ESTUDIO DE ADSORCION PARA Cr (VI)ESTUDIO DE ADSORCION PARA Cr (VI)UTILIZANDOUTILIZANDO CHACAY (CHACAY (ULEX EUROPAEUSULEX EUROPAEUS) ) COMO CARBON ACTIVO CUBIERTO CON COMO CARBON ACTIVO CUBIERTO CON

QUITOSANQUITOSAN

UNIVERSIDAD DE LOS LAGOSDEPARTAMENTO DE RECURSOS NATURALES Y MEDIO AMBIENTE

INTRODUCCIONINTRODUCCION

OBJETIVOSOBJETIVOS

MATERIAS PRIMASMATERIAS PRIMAS

MARCO MEDOLOGICO MARCO MEDOLOGICO

ANÁLISIS DE RESULTADOSANÁLISIS DE RESULTADOS

DISCUCIONDISCUCION

CONCLUSIONES CONCLUSIONES

La remoción de metales pesados de aguas residuales plantea un La remoción de metales pesados de aguas residuales plantea un

problema de difícil solución debido a que no son biodegradables problema de difícil solución debido a que no son biodegradables

y usualmente presentan una elevada toxicidad para los y usualmente presentan una elevada toxicidad para los

organismos acuáticos de los cuerpos receptores. El cromo es un organismos acuáticos de los cuerpos receptores. El cromo es un

contaminante ampliamente difundido en el ambiente proveniente contaminante ampliamente difundido en el ambiente proveniente

de industrias metalúrgicas, cromados, curtiembres y químicas. de industrias metalúrgicas, cromados, curtiembres y químicas.

INTRODUCCIONINTRODUCCION

INTRODUCCIONINTRODUCCION

Los carbones activados son materiales que se caracterizan por Los carbones activados son materiales que se caracterizan por

una estructura altamente porosa de tipo pseudo-grafítica una estructura altamente porosa de tipo pseudo-grafítica

conformada por capas poliaromáticas dispuestas en forma conformada por capas poliaromáticas dispuestas en forma

irregular” (Toles y Col. 1999) irregular” (Toles y Col. 1999)

OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL

• Determinar la capacidad de adsorción de Cromo (VI), Determinar la capacidad de adsorción de Cromo (VI),

utilizando como precursor al Chacay cubierto con quitosan.utilizando como precursor al Chacay cubierto con quitosan.

OBJETIVOS ESPECÍFICOSOBJETIVOS ESPECÍFICOS

• Evaluar la capacidad de adsorción del Chacay con y sin Evaluar la capacidad de adsorción del Chacay con y sin quitosan, con el objeto de encontrar a que pH, dosis de quitosan, con el objeto de encontrar a que pH, dosis de adsorbente y velocidad de agitación hay mayor eficiencia de adsorbente y velocidad de agitación hay mayor eficiencia de adsorción de cromo (VI).adsorción de cromo (VI).

• Comparar la eficiencia de adsorción de CACH y CACHQ, con Comparar la eficiencia de adsorción de CACH y CACHQ, con carbón activo comercial (CAC).carbón activo comercial (CAC).

• Estimar la cantidad de adsorbente (CACHQ) que puede ser Estimar la cantidad de adsorbente (CACHQ) que puede ser recuperado, después de la retención del cromo hexavalente.recuperado, después de la retención del cromo hexavalente.

Chacay Chacay (Ulex europaeus)(Ulex europaeus)

• leguminosa arbustiva nativa de Europa Occidental, se ha leguminosa arbustiva nativa de Europa Occidental, se ha constituido en una de las plagas más severas de la agricultura y constituido en una de las plagas más severas de la agricultura y forestería de las Regiones VIII, IX y X de Chile forestería de las Regiones VIII, IX y X de Chile

ImpactosImpactos

• El más reconocido es el desplazamiento de la flora y la fauna El más reconocido es el desplazamiento de la flora y la fauna nativas nativas

• Altamente combustibleAltamente combustible

MATERIAS PRIMAS

QuitosanQuitosan

• El quitosano se puede encontrar de forma natural en El quitosano se puede encontrar de forma natural en las paredes celulares de algunas plantas y hongos, ). las paredes celulares de algunas plantas y hongos, ). Sin embargo, la fuente más importante a nivel Sin embargo, la fuente más importante a nivel industrial, lo constituye la quitina la cual se encuentra industrial, lo constituye la quitina la cual se encuentra principalmente en el exoesqueleto (caparazón) de principalmente en el exoesqueleto (caparazón) de muchos crustáceos, alas de insectos (escarabajos, muchos crustáceos, alas de insectos (escarabajos,

cucarachas), paredes celulares de hongos, algas, etc.cucarachas), paredes celulares de hongos, algas, etc.

MATERIAS PRIMAS

a) Desasacetilación (NaOH concentrado o enzimáticab) Lavado con agua

Sales de quitosano

Conchas de crustáceos

a) Reducción de tamañob) Desproteinización (NaOH diluido)c) Desmineralización (HCl diluido)

Quitina

Hojuelas de quitosanoa) Disolución con ácidosb) Filtración c) Deshidratación

Quitosano en polvo

Molienda

MARCO METODOLOGICOMARCO METODOLOGICO

• Obtención del ChacayObtención del Chacay

MARCO METODOLOGICOMARCO METODOLOGICO• Preparación de carbón activo (activación química)Preparación de carbón activo (activación química)..

Chacay

Molienda

Impregnación

Secado 105º C por 24 hrs

H3PO4 a 200º C 24 hrs

Tratamiento térmico 400, 600 y 700º C

Enfriamiento

Tamizado

Carbón activo granular

Activación térmica

Consiste en oxidar la materia prima a altas temperaturas en una Consiste en oxidar la materia prima a altas temperaturas en una atmósfera inerte o reductora, casi siempre saturada con vapor de atmósfera inerte o reductora, casi siempre saturada con vapor de agua. La temperatura debe mantenerse constante, por lo general y agua. La temperatura debe mantenerse constante, por lo general y

dependiendo de la materia prima, se maneja entre 800°C y 1000°Cdependiendo de la materia prima, se maneja entre 800°C y 1000°C

Preparación del Gel Quitosan y CACHQPreparación del Gel Quitosan y CACHQ

• Preparación del RIL artificialPreparación del RIL artificial (falta foto cromo) (falta foto cromo)

Para la preparación del RIL artificial se utilizó una Para la preparación del RIL artificial se utilizó una solución estándar de 3.5 mg/L de Cr+6, se determinó solución estándar de 3.5 mg/L de Cr+6, se determinó esta concentración debido a que equivale a 7 veces la esta concentración debido a que equivale a 7 veces la concentración permitida por el DS 609/98, con el fin concentración permitida por el DS 609/98, con el fin que sea utilizada por aquellas empresas que tienen que sea utilizada por aquellas empresas que tienen

índices excesivos a la normativa.índices excesivos a la normativa.

MARCO METODOLOGICO

• Parámetros operacionales consideradosParámetros operacionales considerados

Estos son claves para definir el adsorbente en cualquier Estos son claves para definir el adsorbente en cualquier tratamiento de RILES que tenga como residuo cromo; estos tratamiento de RILES que tenga como residuo cromo; estos parámetros son:parámetros son:

•pHpH

•RPMRPM

•Dosis de adsorbente Dosis de adsorbente

MARCO METODOLOGICO

DesorciónDesorción

• La desorción es el proceso contrario a la adsorción; lo cual La desorción es el proceso contrario a la adsorción; lo cual

viene siendo la eliminación de materia desde un medio viene siendo la eliminación de materia desde un medio

adsorbente, usualmente para recuperar el material.adsorbente, usualmente para recuperar el material.

MARCO METODOLOGICO

Proceso de DesorciónProceso de Desorción

Cuando el proceso de adsorción Cuando el proceso de adsorción de cromo terminó, el sistema de cromo terminó, el sistema carbón activo-solución de cromo, carbón activo-solución de cromo, se filtró. El filtrado (carbón activo se filtró. El filtrado (carbón activo cargada con cromo) se transfirió a cargada con cromo) se transfirió a un erlenmeyer, al cual se adicionó un erlenmeyer, al cual se adicionó un volumen de agente eluyente un volumen de agente eluyente con una concentración definidacon una concentración definida. .

variablevariable Rango de trabajoRango de trabajo

Volumen de agente Volumen de agente eluyente NaOHeluyente NaOH

20 ml. 20 ml.

Concentración de Concentración de agente eluyenteagente eluyente

25% (p/v)25% (p/v)

El carbón activo cargado se mantuvo en contacto con el agente eluyente, por 8 horas con agitación mecánica; se tomaron muestras periódicas cada 1hr.

• Efecto de la variación de pH en la adsorción de Cromo Hexavalente por Efecto de la variación de pH en la adsorción de Cromo Hexavalente por método Batch, utilizando CACH, CACHQ, CAC.método Batch, utilizando CACH, CACHQ, CAC.

• Efecto de la dosis en la adsorción de Cromo Hexavalente, por método Batch, utilizando CACH, CACHQ, CAC.

• Efecto de la variación RPM en la adsorción de Cromo Hexavalente por método Batch, utilizando CACH, CACHQ, CAC.

DISCUSIÓNDISCUSIÓN

Hoy en día, existe una amplia gama de procesos físicos y Hoy en día, existe una amplia gama de procesos físicos y

químicos disponibles para la eliminación del Cr (VI) de las aguas químicos disponibles para la eliminación del Cr (VI) de las aguas

residuales, tales como la precipitación electroquímica, residuales, tales como la precipitación electroquímica,

ultrafiltración, intercambio de iones, estos son considerados una ultrafiltración, intercambio de iones, estos son considerados una

técnica efectiva para tal propósito. Sin embargo su costo técnica efectiva para tal propósito. Sin embargo su costo

operacional es cada día más alto, impidiendo que microempresas operacional es cada día más alto, impidiendo que microempresas

adopten estos sistemas.adopten estos sistemas.

DISCUSIÓNDISCUSIÓN

Las propiedades adsorbentes del CACH no sólo están definidas Las propiedades adsorbentes del CACH no sólo están definidas

por su estructura porosa, sino también por el tipo de activación por su estructura porosa, sino también por el tipo de activación

que se utilizo en el laboratorio, este proceso no fue efectivo que se utilizo en el laboratorio, este proceso no fue efectivo

debido a muchas causas: Poca Información Bibliográfica del debido a muchas causas: Poca Información Bibliográfica del

Chacay, con respecto a las propiedades físicas Químicas, además Chacay, con respecto a las propiedades físicas Químicas, además

de la no aplicación de vapor caliente, etapa importante ya que de la no aplicación de vapor caliente, etapa importante ya que

crea la estructura porosa en el carbón crea la estructura porosa en el carbón

CONCLUSIONES

En Chile existe el Chacay especie considerada como una

maleza debido a su gran capacidad reproductiva, rápido

crecimiento y propiedades combustibles, además de ser una

plaga para la agricultura y forestería de las Regiones VIII, IX y

X. Por este motivo se estudio la forma de convertirlo en carbón

activo, mezclando su superficie carbonosa con quitosan.

Las implicancias de esta investigación sostienen que el uso de

CACHQ es altamente eficiente para remover cromo (VI) en una

solución de RIL artificial, manejando los parámetros

operacionales analizados en este estudio. Para conseguir una

eficiencia de 94,83 % de remoción se debe manejar a pH 7, con 25

mg, a una velocidad óptima de 160 RPM. Esto Ratifica la

importancia que tienen nuestros recursos para crear nuevos

productos, que solucionen los problemas ambientales que hoy en

día repercuten a nivel mundial.

CONCLUSIONES

El carbón activo comercial (CAC) también demostró ser

efectivo para la remoción de Cr (VI). Pero sigue siendo un

material costoso. Se estima que su valor va desde US $ 1.200

hasta US $ 14.000 la tonelada.

CONCLUSIONES

El proceso de recuperación de cromo fue del 55 % en un tiempo

de 7 horas. Asimismo, se encontró que las propiedades de

superficie de las muestras de carbón, posibilitan su regeneración

en conjunto con su capacidad de adsorción de iones de Cromo,

en otras palabras el carbón activado es de fácil regeneración esto

quiere decir, que su capacidad de adsorción no disminuye una

vez que se retira el cromo por ensayos de desorción.

CONCLUSIONES

GRACIAS