Procesos de recuperación de ácidos gastados de decapado mediante la precipitación de metales pesados con ácido oxálico y ácido tartárico

Abstract

Con el auge de políticas ambientas más restrictivas la industria de galvanizado por inmersión en caliente ha identificado un potencial riesgo ambiental en los vertimientos de baños gastados de decapado, los cuales, pueden significar pérdidas económicas a largo plazo. Esto motiva la investigación acerca de procesos capaces de minimizar los vertimientos y recuperar el ácido gastado. En esta tesis se propone el estudio de la recuperación de estos ácidos para su posterior reutilización con la reacción de quelación-precipitación con ácido oxálico y ácido tartárico, para ello, se preparó una solución de simulada de los baños gastados de decapado. Que sirvieron como referencia para simulaciones de dinámica molecular en sistemas que emulaban las condiciones de las reacciones de precipitación-quelación. Estas simulaciones lograron replicar mediciones de densidades con un máximo error del 5%, además, mediante las funciones de distribución radial se determinó que los grupos de mayor interacción entre los iones metálicos y los ácidos orgánicos son los oxígenos pertenecientes a los grupos carboxílicos, implicando una posible reacción entre los iones y los ácidos carboxílicos. Posteriormente, basados en la solución simulada se estudió el efecto en la remoción del ion Fe+2 variando el %Zn en solución y la cantidad acido oxálico y ácido tartárico agregado. Con lo anterior se identificó existe una correlación fuerte entre el ácido oxálico y la remoción de Fe+2, logrando un máximo de remoción del 86% de Fe+2 y 55% de Zn+2 con un exceso de ácido oxálico, además, se evidencio que a las condiciones del experimento planteado el ácido tartárico y el zinc en solución no se correlacionan con la precipitación del Fe. Finalmente, se ejecutó un análisis de sostenibilidad multicriterio para comparar las reacciones de neutralización más comunes en el tratamiento de estos baños gastados y la reacción de precipitación-quelación, para lograr esto se realizaron encuestas a expertos que arrojaron que para este tipo de problemas el factor ambiental es el más importante. Por otro lado, al estimar los impactos observamos que la quelación tiene una ventaja en respecto a la contaminación cuerpos de agua y toxicidad de la reacción de la reacción quelación-precipitación son menores comparados con la neutralización. (Texto tomado de la fuente)

With the rise of more news environmental policies, the hot-dip galvanizing industry has identified a potential environmental risk in the dumping of spent pickling baths, which can mean long-term economic losses. This motivates research into processes to minimize discharges and recovering spent acid. This thesis proposes the study of the recovery of these acids for subsequent reuse with the reaction of chelation-precipitation with oxalic acid and tartaric acid, for this, a simulated solution of spent pickling baths was prepared. They served as a reference for molecular dynamics simulations in systems that emulated the conditions of precipitation-chelation reactions. These simulations managed to replicate density measurements with a maximum error of 5%, in addition, through the radial distribution functions it was determined that the groups of greatest interaction between metal ions and organic acids are oxygens belonging to carboxylic groups, implying a possible reaction between ions and carboxylic acids. Subsequently, based on the simulated solution, the effect on the removal of the Fe+2 ion was studied, varying the %Zn in solution and the amount of oxalic acid and tartaric acid added. With the above was identified there is a strong correlation between oxalic acid and the removal of Fe+2, achieving a maximum removal of 86% of Fe+2 and 55% of Zn+ 2 with an excess of oxalic acid, in addition, it was evidenced that the conditions of the experiment raised tartaric acid and zinc in solution do not correlate with the precipitation of Fe. Finally, a multicriteria sustainability analysis was executed to compare the most common neutralization reactions in the treatment of these spent baths and the precipitation-chelation reaction, to achieve this, surveys were conducted with experts who showed that for this type of problems the environmental factor is the most important. On the other hand, when estimating the impacts, we observe that chelation has an advantage over contamination bodies of water and toxicity of the reaction of the chelation-precipitation reaction are lower compared to neutralization.