REMOCIÓN DE IONES METÁLICOS DIVALENTES DESDE SOLUCIONES ACUOSAS DILUIDAS, MEDIANTE ESFERAS DE ALGINATO

Abstract

Esta memoria tiene como objetivo principal estudiar la remoción de iones metálicos desde soluciones acuosas diluidas sintéticas, las cuales podrán emular soluciones como las aguas de relaves o similares. Para esto se trabaja con iones en solución de zinc, cobalto, cobre y níquel los cuales serán removidos con un biopolímero llamado alginato el cual ha demostrado tener una gran capacidad para remover metales pesados divalentes y trivalentes desde soluciones acuosas diluidas ya que posee una alta densidad de grupos funcionales llamados carboxilos (COOH) (1) dentro de su estructura, los cuales al reaccionar con los iones en solución permiten su remoción.La producción de perlas de alginato usadas para el desarrollo de esta memoria se realiza mediante la metodología descrita en literatura (2) con un cambio en el tiempo de formación de perlas.Una de las variables más importantes en la remoción es el pH de la solución acuosa, se realizan campañas experimentales batch para definir el pH en el cual se produce la mejor condición de remoción para cada uno de los iones bajo estudio. En estos una concentración dada del ion a estudiar se contacta con una masa definida de alginato protonado y seco, durante un tiempo determinado a distintos valores de pH (2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0 y 5,5). Se obtiene que para el cobalto y el níquel esta entre 5,0 y 5,5 alcanzando una remoción de 87,9 y 85,8 [mg/g] respectivamente, mientras que para el zinc y el cobre esta entre 4,5 y 5,5 con remociones de 99,2 y 100,8[mg/g] respectivamente. Finalmente se define que la mejor condición de pH es 5,0 el cual será utilizado en los demás experimentos.Con los datos obtenidos para todos los iones a diversos pH, se calcula la razón entre los moles de H+ liberados y los moles del ion removido desde la solución. Se obtiene un valor de 2 el cual demuestra que la siguiente reacción representa la remoción de iones desde la solución y el mecanismo es el intercambio iónico (...)The main objective of this report is to study the removal of metal ions from synthetic diluted aqueous solutions, which can emulate solutions such as tailings water or similar. For this we work with ions in solution of zinc, cobalt, copper and nickel which will be removed with a biopolymer called alginate which has been shown to have a great capacity to remove divalent and trivalent heavy metals from diluted aqueous solutions since it has a high density of functional groups called carboxyl (COOH) (1) within its structure, which when reacted with the ions in solution allow their removal.The production of alginate beads used for the development of this report is carried out by the methodology described in literature (2) with a change in the time of pearl formation.One of the most important variables in the removal is the pH of the aqueous solution, experimental batch campaigns are carried out to define the pH at which the best removal condition for each of the ions under study is produced. In these, a given concentration of the ion to be studied is contacted with a defined mass of dry, protonated alginate, for a certain time at different pH values (2.5, 3.0, 3.5, 4.0, 4.5, 5.0 and 5.5). It is obtained that for cobalt and nickel it is between 5.0 and 5.5 reaching a removal of 87.9 and 85.8 [mg/g] respectively, while for zinc and copper it is between 4.5 and 5.5 with removals of 99.2 and 100.8 [mg/g] respectively. Finally, it is defined that the best pH condition is 5.0 which will be used in the other experiments.With the data obtained for all the ions at various pH, the ratio between the moles of H+ released and the moles of the ion removed from the solution is calculated. A value of 2 is obtained which shows that the next reaction represents the removal of ions from the solution and the mechanism is the ion exchange. (...)