Obtención de nanoparticulas de nZIV (hierro cero valente) en zeolitas naturales para la mitigación de drenajes acido de mina (DAM) provenientes de la localidad de Milluni La Paz.

Abstract

El sector minero ha sido uno de los más importantes propulsores del desarrollo en la economía boliviana, sin embargo, el inexistente o inadecuado control ambiental ha tenido como consecuencia la contaminación en cuerpos de agua y suelos. El agua utilizada para el consumo humano en algunas zonas centrales y periféricas de la ciudad de La Paz y El Alto proviene de las lagunas Milluni Grande y Janko Khota de la cuenca Milluni ubicadas en el distrito 13 del municipio de la ciudad de El Alto, sin embargo, alrededor de esta cuenca aún se realizan actividades mineras sin ningún tipo de control de pasivos y activos ambientales. El drenaje ácido de mina (DAM) resulta de la oxidación natural de sulfuros de minerales tales como pirita y otros. EL DAM afecta a masas de aguas por la elevada concentración de metales pesados disueltos, el pH bajo y la concentración de sulfatos. El presente proyecto desarrollo un composito compuesto por nanopartículas de hierro cero valente (nZVI) soportados en zeolita tipo clinoptilolita. Se obtuvo también nZVI sin soporte, pero fueron descartadas porque su tamaño no estaba en la escala nanométrica. Inicialmente se caracterizó fisicoquímicamente el DAM de Milluni con un pH ácido de 2.6. Además de elevadas concentraciones de Hierro, Zinc y Manganeso, y concentraciones menores de Cobre, Cadmio y Arsénico, de los cuales se estudiaron el Cobre y el Zinc. Seguidamente se caracterizó la zeolita con DRX, FRX, MEB, EDS confirmando así que es del tipo clinoptilolita. La zeolita se sometió a un proceso de homogenización mediante el cual su pH subió de 3,34 a 6,26. Se determinó un tiempo de contacto de 5 horas entre la zeolita y la solución precursora de nanopartículas. La síntesis de nanopartículas se llevó a cabo mediante la reducción con borohidruro de sodio bajo diferentes sales de partida, concentración de Hierro y ajuste de pH. La caracterización del composito se realizó con DRX, MEB, EDS, FTIR y TGA. Debido a que se obtuvieron mejores resultados con las nanopartículas a partir de FeSO4 se trabajó con estas en el diseño experimental. El estudio cinético reveló que el proceso para el Cu y Zn tiene un tiempo de contacto de 3 horas y obedece un modelo de pseudo-primer orden y un modelo de isoterma de Langmuir. Mediante un diseño factorial 22 donde las variables de estudio fueron pH y dosis de composito en un proceso de adsorción por lotes se estudió la adsorción de Cu y Zn por el composito obteniéndose una remoción máxima de 17,36% para el Zn, y no existió adsorción del Cu.