SciELO - Scientific Electronic Library Online

 
vol.14 número1Análisis del desempeño de controladores lineales sintonizados en diferentes estados estacionarios del biorreactor de Cholette mediante técnicas de decisión multi-criterioPropiedades termofísicas del R744 en la región supercrítica durante el proceso del arranque del gas cooler índice de autoresíndice de assuntospesquisa de artigos
Home Pagelista alfabética de periódicos  

Serviços Personalizados

Journal

Artigo

Indicadores

Links relacionados

  • Não possue artigos similaresSimilares em SciELO

Compartilhar


Revista mexicana de ingeniería química

versão impressa ISSN 1665-2738

Rev. Mex. Ing. Quím vol.14 no.1 Ciudad de México Jan./Abr. 2015

 

Materiales

 

Síntesis de zeolita P utilizando jales de cobre

 

Synthesis of zeolite P using copper mining tailings

 

F. Espejel-Ayala1,2, M. Solís-López2, R. Schouwenaars3 y R.M. Ramírez-Zamora2*

 

1 Centro de Investigación y Desarrollo Tecnológico en Electroquímica, Parque Industrial Querétaro, Sanfandila s/n, Pedro Escobedo, 76703, Querétaro, México.

2 Instituto de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México. Ciudad Universitaria, Coyoacán, 04510. México, D.F. México. *Autora para la correspondencia. E-mail: rramirezz@iingen.unam.mx

3 Departamento de Materiales y Manufactura, DIMEI, Universidad Nacional Autónoma de México, Avenida Universidad 3000, Coyoacán, 04510, México D.F.

 

Recibido 2 de Agosto de 2014
Aceptado 10 de Marzo de 2015

 

Resumen

Se desarrolló el proceso de síntesis de zeolita P utilizando como materia prima jal de cobre mediante dos etapas en el proceso de síntesis: fusión con NaOH y tratamiento hidrotermal. El jal fue tratado térmicamente a 900° C durante dos horas con NaOH en una relación 1:1.5 (g/g). Posteriormente, se llevó a cabo el tratamiento hidrotermal a 60° C con una relación sólido/líquido de 0.172 g/mL. Los tiempos de síntesis evaluados fueron de 2, 4, 8, 16, 24, 36, 48, 60, 66 y 72 h. De acuerdo al valor de su capacidad de intercambio catiónico (CIC) se determinó que el tiempo óptimo fue de 36 horas. Se obtuvo un material zeolítico constituido por 93.77% de zeolita P y 3.85% de zeolita cancrinita con una CIC de 2.016 meq/g. El valor de la CIC es adecuado para remover metales presentes en agua y suelos. La utilización de jal de cobre para sintetizar zeolita representa una opción ambientalmente amigable para prevenir la generación de drenaje acido de minería (DAM). Además, las zeolitas sintetizadas presentan un gran potencial para su uso en el tratamiento de aguas residuales contaminadas con metales pesados y amonio.

Palabras clave: zeolitas, intercambio ioínico, jal de cobre, valorizacioín de residuos, tratamiento hidrotermal.

 

Abstract

Synthesis of zeolite P using copper mine tailing as raw material was achieved by means of iwo steps in the process: fusion with NaOH and hydrothermal treatment. The copper mine tailing was calcined at 900° C during 2 hours in a 1:1.5 (w/w) ratio. Then, hydrothermal treatment was applied at 60° Cin a 0.172 g/mL ratio. Several times of synthesis were evaluated, 2, 4, 8, 16, 24, 36, 48, 60, 66 and 72 hours. According to the Cationic Exchange Capacity (CEC), 36 hours of time was selected as optimal time. A zeolitic material with 93.77% of zeolite P and 3.85% of cancrinite was obtained with a CEC=2.016 meq/g. The CEC obtained is an excellent value to remove heavy metals presents in water and soils. The use of copper mine tailing to synthesize zeolites is a friendly environmental option to prevent the generation of Acid Mine Drainage (AMD). Moreover, the synthesized zeolites have great potential for use in the wastewater treatment to remove heavy metals and ammonium.

Key words: zeolites, exchange ionic, copper mining tailing, valorization of wastes, hydrothermal treatment.

 

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

 

Referencias

Barnes, M.C., Addai-Mensah, J., Gerson, A.R. (1999). The mechanism of the sodalite-to-cancrinite phase transformation in synthetic spent Bayer liquor. Microporous and Mesoporous Materials 31, 287-302.         [ Links ]

Barrer R. M. Hydrothermal chemistry of zeolites. Academic Press. USA. 1982. 360 pp.         [ Links ]

Breck, D. W., 1974. Zeolite molecular sieves. Structure, chemistry, and use, John Wiley & Sons, New York, 771 p.         [ Links ]

Cao J-L., Liu X-W., Fu R., Tan Z-Y. (2008). Magnetic P zeolites: Synthesis, characterization and behavior in potassium extraction from seawater. Separation and Purification Technology 63, 92-100.         [ Links ]

Cundy C. S., Cox, P. A. (2003). The hydrothermal synthesis of zeolites: history and development from the earliest to the present time. Chemical Review 103, 663-701.         [ Links ]

Cundy C. S., Cox P. A. (2005). The hydrothermal synthesis of zeolites: Precursors, intermediates and reaction mechanism. Microporous and Mesoporous Materials 82, 1-85.         [ Links ]

Gilbert, J. E., Mosset, A., (1998). Preparation of impurity-free zeolites from coal-mine schists. European Journal of Solid State and Inorganic Chemistry 35, 447-458.         [ Links ]

Höller, H., Wirsching, U. (1985). Zeolites formation from fly ash. Forschritte der Mineralogie 63, 21-43.         [ Links ]

Jacobs, P.T., Derouane, E.G., Weitkamp, J. (1981). Evidence for X-Ray-amorphous zeolites. Journal of the Chemical Society, Chemical Communications 591-593. DOI: 10.1039/C39810000591.         [ Links ]

Jafari, M., Mohammadi, T., Kazemimoghadam, M. (2014). Synthesis and characterization of ultrafine sub-micron Na-LTA zeolite particles prepared via hydrothermal template-free method. Ceramics International 40, 12075-12080.         [ Links ]

Katović A., Subotic B., Smit I., Despotović L. A. (1989). Crystallization of tetragonal (B8) and cubic (B1) modifications of zeolite NaP from freshly prepared gel. Part 1. Mechanism of the crystallization. Zeolites 9, 45-53.         [ Links ]

Latham K., William C. D. Duke C. (1996). The synthesis of iron cancrinite using tetrahedral iron species. Zeolites 17, 513-516.         [ Links ]

Meza-Figueroa D., Maier R. M., de la O-Villanueva M., Gómez-Alvarez A., Moreno-Zazueta A., Rivera J., Campillo A., Grandlic Ch. J., Anaya R., Palafox-Reyes J. (2009). The impact of unconfined mine tailings in residential areas from a mining town in a semi-arid environment: Nacozari, Sonora, Mexico. Chemosphere 77, 140-147.         [ Links ]

Molina, A., Poole, C. (2004). A comparative study using two methods to produce zeolites from fly ash. Minerals Engineering 17, 167-173.         [ Links ]

Park M., Choi C.L., Lim W.T., Kim M.C., Choi J. and Heo, N.H. (2000). Moltensalt method for the synthesis of zeolitic materials: II. Characterization of zeolitic maerials. Microporous and Mesoporous Materials 37, 91-98         [ Links ]

Qiu W., Zheng Y. (2009). Removal of lead, copper, nickel, cobalt, and zinc from water by a cancrinite-type zeolite synthesized from fly ash. Chemical Engineering Journal 145, 483-488.         [ Links ]

Querol X., Umaña J.C., Plana F., Alastuey A., Lopez-Soler A., Medinaceli A., Valero A., Domingo M.J., Garcia-Rojo E. (2001). Synthesis of zeolites from fly ashes at pilot plant scale. Examples of potential applications. Fuel 80, 857-865.         [ Links ]

Rietveld H. M. (1969). A profile refinament method for nuclear and magnetic structures. Journal of Applied Crystallography 2, 65-71.         [ Links ]

Ríos, C.A., Williams, C.D., Fullen, M.A. (2009). Nucleation and growth history of zeolite LTA synthesized from kaolinite by two different methods. Applied Clays Science 42, 446-454.         [ Links ]

Sanhueza, V., Kelm, U., Alfaro, G. (2011). Síntesis de zeolita NaP-GIS con diferentes morfologías a partir de dos diatomitas. Revista Mexicana de Ingeniería Química 10, 117-123.         [ Links ]

Somerset V. S., Petrik L. F., White R. A., Klink M. J., Key D. and Iwuoha E. (2004). The use of X-ray fluorescence (XRF) analysis in predicting the alkaline hydrothermal conversion of fly ash precipitates into zeolites. Talanta 64, 109-114.         [ Links ]

Creative Commons License Todo o conteúdo deste periódico, exceto onde está identificado, está licenciado sob uma Licença Creative Commons