Diseño de una columna de adsorción de lecho fijo para remoción del metal Zn

Abstract

La actividad minera genera residuos y pasivos ambientales que tienen impacto significativo en el medio ambiente y en la salud de las comunidades cercana a las minas. Para enfrentar esta situación, es necesario explorar tecnologías avanzadas como la nanotecnología, que ha mostrado importantes avances tecnológicos y aplicaciones en diversas áreas. En el presente proyecto, se diseñó una columna de adsorción de lecho fijo utilizando nanopartículas de cobre y hierro soportadas en cascara de castaña como material adsorbente para la remoción del metal zinc (Zn) de los drenajes ácidos de mina (DAM) provenientes de la boca de Milluni, distrito 13, municipio de la ciudad de El Alto. El proyecto se desarrolló a partir de estudios preliminares y criterios de diseño ingenieril, determinando el perfil de concentración a lo largo de la columna mediante un modelo matemático. Posteriormente, se realizó la simulación en Aspen Adsorption V14, variando los caudales de (10, 18, 25 y 50 mL/s) y alturas de lecho (0.5, 0.8, 1 y 1.2 m). Los resultados de las simulaciones indicaron que el tiempo de ruptura y de saturación aumentan con la altura del lecho y disminuyen con el caudal. Con base en estos resultados, se definió el diseño final de la columna de adsorción. Seleccionando una configuración óptima de operación con un caudal de 18 mL/s, una altura de lecho de 1 m y un diámetro de 0.16 m. La simulación para esta configuración mostró tiempos de ruptura y saturación de 15 y 70 horas, respectivamente.