Preparación de floculantes de alta eficacia a partir de residuos mineros

Preparación de cloruro férrico de polialuminio (PAFC) a partir de residuos de pirita

Li Zhi y otros, de la Universidad Tecnológica de Chengdu, llevaron a cabo un estudio experimental sobre la preparación de cloruro férrico de polialuminio (PAFC) a partir de residuos de pirita. En el experimento, se utilizaron como materia prima los residuos de caolín de Chuannan Mining Co., Ltd., tras la eliminación del mineral de pirita. Tras la calcinación, el Fe₂O₃ y el Al₂O₃ presentes en la estructura original de la caolinita se lixiviaron con ácido. Se recuperaron sales de aluminio y de hierro de la solución, y se pudo producir, mediante polimerización, un agente purificador de agua mixto a base de cloruro férrico de polialuminio. El residuo de filtración, con su contenido en hierro significativamente reducido, podía utilizarse entonces como materia prima para la fabricación de vitrocerámicas. El flujo del proceso se muestra en la figura 8-2.

Figura 8-2: Flujo del proceso de recuperación de recursos de los residuos de pirita

El cloruro férrico de polialuminio (PAFC) preparado se utilizó para eliminar la turbidez de las aguas residuales, lo que demostró que se trata de un nuevo tipo de floculante de alta eficiencia. En comparación con el floculante PAC, el PAFC presenta las características de una rápida formación de flóculos, flóculos densos y gruesos, y una elevada velocidad de sedimentación durante el proceso de purificación del agua por coagulación-floculación. Los sólidos en suspensión y otras sustancias presentes en el agua son adsorbidos por los flóculos gruesos y se sedimentan junto con ellos, lo que da lugar a una clarificación inmediata de la calidad del agua. Resulta especialmente adecuado para la eliminación rápida de la turbidez en aguas brutas de alta turbidez.

El PAFC, cuando se aplica al tratamiento de aguas residuales, no solo ofrece una buena eficacia de tratamiento y facilidad de manejo, sino que además requiere una menor dosificación, presenta un buen comportamiento de sedimentación de los flóculos y deja un bajo porcentaje de aluminio residual en el agua depurada. Se trata de un floculante polimérico inorgánico de gran calidad.

8.4.2 Preparación de sulfato de fósforo férrico polimérico (PFPS) a partir de residuos de hematita

Li Jun, de la Universidad Tecnológica de Wuhan, llevó a cabo un estudio sobre la preparación de un nuevo floculante polimérico, el sulfato de fósforo férrico polimérico (PFPS), utilizando residuos de hematita como materia prima. Tomando como objeto de estudio los residuos de la separación magnética de la mina de hematita de Enshi, perteneciente a WISCO, se preparó PFPS con una alta basicidad mediante una serie de procesos que incluían lixiviación ácida, reducción y polimerización. A continuación, el PFPS preparado se utilizó para tratar aguas residuales simuladas de caolín.

Mediante experimentos, se determinaron las condiciones óptimas para el proceso de lixiviación ácida: temperatura de 90 °C, tiempo de agitación de 1,5 h, velocidad de agitación de 400 r/min y coeficiente de exceso de ácido de 1,5. Para el proceso de reducción, las condiciones óptimas fueron: tiempo de 2 h, temperatura de 50 °C y coeficiente de exceso de chatarra de hierro de 1,4. Las condiciones de polimerización del PFPS fueron: n(NaClO):n(Fe²⁺) = 0,16; n(Na₃PO₄):n(Fe²⁺) = 0,075; temperatura de polimerización de 75 °C y tiempo de polimerización de 30 min.

Se realizaron ensayos de floculación con aguas residuales de caolín simuladas mediante la adición de PFPS, PFS y PAC de preparación propia. Se investigaron los efectos del valor del pH, la dosis de floculante y el tiempo de sedimentación sobre la turbidez residual y la transmitancia de la luz. Los resultados mostraron que el rendimiento de floculación del PFPS de preparación propia fue muy superior al del PFS y el PAC en los ensayos de floculación.