Los metales son indispensables para muchas aplicaciones en la vida moderna. De forma natural se encuentran en acuíferos o en minerales que forman parte de las rocas, y el ser humano los utiliza en diversas aplicaciones industriales, ya que muchos rubros utilizan compuestos con metales pesados como materia prima de sus procesos de producción.
En pequeñas cantidades, los metales no son dañinos para el ser humano, pero son tóxicos en altas concentraciones, además son poco biodegradables, se acumulan en forma soluble, coloidal o suspendida y contaminan al medio ambiente.
Existen muchos procesos para remover los metales pesados de un efluente industrial o de aguas destinadas para el consumo humano, y la precipitación es uno de ellos, del cual te contaremos todo lo que debes saber a continuación.
¿Qué es la precipitación química?
- Coagulación. Es un fenómeno en el que se desestabilizan las partículas coloidales al neutralizar sus cargas eléctricas mediante un coagulante; estos reactivos químicos pueden ser sales de aluminio o de hierro y su mecanismo de acción es de alrededor de tres minutos.
- Floculación. Consiste en la agrupación de las partículas descargadas mediante la adición de productos químicos llamados floculantes y que forman floculos, los cuales se retienen en una fase posterior llamada flotación, decantación o sedimentación. Su periodo de acción es de entre 10 y 30 minutos.
- Sedimentación. Es un proceso por el cual se depositan en el fondo de un recipiente los materiales procedentes de las fases previas, de modo que se pueda separar la materia en suspensión.
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Los equipos en los que se llevan a cabo estos procesos suelen constar de partes diferenciadas donde se adicionan los reactivos y posteriormente se mezclan mediante una fuerte agitación por un periodo breve, para posteriormente permitir que la materia quede en suspensión para su eliminación mecánica.
En la etapa de sedimentación los sólidos se separan de la fase líquida para resultar en dos capas visibles de forma clara, y que pueden separarse con mucha facilidad. De este modo, la precipitación química se fundamenta en la solubilidad del agua en diferentes tipos de iones y, en ocasiones, se pueden conseguir concentraciones iguales al grado de solubilidad.
La mayoría de veces se utiliza hidróxido de sodio, compuestos de sulfato (como alumbre o sulfato férrico) y sulfuros (sulfuro de sodio o sulfuro de hierro) durante la precipitación química, añadiendo estos compuestos a aguas residuales portadores de metales, para formar hidróxidos de metal o sulfuros de metal, los cuales son poco solubles en agua.
En general, el equipo de coagulación consta de tanques con un impulsor giratorio, que permite el mezclado rápido; o bien, se pueden usar tanques, batidores, bombeadores o deflectores en línea. El equipo de floculación suele consistir en tanques con palas para la agitación que permita obtener floculos. Por su parte, el equipo de sedimentación suele tratarse de una unidad clarificadora que cuenta con placas inclinadas, tubos o separadores de láminas que funcionan por gravedad.
Estos equipos suelen necesitar poco espacio y su costo es rentable, tanto en la instalación como en la operación.
¿Qué considerar antes de elegir sistemas de precipitación?
Antes de elegir un sistema de precipitación de metales se debe considerar:
- Los costos de adquisición del equipo, operación y mantenimiento
- La capacidad del equipo para ajustarse a los requerimientos de trabajo
- La posibilidad de ampliar el sistema para cumplir con requerimientos a largo plazo
- Frecuencia, volumen y características del proceso
- Conservación del agua y posibilidades de recuperación
- Volumen del contaminante y niveles de recuperación
- Estudios de tratabilidad de aguas residuales con el uso de la precipitación química
Efectividad
La precipitación química se utiliza para retener una gran variedad de metales de las aguas residuales, así como otros compuestos aniónicos como el fluoruro y el sulfato, sustancias que pueden generar complejos de metal y disminuir la eficacia de los tratamientos de agua. Esta problemática suele tratarse con la precipitación al permitir la separación de los residuos, especialmente de aquellos que contaminan al medio ambiente.
Esta técnica es la más común para eliminar contaminantes y reducir la concentración de metales en las aguas a niveles que no causen preocupación, eliminando metales pesados disueltos como mercurio, cobre, plomo o cadmio, pero también se puede utilizar para eliminar la dureza del agua como parte de la técnica de ablandamiento.
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