.
CURRICULUM VITAE
JUDITH SANCHEZ DE FUENTES
(SINOPSIS)
Judith S. de Fuentes, graduada en Ingeniería Química en la Universidad Central de
Venezuela, Magister en Ciencias Ambientales, Universidad de Texas; actualmente se
desempeña como Directora de Estudios de Postgrado de la Facultad de Ingeniería,
Universidad de Carabobo, institución a la cual pertenece como profesora titular. Se
ha desempeñado como Jefe de las Catedras de Principios de Ingeniería Química,
Fenómenos de Transporte y Conservación Ambiental, ha sido Coordinadora de
Postgrado de Ingeniería Química; miembro del Consejo de la Escuela de Química
Tecnológica y del Consejo de la Facultad de Ingeniería, Asesora de trabajos de grado
a nivel de pre y postgrado.