Influencia de la proporción de hidróxido de sodio a cenizas volantes en la obtención de zeolitas para purificar efluentes acuosos contaminados con metales pesados

Autores/as

  • Nelson Farro Universidad Nacional de Trujillo
  • Wilson Reyes Universidad Nacional de Trujillo
  • Juan Díaz Universidad Nacional de Trujillo
  • Jorge Mendoza Universidad Nacional de Trujillo
  • Betty Chuquimango Universidad Nacional de Trujillo
  • Carlos Araujo Universidad Nacional de Trujillo

Palabras clave:

cenizas volantes, zeolitas, fusión alcalina, aguas ácidas de metales pesados

Resumen

Las cenizas volantes (CV) son desechos industriales tóxicos, que amenazan al medio ambiente.  El presente trabajo presenta una alternativa para su utilización en la síntesis de zeolitas capaces de adsorber cationes de metales pesados pululantes en aguas ácidas. A las cenizas, se les hizo una precalcinación a 800ºC y luego un lavado con HCl al 10%, para conseguir la ceniza pretratada (CVP).  Se utilizó el método de la fusión alcalina para la síntesis de las zeolitas, usando proporciones en masa de NaOH/CVP = 0,5/1; 1,0/1; 1,5/1; 2,0/1 y 2,5/1 e identificando a las zeolitas resultantes como Z05, Z10, Z15, Z20 y Z25, respectivamente.  La fusión se hizo a 550ºC durante 1 hora y el proceso de cristalización, a 90ºC, durante 2 h. Como soluciones acuosas de metales pesados, para la extracción, se usaron, una de [Cu2+] = 275,7 mg/L, y otra de [Pb2+] = 871,5 mg/L, ambas a pH = 5.  A las zeolitas de un primer proceso de extracción se les regeneró con NaCl al 5%, para ser reutilizadas en una segunda extracción de iones.  Con 1,5 g de zeolita Z25 se logró remover el 99,9 % de Cu2+ contenido en 100 mL de su solución.  Mientras que con 2,0 g de Z15, logró removerse tanto en la primera como en la segunda extracción, el 99,9 % del Pb2+ contenido en 100 mL de su solución, a pesar del escaso grado de regeneración de las zeolitas.

Biografía del autor/a

Nelson Farro, Universidad Nacional de Trujillo

Departamento de Química

Wilson Reyes, Universidad Nacional de Trujillo

Departamento de Química

Juan Díaz, Universidad Nacional de Trujillo

Departamento de Química

Jorge Mendoza, Universidad Nacional de Trujillo

Departamento de Química

Betty Chuquimango, Universidad Nacional de Trujillo

Escuela de Ingeniería Química

Carlos Araujo, Universidad Nacional de Trujillo

Escuela de Ingeniería Química

Citas

ADAMCZYK Z., BIALECKA B. (2005). Hydrothermal Synthesis of Zeolites from Polish Coal Fly Ash. Polish Journal of Environmental Studies Vol. 14, No 6 (2005): 713-719

ASTM C 219 – 03 (2003). Standard Terminology Relating to Hydraulic Cement. Annual Book of ASTM Standards, Vol 04.02, p: 3. Copyright © ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.

ASTM C 618 – 03 (2003). “Standard Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete”. Annual Book of ASTM Standards, Vol 04.02, p: 1. Copyright © ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959, United States.

BIESEKIA L., GARCIA PENHA F., PERGHER S.B.C. (2013). Zeolite A Synthesis Employing a Brazilian Coal Ash as the Silicon and Aluminum Source and its Applications in Adsorption and Pigment Formulation. Materials Research. 2013; 16(1): 38-43.

DECRETO SUPREMO Nº 002-2008-MINAM. 2008. Aprueban los Estándares nacionales de calidad ambiental para agua. (http://www.ana.gob.pe/media/664662/ds_002_2008_minam.pdf, consultado el 28 de marzo, 2015)

DOAA M. EL-MEKKAWI, MOHAMED M. SELIM (2014). Removal of Pb2+ from water by using Na-Y zeolites prepared from Egyptian kaolins collected from different sources; Journal of Environmental Chemical Engineering 2 (2014): 723–730

DOUNGMANEE RUNGSUK, RONBANJOB APIRATUKUL, VARONG PAVARAJARN and PRASERT PAVASANT. (2006). Zeolite synthesis from fly ash from coal-fired Power plant by fusion method. E-042. The 2nd Joint International Conference on “Sustainable Energy and Environment (SEE 2006)”. Bangkok, Thailand, p: 1-4.

DUANGKAMOL RUEN-NGAM AND DOUNGMANEE RUNGSUK, RONBANCHOB APIRATIKUL, PRASERT PAVASANT. (2009). “Zeolite Formation from Coal Fly Ash and Its Adsorption Potential”. Journal of the Air & Waste Management Association, Vol. 59, p: 1140 – 1147

ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY. Method 9081 (http://www.caslab.com/EPA-Methods/PDF/EPA-Method-9081.pdf, consultado el 13 de agosto, 2014)

GOÑI S., PEÑA R. Y GUERRERO A. (2010). Síntesis hidrotermal de zeolita a partir de ceniza volante tipo F: Influencia de la temperatura. Materiales de Construcción. Vol. 60, Nº 298; ISSN: 0465-2746, abril-junio 2010: 51-60

HOUSECROFT, CATHERINE y SHARPE, ALAN (2006). Química Inorgánica. 2da. Edición. Editorial Pearson-Prentice Hall, Madrid, 956 págs.

HUHEEY JAMES, KEITER ELLEN y KEITER RICHARD (1997). QUÍMICA INORGÁNICA. Principios de estructura y reactividad. 4ta. Edición. Oxford University Press, Harla México; 1023 págs.

HUI K.S., CHAO C.Y.H., KOT S.C. (2005). Removal of mixed heavy metal ions in wastewater by zeolite 4A and residual products from recycled coal fly ash. Journal of Hazardous Materials, B-127 (2005) p: 89–101

KARAM ENRÍQUEZ VERÓNICA ASTRID (2009). “Doble desafío para Obama. La mega catástrofe”. (http://www.mexicodiplomatico.org/noticias/castastofre_ambiental_obama.pdf, consultado el 13 de Agosto, 2014)

KEKA OJHA, NARAYAN C PRADHAN and AMAR NATH SAMANTA (2004). Zeolite from fly ash: Synthesis and Characterization. Bull. Mater. Sci., © Indian Academy of Sciences, Vol. 27, No. 6, December 2004 : 555–564.

MISHRA T., TIWARI (2006). “Studies on sorption properties of zeolite derived from Indian fly ash”. Journal of Hazardous Materials B137 :299–303

MOLINA A., and POOLE C. (2004). A comparative study using two methods to produce zeolites from fly ash. Minerals Engineering. Vol 17: 167–173.

MORENO, N., QUEROL X., AYORA C., ALASTUEY A, FERNANDEZ-PEREIRA C., and JANSSEN-JURKOVICOVÁ M., (2001). Potential Environment Applications of Pure Zeolitic Material Syntherized From Fly Ash. Journal of Environment Engineering. November 2001, p: 994 – 1002.

NATIONAL GEOGRAFIC Noticias (2011). Buscando un Futuro más Seguro para la Ceniza desechada de las Centrales Eléctricas de Carbón. (http://www.nationalgeographic.es/noticias//futuro-seguro-cenizas-desechables-carbon, consultado el 13 de agosto, 2014)

QUEROL X, UMAÑA J, PLANA F, ALASTUEY A, LOPEZ-SOLER A, MEDINACELI A, et. (1999). Synthesis of Zeolites from Fly Ash in a Pilot Plant Scale. Examples of Potencial Environmental aplications. International Ash Symposium, Center for Applied Energy Research, University of Kentucky, Paper # 12, p: 1- 8. Copyright is held by Authors http://www.flyash.info

QUEROL X, MORENO N., UMAÑA JC., ALASTUEY A, HERNÁNDEZ E., LOPEZ-SOLER A, PLANA F. (2002). Synthesis of Zeolites from Fly Ash: an overview. International Journal of Coal Geology, Vol. 50: 413 – 423.

QUEROL X, MORENO N., ALASTUEY A, JUAN R., ANDRÉS JM., LOPEZ-SOLER A, AYORA C., MEDINACELI A., and VALERO A. (2007). Synthesis of high ion Exchange Zeolites from Fly Ash. Geologica Acta. Vol. 5, Nº 1: 49 – 57.

RAYALU S., MESHRAM S.U., HASAN M.Z. (2000). Highly crystalline faujasitic from fly ash. Journal of Hazardous Material B77 : 123-131

ROBSON H. and LILLERUD K.P. (2001). Verified Syntheses of Zeolitics Materials. Second Edition Revised. International Zeolite Association / Elsevier. Amsterdam, 265 pags.

SENANDES FERRET L., FERNANDES, I., KHAHL, C., ENDRES, J.C., MAEGAWA, A. (1999). Zeolification of Ashes obtained from the Combustion of Southern’s Brazil candiota Coal. International Ash Symposium, Center for Applied Energy Research, University of Kentucky, Paper #89, p: 1- 6. Copyright is held by Authors http://www.flyash.info

SHOUMKOVA A., STOYANOVA V. (2013). Zeolites formation by hydrothermal alkali activation of coal fly ash from termal power station ‘‘Maritsa 3’’, Bulgaria. Fuel, Vol. 103: 533–541.

THE CUMBERLAND Sierra Club • Kentucky (2009). “The Worst Environmental Disaster Since Chernobyl”. February 2009, p:1,6,7 Disponible en: http://kentucky.sierraclub.org/newsroom/newsletter/pdf/news0209.pdf, consultado el 13 de Agosto, 2014)

WANG CHUNFENG, LI JIANSHENG, SUN XIA, WANG LIANJUN, SUN XIUYUN (2009). Evaluation of zeolites synthesized from fly ash as potential adsorbents for wastewater containing heavy metals. Journal of Environmental Sciences, Vol. 21: 127 – 136.

WELLS A.F. (1975). Structural Inorganic Chemistry. 4th. Edition. CLARENDON PRESS – OXFORD. Oxford University Press. Ely House, London W1, 1095 pág.

WOOLARD C.D., PETRUS K. and VAN DER HORST M. (2000). The use of a modified fly ash as an adsorbent for lead. Water SA, Vol.26, Nº4, October 2000. (http://www.wrc.org.za/Knowledge%20Hub%20Documents/Water%20SA%20Journals/Manuscripts/2000/04/WaterSA_2000_04_1292.pdf, consultado el 18 agosto, 2014)

WU D., SUI Y., HE S., WANG X., LI CH., KONG H. (2008). Removal of trivalent chromium from aqueous solution by zeolite synthesized from coal fly ash. Journal of Hazardous Materials Vol. 155 (2008), p: 415–423.

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Publicado

2016-08-29

Cómo citar

Farro, N., Reyes, W., Díaz, J., Mendoza, J., Chuquimango, B., & Araujo, C. (2016). Influencia de la proporción de hidróxido de sodio a cenizas volantes en la obtención de zeolitas para purificar efluentes acuosos contaminados con metales pesados. Revista CIENCIA Y TECNOLOGÍA, 11(3), 127-140. Recuperado a partir de https://revistas.unitru.edu.pe/index.php/PGM/article/view/1120

Número

Sección

Artículos Originales