Evaluación del abatimiento de metales pesados en residuos industriales líquidos y sólidos usando lodo rojo modificado

Abstract

El objetivo de este estudio fue determinar la capacidad de abatimiento de metales pesados y 1a capacidad alcalinizarrte de un residuo minero modihcado, conocido como Lodo Rojo Modificado (LRM), aplicándolo como tratamiento en tres Residuos Industriales Líquidos (RILes): "Redes", "Faena" y "Filtro". También se realizó pruebas con óxidos metálicos, con e1 fin de tener puntos de comparación en cuanto a la remoción de metales. Se realizó dos tipos de tratamientos: Contacto Corto y Prolongado. En el primero, e1 LRM se aplicó de manera directa y se le permitió un tiempo de contacto de aproximadamente 2h. En el segundo tratamiento, el tiempo de contacto fue de 5 días, obteniendo muest¡as cada día. En tiempos de contacto cortos, el reactivo no genera abatimiento de metales pesados. Se encontró que el abatimiento de metales pesados usando LRM en RILes es relativamente elevado durante un tiempo de contacto de tres días. En RIL Redes, el cobre fue abatido en un máximo de 60,68 0/o usando una dosis de 10 g/L. En RIL Faena, el abatimiento máximo de manganeso, níque1 y cadmio fue de 63,35 %,82,11 % y de 99,86 % respectivamente usando una dosis de 200g,{L. E1 molibdeno presente en e1 RIL Filtro, fue abatido en un 44,08 o% usando una dosis de 5 gil. El cromo presente en el Lodo fue abatido er.rn 91,62 oA, aplicando el LRM al 50 %p/p y permitiendo un tiempo de contacto de 5 días. Los lodos con molibdeno y cobre no presentaron disminución en la concent¡ación usando las mismas condiciones experimentales.Se encontró además, que 1a capacidad alcalinizante del LRM es relativamente baja, comparada con otros reactivos comunes como el hidróxido de calcio. Mediante el uso del LRM, el pH final de las muestras no sobrepasó las 8,5 unidades, independiente de la dosis úilizada. Aplicando dosis de 35 g/L al RIL Faena, el LRM elevó el pH de la solución 3,75, mientras que el hidróxido de calcio y el óxido de magnesio elevaron el pH hasta 10,33 y 8,3 respectivamente. El uso de1 óxido de magnesio en el tratamiento de RILes, con tres días de contacto y con una dosis de 15 {L logró un abatimiento mayor al 96 oA pata el mangansso, níquel y cadmio. Para e1 cobre y el molibdeno el abatimiento fue de 48,66 % y 87,61 o% respectivamente. Usando óxido de magnesio, 1as muestras alca¡zaron un pH cercano a 10, en los casos de Redes y Filtro. El pH de1 RIL Faena, el pH se elevó hasta casi 9. Los resultados obtenidos mediante la aplicación del LRM como ftatamiento de metales pesados se califican como satisfactorios. Además si bien su capacidad alcalinizante no es tan elevada como otros agentes químicos, puede ser especialmente útil en tratamientos donde se necesite abatir metales dentro de un rango más o menos constante de pH. Finalmente, existen tópicos que son necesarios de abordar en futuros estudios, como la aplicación del LRM en conjunto con otros reactivos, como el óxido de magnesio (MgO) (que también presentó una capacidad de abatimiento de contaminantes elevada), 1o que podria mejorar e1 rendimiento general, o su potencial capacidad de remediación de suelos contaminados col metales, y la eficiencia del proceso en relación a parámetros como 1a dosis y el tiempo de contacto.

The main objectives of this study was to determine the hear,y metal removal capacity, as well the alkalinization capacity of a modified mining waste, known as Modified Red Mud (MRM), by using it as a treatment in three different Liquid Industrial Wastes, named: "Redes", "Faena" and "Filtro". Also, test with metallic oxides were run, to get another reference point related with heavy metal removal capacities. Two tryes of treatment were made: Shof Contact and Prolonged Contact. In the first one, the MRM was added directly to the waste, and it was allowed to react for approximately 2 hours. In the second tlpo of treatment, the contact time was 5 days, extracting samples each day. It was found that the healy metal removal was relatively high during the first 3 days of contact. In short periods of contact time (hours), the reagent did not show any contaminant removal capacity. In the case of "Redes" waste, 60.68 % of Copper was removed f¡om the solution, using a dose of 10 g/L. With the "Faena" waste, using a 200 g/L dose, the maximum removal of Manganese, Nickel and Cadmium was 63.35 %,82.11, % añ 99.86 % respectively. Molybdenum removal was 44.08 0/o, using a dose of 5 g/L. In the other hand, Chromium removal from contaminated mud was 91.62 %, using a 50 %op/p dose, and a 5 day contact time. Molybdenum and Copper present in the contaminated muds were not removed by using the same treatment. Additionally, it was found that the alkalinization capacily of the MRM was relatively low, if compared with other common reagent like Calcium Hydroxide. By using MRM, the final pH ofthe samples never raised above 8.5, regardless the dose used in the treatments. Using a 35 g/L dose in the "Faena" waste, MRM was able to raise the pH to 3.75, while calcium hydroxide and magnesium oxide raised the pH ofthe solution to 10.33 and 8.3 respectively. The use of Magnesium Oxide in the treatment of wastewater, allowing a 3 day contact time and a 15 gll dose achieved a removal percentage over 96 o/o for manganese, nickel and cadmium. In the case of coppü and molybdenum, the removal was 48.66 Yo and,87.66 0Z respectively. The pH of Redes and Filtro wastes was raised close to 10. Faena waste pH was raised to almost 9. The results obtained by the application of the MRM as a heavy metal treatrnent qua1ifl, as satisfactory. Although its alkalinization capacity is not as high as other chemical reagents, it can be especially usefu1 in treatments that require adjusting the pH under certain ranges. Finally, there are some topics that need attention in future studies, like the application of the MRM blended with other reagents, like magnesium oxide (MgO) (which also presented a high removal capacity) which could improve the general efficiency ofthe process, or the use ofthe MRM for soil remediation, and it's efficiency in relation to parameters like dosage and time contact.