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SÍNTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE ZEOLITAS A PARTIR DE CENIZAS VOLANTES DE · PDF file2016-07-11 · sÍntesis y caracterizaciÓn de zeolitas a partir de cenizas volantes de carbÓn

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  • SNTESIS Y CARACTERIZACIN DE ZEOLITAS A PARTIR DE CENIZAS

    VOLANTES DE CARBN

    DANNY FERNEY MARTINEZ HUERTAS

    CAROLINA CICUAMA AYALA

    UNIVERSIDAD DE CIENCIAS APLICADAS Y AMBIENTALES U.D.C.A

    FACULTAD DE CIENCIAS

    QUMICA

    BOGOTA

    2016

  • SNTESIS Y CARACTERIZACIN DE ZEOLITAS A PARTIR DE CENIZAS

    VOLANTES DE CARBN

    DANNY FERNEY MARTINEZ HUERTAS

    CAROLINA CICUAMA AYALA

    Trabajo de tesis como requisito para optar por el ttulo de qumico

    Director:

    Camilo Andres Mahecha Mahecha

    Magister en Ciencias Biolgicas

    UNIVERSIDAD DE CIENCIAS APLICADAS Y AMBIENTALES U.D.C.A

    FACULTAD DE CIENCIAS

    QUMICA

    BOGOTA

    2016

  • SNTESIS Y CARACTERIZACIN DE ZEOLITAS A PARTIR DE CENIZAS

    VOLANTES DE CARBN

    ACEPTACIN

    __________________________

    __________________________

    __________________________

    __________________________

    Presidente del jurado

    __________________________

    Jurado

    __________________________

    Jurado

    Bogot 20 de Abril de 2016

  • A mi padre, madre, hermanos y familia la razn por la cual sigo

    luchando y son mi apoyo incondicional para mi vida, los amo

    gracias por todo su apoyo.

  • A Hashem, el Melej de Israel, porque no olvida a sus beney

    Adam por todas las generaciones. Baruj

    Hashem

  • AGRADECIMIENTOS

    Primero dar las gracias a Dios por permitirme culminar mi carrera a pesar de los

    obstculos puestos en mi camino.

    A mis padres Guillermo Martinez y Francy Huertas, por su apoyo incondicional, por

    su ejemplo y amor.

    Al profesor Camilo Mahecha por dirigir y acompaar nuestro trabajo de grado.

    A mi novia Sandra Suarez Soto por su colaboracin, apoyo y amor.

    A la corporacin tecnolgica de Bogot por permitirnos realizar en sus

    instalaciones las prcticas para esta tesis.

    Finalmente quiero agradecer al laboratorio TECNIANALISIS S.A.S ya que permiti

    realizar muchos de los ensayos de esta tesis que se llevaron a cabo dentro de sus

    instalaciones.

  • Primero que todo a Hashem por permitirme realizar mi sueo de estudiar y

    culminar mi carrera universitaria.

    A mis padres Carlos Eduardo Cicuama y Rosa Emma Ayala, por su apoyo

    incondicional, por su ejemplo y cario.

    Al profesor Camilo Mahecha por dirigir y acompaar nuestro trabajo de tesis.

    A Sandra Suarez por su apoyo y amistad.

    A la corporacin tecnolgica de Bogot por permitirnos realizar en sus

    instalaciones las prcticas para esta tesis.

    Finalmente quiero agradecer al laboratorio QUIBI S.A. ya que permiti que muchos

    de los ensayos de esta tesis se realizaran dentro de sus instalaciones.

  • RESUMEN............................................................................................................... 1

    JUSTIFICACIN...................................................................................................... 2

    OBJETIVOS............................................................................................................. 3

    OBJETIVOS ESPECFICOS................................................................................... 3

    INTRODUCCIN..................................................................................................... 4

    CAPITULO I............................................................................................................. 6

    1 ESTADO DEL ARTE ............................................................................ 6

    1.1 Residuos de la combustin del carbn ................................................ 6

    1.2 Cenizas volantes y sus caractersticas ................................................ 7

    1.3 Las zeolitas .......................................................................................... 9

    1.4 Relacin Silicio/Aluminio en las zeolitas ........................................... 12

    1.5 Cationes intercambiables.................................................................... 12

    1.6 Formacin y sntesis de zeolitas ......................................................... 13

    1.7 Tipos de zeolitas naturales y sintticas............................................... 13

    1.8 Aplicaciones de las zeolitas ............................................................. 15

    1.8.1 Intercambiadores de iones ----------------------------------------------------- 15

    1.8.2 Agentes deshidratantes y adsorbentes -------------------------------------- 15

    1.8.3 Catalizadores ----------------------------------------------------------------------- 16

    CAPITULO II......................................................................................................... 17

    2 METODOLOGA CARACTERIZACIN DE LAS CENIZAS VOLANTES

    . 17

    2.1 CARACTERIZACIN QUMICA .......................................................... 17

    2.1.1 Procedimiento para la determinacin de carbono orgnico ------------- 17

    2.1.1.1 Clculo determinacin de carbono orgnico ..................................... 17

    2.1.2 Procedimiento para la determinacin de azufre -------------------------- 18

    2.1.2.1 Calculo Determinacin de Azufre disponible................................... 18

    2.1.3 Procedimiento para la determinacin de boro ---------------------------- 18

  • 2.1.3.1 Clculo determinacin de boro disponible ....................................... 19

    2.1.4 Procedimiento para la determinacin de micronutrientes (Cu, Mn,

    Fe y Zn) -------------------------------------------------------------------------------------------- 19

    2.1.4.1 Clculo determinacin de los micronutrientes ................................. 19

    2.1.5 Procedimiento para la determinacin de Bases Intercambiables (Ca,

    Mg, Na, K) ----------------------------------------------------------------------------------------- 20

    2.1.5.1 Determinacin del contenido de bases intercambiables ................. 20

    2.1.6 Procedimiento para la determinacin de fsforo ------------------------ 20

    2.1.6.1 Clculo determinacin de fsforo ................................................... 21

    2.1.7 Determinacin de silicio total .......................................................... 21

    2.1.7.1 Clculo para la determinacin de silicio total .................................. 21

    2.1.7 Procedimiento para la determinacin de acidez intercambiable

    (Al3+ + H+) --------------------------------------------------------------------------------------- 22

    2.1.7.1 Clculo determinacin de acidez intercambiable (Al3+ + H+) ........ 22

    2.1.8 Procedimiento para la determinacin de la capacidad de

    intercambio catinico -------------------------------------------------------------------------- 23

    2.1.8.1 Calculo determinacin por titulacin ............................................ 24

    2.1.9 Procedimiento para la determinacin de metales pesados --------- 24

    2.1.9.1 Calculo para la determinacin de metales pesados ..................... 24

    2.2 CARACTERIZACIN FSICA......................................................... 25

    2.2.1 Procedimiento para la determinacin de granulometras en seco...25

    2.2.1.1 Clculo para la determinacin de granulometra en seco ............ 25

    2.2.2 Procedimiento para la determinacin de densidad aparente ------ 26

    2.2.2.1 Calculo determinacin de la densidad........................................... 26

    2.2.3 Procedimiento para la determinacin de pH y conductividad

    elctrica ------------------------------------------------------------------------------------------- 26

    2.2.3.1 Determinacin de pH....................................................................... 27

    2.2.3.2 Determinacin de conductividad elctrica...................................... 27

  • 2.2.4 Procedimiento para la determinacin de humedad -------------------- 27

    2.2.4.1 Clculo para la determinacin de humedad .................................. 27

    2.2.5 Procedimiento para la determinacin de cenizas ---------------------- 27

    2.2.5.1 Clculo determinacin de las cenizas............................................ 27

    2.2.6 Procedimiento para la determinacin de prdida por calcinacin - 28

    2.2.6.1 Clculo determinacin de la prdida por calcinacin ..................... 28

    2.2.7 Procedimiento para la determinacin de texturas --------------------- 28

    2.2.7.1 Clculo determinacin de la determinacin de texturas ................ 29

    3 SNTESIS Y CARACTERIZACIN DE ZEOLITAS ........................ 29

    3.1 METODOLOGA DE SNTESIS DE ZEOLITAS ............................ 29

    3.1.2 Relacin ceniza volante- Solucin activante ----------------------------- 29

    3.1.3 Tiempo de sntesis y concentracin de la solucin activante -------- 30

    3.1.4 Temperatura del proceso ------------------------------------------------------ 32

    3.1.5 Agitacin --------------------------------------------------------------------------- 32

    3.1.6 Presin y temperatura de autoclavado ------------------------------------ 32

    3.2 METODOLOGA PARA LA CARACTERIZACIN DE ZEOLITAS .. 33

    3.2.2 Procedimiento para la determinacin de la capacidad de

    intercambio catinico -------------------------------------------------------------------------- 33

    3.2.3 Caracterizacin morfolgica --------------------------------------------------- 33

    4 R

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