ntesisdeArcillaAninicaapartirdeCenizaVolanteysuAplicacinenlaRemocindeCromoVIEdison.Gil

El presente estudio muestra unmtodosimpley econmicoparalaremocindeCr(VI) delos desechoslquidos.El estudioselleva caboen dosetapas,una primeraetapaconsistienla sntesis de la arcilla aninica, utilizando

"cenizavolante"como materiaprima, la cuales un material de desechoprovenientedelos hornos de combustin del carbn; en

la otra etapa se realiz el proceso deremocin de Cr(VI), empleando la arcillaaninica como adsorbente,arrojando resul-tados satisfactorios.

INTRODUCCIN

El cromo se encuentrausualmenteen aguasresiduales industriales, principalmente en

Edison Gil Pavas.Departamentode IngenieradeProcesos,UniversidadEAFIT.

E-mail:egil@sigma.eafit.edu.co

SntesisdeArcilla Aninica a partir de CenizaVolantey suAplicacinen la RemocindeCromoVI

enfrentanlos pasesindustrializados.Cientosde miles de toneladasde residuos slidos se

generan anualmente como resultado de la

manufacturade diferentesbienesy servicios.

Las cenizasvolantespertenecena estegnerode contaminantesslidos, los cuales cons-

tituyen un subproducto de los hornos decombustindelcarbn.En el presenteestudio

se empleaarcilla aninicasintetizadaa partirdecenizavolantepara la remocindeCr(VI),

estesistemareducelos costos,especialmente

porque la materia prima utilizada esabundantey econmica.La cenizavolantese

El Instituto Nacional para la Salud y utiliza parcialmentecomomateriaprima para

SeguridadOcupacional . la produccindecemen-. LaAgenclaparaJaInvestipeindelCneer .

(NIOS), recomIendaque a'(D~ .Id . . ...nm. .. to, concretoy bnquetas,'~""h coa!.erael cromo,""}COMOUDlos niveles de Cr (VI) poderoso... ~q- mOdlJ:id.el entreotros.Una fraccindeben reducirse a con- proeesoideintel'pnPdQDddQNA.,.eausandode la cenizavolante hacentracionesde 10-3mg/ graadesabetndoDes~romos~r..rotrQ encontrado usos muym3. Consecuentemente, ~o,laprescmeiadeestemetlleaas:agrandes especialesen la industriala remocin de Cr (VI) problemalenelDleCllo8lbbieute. espacial, debido a la

de aguas residualesin- -::. - - - ~~.::::- ~-.::. . naturalezade las cens-dustriales es un tema de investigacinde fera,staspuedenserutilizadasparaproducirgran inters en la actualidad. materialaislanteliviano,elcualseha utilizado

en los transbordadores espaciales.Actual-mentela cenizatambinha encontradousos

enla sntesisdezeolitas(3), (4), (5).

industrias de electroplateado,curtiembresytextileras, entreotras. Los efluentesde estas

industrias puedencontener concentracionesdecromodesdecientosdemg/L.

La Agencia para la Investigacindel Cncer(IARC), considera el cromo (VI) como un

poderosoagentecarcinognicoquemodificaelprocesode interpretacindel ONA, causando

grandesaberracionescromosmicas.Por otrolado, la presenciadeestemetalcausagrandes

problemasenelmedioambiente.

Parala remocindeCr(VI) deaguasresiduales

hay varias propuestas, entre las cuales seincluyen diferentesprocedimientosqumicos

basadosen la reducciny la precipitacin,laadsorciny el intercambioinico,entreotros.Sin embargo,aunque la efectividadde estosprocedimientosha sido suficientementepro-

bada, presentan algunos inconvenientesylimitaciones debido al alto volumen de

solucionesacuosas de hidrxido de cromo

coloidal manipulado o costo relativamentealto (1),(2).

Por otro lado,la disposicinderesiduosslidos

es uno de los mayores problemas que

Reardony colaboradores(6), propusieron la

adicin de dolomita, CaMg(CO3)2y cal viva,

CaO o cal apagada,Ca(OH)2'a los residuosslidos industriales, tales como la ceniza

volante, con el fin de proporcionarlescarac-tersticasalcalinasy de estaforma reducir laconcentracin de boro en los lixiviados.

Ocasionalmente,ellossedieroncuentadequedicha adicin converta el material en una

arcilla aninica, aunque su principal inters

era utilizar la tcnica para reducir las

concentracionesdebora en los lixiviados (6).

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Revista UniversidadEafit. Octubre- Noviembre- Diciembre 1998

El objetivo principal de ste estudio es lautilizacin dela arcilla aninicaen la remocin

de Cr(VI).

Para la remocindeCr(VI) deaguasresl-doaJesbayv8rias'Propuestas,entrewcwesse inelnyen diferentes procedimientosquimicos basados en la reduccin y laprecipitadn,la ad~rcinyel inter~Jqbipinico,entreotros.Sin embargo,aunquelaefectividaddeestos'ProcedinJieptos... sidpsuficientementeprobada,presentanalgunosibconvenientesy IiJnitaclonesdebidoal altOvolumende solucionesacuosasde hidrxido

de cromoeoloidal mani'(lUladoO costOrelativamentealto. .

MATERIAL Y MTODO

La muestra de ceniza volante utilizada en el

presenteestudio se obtuvo de las calderasdela empresade textiles Fabricato de Medelln,que utiliza carbn de las minas de Amag,Antioquia. La ceniza volante est constituidapor partculas esfricas con un dimetropromedio malla 100. Los principalesconstituyentes inorgnicos de las cenizasvolantes,ademsdel material carbonceo,son

aluminosilicatos, mullita, hematita, cuarzo y

algunos xidos que se encuentran enproporciones menores.

El anlisis de difraccin de rayos X se utilizpara caracterizar la ceniza volante y ademspara observar los cambios que sufre elmaterial al ser transformado en arcillaaninica. Este se llev a cabo en un

difractmetro marca Rigaku, tipo Miniflex,medianteradiacin decobre (CuKa) a 40 kV Y

30 mA Y un barrido de 2o/minuto. La Figura

1 (superior) muestra el anlisis de difraccin

derayos X de la cenizavolanteoriginal, dondesehaceevidentela cristalinidaddel material y

seobservala presenciadecuarzo (O) y mullita(M). La Figura 1 (inferior) muestra el patrnde difraccin de la arcilla aninica, donde se

advierteun cambiodefasey aparecenlos picoscaractersticosde la dolomita (D), hidrocalcita

(H), calcita(C) y brucita (B).

Lo que en el presente estudio se denominaarcilla aninicasepreparpesando36 gramosde ceniza volante, 10.8 gramos de dolomita,10.8 gramos de lima (CaO) y adicionando 72mI de agua desionizada, la mezcla se agitdurante docehoras, el slido sefiltr y selavcon agua desionizaday finalmente se secauna temperaturade50C.El difractgramadelproducto obtenido se puede observar en laFigura 1(inferior).

La solucin de cromo utilizada fue dicromato

de potasio con una concentracin de cromoinicial de 250 mg/L. Los anlisis qumicos serealizaron por colorimetra, en un Spectronic20, Bausch & Lomb, empleando el mtodorecomendadoen el Standard Methods (7). La

dolomita empleada fue suministrada porMinerales Industriales.

ACTIVACIN DE lA ARCILlA

Los mtodosempleadospara la activacin dela arcilla fueron los siguientes:(8)

. Con HCIINRelacin:arcilla/HCl= 1 gramo/5 mILa operacinserealiz a 95Ca reflujo. Laarcilla semezclcon HCl y seagit duranteuna hora. Luegosefiltr y el slidoobtenidose lav con agua desionizada,finalmentese

seca una temperaturade 110C.

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SntesisdeArcilla Aninicaa partir de CenizaVolantey suAplicacinen la RemocindeCromoVI

FIGURA 1

Patrn de difraccin de rayos X de la ceniza volante original (arriba)y arcilla aninica (abajo). M(mullita), Q(cuarzo), D(dolomita),

H(hidrocalcita), C(calcita) y B(brucita).

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