Metodos de extraccion de metales pesados, metodos de purificacion de agua

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Análisis

Evaporación solar

- Mecanismo básico

Este método desde hace miles años ha sido empleado con el fin de conseguir sal a partir de agua de mar. Además, este método es usado principalmente en extensas regiones áridas con altas tasas de evaporación y debido a la magnitud de los estanques que contienen al agua del mar, se logra la evaporación con ayuda del sol, obteniendo un concentrado de la solución salina y finalmente cuando la sal llega a los puntos exactos de saturación se consigue la cristalización de la misma.

- Extracción de sal proveniente de concentrado salino

Dos casos de extracción se presentan en Goa (India) y Trapani (Italia) donde el agua-mar pasa por varios estanques con el fin de recolectar el agua-sal en marea alta e ir subiendo gradualmente la temperatura y la concentración de los minerales con ayuda de la luz solar y así obtener los cristales. En el segundo caso en Trapani se denota que la concentración de NaCl paso de 3.7% a 25.7%, en la cual la disolución se sobresaturo y comenzó el proceso de cristalización.

- Limitaciones

Los tres principales limitantes de los estanques son: el tiempo, la contaminación y la extensión del proceso. Para evitar la contaminación del agua subterránea, es necesario que los estanques sean revestidos con materiales de: arcilla, polivinilo, polietileno 59,60 o construidos con hierro galvanizado. Además, necesitan ser de tamaño pequeño para evitar que la acción de las olas se convierta en un problema.

- Investigaciones recientes

Se han dado dos avances significativos en este método. El primer avance por Abdulsalam, quien fabricó estanques con hierro galvanizado y acero inoxidable con un sistema de aislamiento que hizo efectiva la transferencia de calor y el aumento de tasa de evaporación. También, se usó pintura negra que tiene la capacidad de absorber calor en mayor cantidad. El segundo avance por Gilron, quien crea estructuras verticales con un área superficial significativa, debido al grosor mínimo que al estar paralelas a la dirección del viento permiten una tasa de evaporación 10 veces mayor a la de un estanque ordinario. Es decir, mejoro la técnica de evaporación a partir del uso de la energía eólica para secar superficies de tejido hidrófilo.

- Análisis económico

El mayor costo necesario en este proceso es la gran cantidad de área que requiere el proceso para funcionar correctamente. El cual, por más de ser un precio un poco elevado, puede ser costeado sin ningún problema mayor.

Electro diálisis

- Mecanismo básico

Este proceso se basa principalmente en el uso de membranas eléctricas semipermeables que producen un campo eléctrico atrayendo selectivamente aniones o cationes. El proceso genera que una serie de membranas de intercambio aniónico y catiónico provoquen una desalación en la solución y se obtenga un concentrado o extracción alrededor de las mismas.

- Extracción de sal proveniente de concentrado salino

En este caso las membranas de electrodiálisis convencionales no tienen utilidad debido a que solo diferencian entre cationes y aniones, por lo contrario, se desarrollaron membranas diferenciables entren iones monovalentes y covalentes, lo que permite la obtención del concentrado de NaCl para su evaporación y cristalización.

- Extracción de otros minerales a partir de concentrado salino

La Universidad de Carolina del Sur desarrollo estudios sobre la producción de NaCl, Mg(OH)2, Br2 a partir de agua-mar. El estudio utilizó membranas monovalentes selectivas para obtener Na, Cl, Br separando los otros iones, consiguiente se realizó el proceso de evaporación para obtener los cristales de NaCl, después mediante Cl2 se oxido el Br y así se obtuvo un precipitado. Cave recalcar que la pureza de los compuestos fue mayor que las obtenidas en el método de evaporación solar.

- Limitaciones

El taponamiento de la membrana por la precipitación de carbonato y sulfato es el mayor problema en la electrodiálisis. Además, los métodos para reducir la escala de las membranas ED son importantes para mejorar la permeabilidad selectiva de los iones.

- Investigaciones recientes

Membranas selectivas de iones monovalentes son los más recientes estudios, sin embargo, no han sido ampliamente probados en la recuperación de minerales. Por otro lado, Hoshino desarrollo una membrana permeable que permite la recuperación de sales de litio que solo pueden atravesarla los iones de este elemento dejando atrás a los demás cationes del agua de mar.

- Análisis económico

Debido a que el recuro primordial en este proceso es la energía eléctrica, gran parte del capital es requerido para brindar la electricidad necesaria para controlar el proceso. Por otro lado, un análisis preliminar realizado por la universidad de Carolina del Sur expone que por más que el costo de manufactura y construcción del equipo es un total de 11 000 000$, el capital puede ser recuperado, e incluso mejorado. Debido a que el costo total de los productos obtenidos: NaCl, Br2 y Mg(OH) en este caso, son igual a 19 000 000$, es decir, el capital invertido es menor a las ganancias generadas.

Destilación y cristalización por membrana

- Mecanismo básico.

El mecanismo de este proceso se centra en una membrana micro-porosa hidrófoba que impide el traspaso de agua líquida por los poros hasta que pase a estado gaseoso. Posee un lado caliente, por el cual entra la molécula de agua, y por el lado contrario, posee una temperatura más fría para condensar a la molécula y así obtener agua pura. Este proceso obtiene una mejor sobresaturación y cristalización de los minerales que la mayoría de procesos similares.

El mayor costo se encuentra en satisfacer la electricidad necesaria. En este caso, el costo de la electricidad es mayor comparando otros métodos, como sea, la diferencia de precio es recompensada con una mayor obtención de agua para consumo humano. Por otro lado, estudios realizados por Quis-jensen (2016) mostraron que ciertos minerales y productos de posterior venta eran mejor obtenidos