Optimización de diversas vías de síntesis acuosa de schwertmannita orientada al estudio de polímeros inorgánicos de hierro mediante espectrometría de masas (ESI-TOF/MS)

Abstract

La schwertmannita, de fórmula Fe8O8(OH)8−2x(SO4)x ꞏ n(H2O); 1 < x < 1,75, es comúnmente formada en sistemas de drenaje ácido de mina (AMD) como una fase mineral poco cristalina y de tamaño nanométrico. La oxidación de sulfuros en estos sistemas, especialmente la pirita, libera hierro ferroso, sulfato y acidez a las aguas y al entrar en contacto con la atmósfera, ocurre la oxidación del hierro ferroso a hierro férrico, dando pie a la precipitación de varios (oxi)hidróxidos de Fe3+ y (oxi)hidróxidos de sulfato. Siendo la schwertmannita el precipitado más común de los sistemas AMD en el rango de pH 2,5 5,5. Mediante dos métodos de síntesis de schwertmannita, en este trabajo se busca optimizar el proceso de formación del mineral para su posterior estudio mediante espectrometría de masas. Para esto se busca realizar una síntesis en que se forme el mineral en un tiempo entre una y dos horas, de esta forma llevar un control tanto de los parámetros fisicoquímicos, la cantidad y tipo de hierro que se encuentra en solución y de los polímeros inorgánicos que hay a medida que se forma el mineral. Para encontrar el método más apto, se realizan dos series de ensayos, unos con una solución con sulfato de hierro ferroso al que se les aplica un agente oxidante a distintas concentraciones (peróxido de hidrógeno) y otra serie de experimentos con una solución de sulfato de hierro férrico a la que se le aplica calor (desde 30 a 70°C). Los resultados obtenidos son una base de datos de polímeros inorgánicos de hierro y sulfato, información la cual no existe hoy en día, y contribuye a comprender procesos a escalas nanométrica en donde estos polímeros están involucrados. Por otra parte, este trabajo sirve para validar el uso de la técnica del estudio de polímeros inorgánicos mediante ESI-TOF/MS.