Metales pesados preciosos

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Recuperación de metales pesados y metales preciosos.
Datos acerca de residuos electrónicos.

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Metales pesados preciosos

  1. 1. Recuperación de metales pesados y metales precisos Reciclado y Reúso Carlos Vázquez Vázquez
  2. 2. Temas • • • • Metales pesados Metales preciosos Residuos electrónicos Técnicas de recuperación de metales • Ejemplos de recuperación metales pesados • Ejemplos de recuperación metales preciosos • Limites del reciclaje
  3. 3. Metales pesados • El termino “metal pesado”, a pesar de ser ampliamente utilizado entre los profesionales científicos, no tiene una base científica rigurosa o una definición química. • • • • • Cadmio Plomo Mercurio Cromo Arsénico (metaloide)
  4. 4. Metales pesados – fuentes y usos Elemento (metal pesado) Usos / Fuente del residuo Cadmio Recubrimiento para hierros y aceros. Aleación con cobre para cables de instalaciones eléctricas. Aleación con Plomo y Zinc para soldadura. Teñido de vidrio y fabricación de pinturas. *Plomo Fabricación de baterías pigmentos. Recubrimiento de cables. Fabricación de armamento. Aditivo para la gasolina como antidetonante. *Soldaduras. *Monitores - Pantallas. *Mercurio Termómetros, barómetros, lámparas (vapor de mercurio). Forma aleaciones (amalgamas). Insecticidas. Protectores de madera. Pinturas. Extracción de oro y plata. *Monitores - Pantallas. Estos metales se encuentran en algunos residuos electrónicos.
  5. 5. Metales pesados – fuentes y usos Elemento (metal pesado) Usos / Fuente del residuo Cromo Aleaciones de con hiero, níquel o cobalto para aumentar la dureza y evitar corrosión. Recubrimiento (Industria automotriz). Curtiduría. Teñido de vidrio. Arsénico Endurecer aleaciones con plomo. Teñido de vidrio. Insecticidas, fabricación de materiales semi conductores.
  6. 6. Metales pesados – fuentes y usos
  7. 7. Metales pesados – peligrosidad Elemento (metal pesado) / Estado de oxidación más común Efectos en la salud Cadmio / +2 El cadmio es muy similar al zinc y estos dos metales se encuentran en procesos geoquímicos similares. Los síntomas por envenenamiento por Cadmio son tensión arterial alta, daños al riñón, destrucción de tejido ocular y glóbulos rojos. Plomo / +2 Genera disfunción severa de los riñones, el sistema reproductor, hígado y sistema nervioso central. Anemia y retraso mental en niños. Mercurio Daño neurológico, irritabilidad, parálisis, ceguera o locura, ruptura de cromosomas y defectos de nacimiento. Bahía de Minamata, Japón (19531960) Marisco contaminado.
  8. 8. Metales pesados – peligrosidad Elemento (metal pesado) / Estado de oxidación más común Efectos en la salud Cromo / +3 Daños en a piel y en lo ojos. Sustancia carcinogénica. Arsénico / +5 Daño en piel y riñones. Bangladesh (1987) Pozos de agua potable contaminados.
  9. 9. Metales pesados – peligrosidad
  10. 10. Metales pesados (residuos electrónicos) – peligrosidad • Un tubo fluorescente, por su contenido en mercurio y fósforo puede contaminar 16.000 litros de agua. • Una batería de níquel cadmio de un teléfono celular puede contaminar 50.000 litros de agua y afectar 10 metros cúbicos de suelo. • Un televisor puede contaminar 80.000 litros de agua por su contenido de metales en las plaquetas, plomo en vidrio y fósforo en la pantalla. • Una plaqueta de un celular o una computadora tiene mercurio, bromo, cadmio, plomo y selenio, entre otros contaminantes peligrosos según la ley argentina de residuos peligrosos.
  11. 11. Metales pesados – problemática Producto Residuo Pocos estudios y poca tecnología Relleno sanitario Contaminación de suelos y cuerpos de agua Proyectos y tecnología Recuperación de metales Separación por membranas Sedimentación Fito extracción
  12. 12. Metales preciosos • • • • • Platino Oro Plata Paladio Rodio
  13. 13. Metales preciosos – fuentes y usos Elemento (metal precioso) Usos / Fuente del residuo Platino Catalizadores para vehículos y en las bujías. Baterías de nueva generación para autos eléctricos. Fabricación de discos duros. Oro Industria electrónica, debido a que es un buen conductor y no presenta corrosión. Plata Industria electrónica. Industria de la fotografía (líquidos de revelado). Antiséptico. Catalizador de algunas reacciones químicas. Paladio Catalizadores para vehículos. Forma aleaciones con la plata y el cobre para fabricar cables de telecomunicaciones. Prótesis dentales. Rodio Pigmento. Aplicaciones en la industria electrónica.
  14. 14. Metales preciosos – Generación • En 2006 se vendieron 230 millones de computadoras y mil millones de teléfonos celulares, los cuales contenían 70 toneladas de oro y 235 toneladas de plata. • Lo cual representó el 3% de la producción minera de ambos metales. • En cuanto al paladio se llegó a usar 18 toneladas (12% de la producción).
  15. 15. Metales preciosos – Componentes residuos electrónicos Plásticos Materiales cerámicos (pantallas) Resina epóxica Fibra de vidrio Cobre, Plomo, Níquel, Hierro, Aluminio. Metales preciosos (CPU´s)
  16. 16. Metales preciosos – Generación en México de residuos electrónicos
  17. 17. Metales preciosos recuperación – México • Búsqueda realizada en las páginas verdes 22 de febrero de 2014.
  18. 18. Técnicas de recuperación Hidrometalúrgicos Pirometalúrgicos Extracción por solventes Tratamiento por fusión Precipitación en fase acuosa Precipitación en fase orgánica Electro deposito Tratamiento por destilación al alto vacío.
  19. 19. Metales pesados – recuperación (Cadmio de las pilas) • Procesos pirometalúrgicos: En este tipo de procesos se agrega sílice, carbonato de sodio, óxido de calcio y “fundentes” a las pilas a una temperatura de 1200°C. Se obtiene un material vitrificado que puede ser utilizado como relleno. No es toxico, debido a que el cadmio puede ser recuperado en el proceso de fusión.
  20. 20. Metales pesados – recuperación (Cadmio de las pilas)
  21. 21. Metales pesados – recuperación (Cadmio de las pilas)
  22. 22. Metales preciosos recuperación Preparar el material para el proceso Disolver el metal noble Eliminar Cobre (en el caso de que se quiera recuperar oro o plata) Recuperación electrolisis
  23. 23. Metales preciosos recuperación • Los procesos hidrometalúrgicos son los más usados en la recuperación de metales preciosos. • Principalmente se usa el cianuro de sodio, debido a su bajo costo y a su efectividad para disolver metales nobles. • El orden de actividad para los metales nobles con el cianuro es: Au>Ag>Pd>Rd • Los métodos de lixiviación ácida y básica tienen una mayor efectividad en el Pd y Rd.
  24. 24. Metales preciosos recuperación (Au,Ag) cianuración Pulverizado (1000 μm-136μm) y tostado (850 °C) de la tarjeta de circuitos. Remoción de cobre: Se disuelve la muestra en amoniaco (16.7% v/v) por dos horas, para formar cianuro cupriamonio (lixiviados) Secado de la muestra a 110°C La muestra se introduce a una solución de NaCN (cianuro de sodio) a una concentración de 4 g/L y un pH = 10.5por 24 horas. Posteriormente, mediante un proceso electrolítico se logró recuperar hasta un 95 % de oro y un 82 % de oro. (Medición con absorción atómica) El cianuro pasa a un proceso de filtrado con carbón activado
  25. 25. Metales preciosos recuperación (Pd y Rh)– lixiviación ácida Pulverizado (1000 μm-136μm) y tostado (850 °C) de la tarjeta de circuitos. Se usó ácido clorhídrico, sulfúrico e hidróxido de potasio. Los mejores resultados se obtuvieron con 50g/L de ácido sulfúrico a un tiempo de 6 horas. Recuperación de paladio 75.43% (Medición con absorción atomica) Por otra parte no se pudo recuperar Rh. Pero se cree que al variar la temperatura se obtendrán resultados alentadores.
  26. 26. Limites del reciclaje • El reciclaje tiene limites prácticos. Cada uso produce algún grado de deterioro o perdida durante la transformación: • El desgaste natural y las roturas inducen a la perdida de algo de metal. • Cierta perdida será en forma de corrosión, otra como abrasión microscópica, y aun más como disipación. • En el proceso de recuperación, la trituración, la molienda y la fundición provocaran perdidas.
  27. 27. Limites del reciclaje • La cantidad de metal disponible al final de cada ciclo de recuperación puede calcularse por la ecuación: 𝑀 = 𝑀0 𝑒 −𝑘𝑛 • Donde: • • • • M= masa recobrada (kg) Mo= masa original (kg) k = constante de disminución (ciclo -1) n = número de ciclos
  28. 28. Limites del reciclaje – ejemplo • Se supone un proceso con una eficiencia del 90% de recuperación del metal (100-10% de perdida). 𝑀 = 0.9 = 𝑒 −𝑘𝑛 𝑀0 Donde n =1; por ser el primer ciclo. ln(0.9) = 𝑙𝑛 𝑒 −𝑘(1) −0.1054 = −𝑘(1) 𝑘 = 0.154 𝑐𝑖𝑐𝑙𝑜 −1
  29. 29. Limites del reciclaje – ejemplo • La masa aproximada que se conserva al final del tercer ciclo es: 𝑀 = 𝑀0 𝑒 −𝑘𝑛 = 16𝑔 exp −.0154 3 𝑀 = 16𝑔 0.7290 = 11.664𝑔 16𝑔 − 11.6646 = 4.336𝑔
  30. 30. Referencias • Manahan S. (2007).Introducción a la Química Ambiental. México. Editorial Reverte – UNAM: primera edición. • Davis M., Masten S. (2005). Ingeniería y Ciencias Ambientales. México. Editorial McGraw-Hill Interamericana: primera edición. • Lund H. (1996). Manual Mc-Graw Hill de Reciclaje. España. Editorial Mc- Graw Hill: primera edición. • Piña H. (2008). Recuperación de metales de pilas de desecho Ni –HM. México. IPN – ESIQIE.
  31. 31. Referencias • INECC-SEMARNAT (Instituto Nacional de Ecología y Cambio Climático – Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales) (sin año). Metales Pesados. México. Recuperado el 16 de febrero de 2014 en: http://www.inecc.gob.mx/sqretemas/763-aqre-metales#2 • Frers C. (sin año). ¿Hacia donde va la basura electrónica?. España. Waste Magazine on line. Recuperado el 16 de febrero de 2014 en: http://waste.ideal.es/basuraelectronica.htm • De la Torre E., Guevara A. y Espinoza S. (2009). Los teléfonos celulares una nueva mina de metales precisos, factible de valorizar mediante la tostación y lixiviación con cianuro. Ecuador. Recuperado el 16 de febrero de 2014 en: http://bibdigital.epn.edu.ec/bitstream/15000/5535/1/Ernesto-de-laTorre.pdf

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