Este documento resume dos estudios sobre el uso de zeolita para el tratamiento de agua de mina. El primer estudio evaluó la remoción de metales pesados en agua utilizando filtros empacados con zeolita natural de diferentes tamaños. El segundo estudio examinó el tratamiento de drenaje ácido de mina con zeolita natural a escala experimental. Ambos estudios encontraron que la zeolita es efectiva para la remoción de varios metales y que factores como el tamaño y forma de incorporación afectan la eficiencia.
En el presente trabajo se analizó la concentración de Cu, Cd, Pb y Hg en los
sedimentos superficiales del estero Santa Rosa, Provincia de El Oro, Ecuador.
Las concentraciones de estos elementos fueron muy elevadas para la mayoría de
las muestras analizadas en todos los puntos de muestreo seleccionados. Su
distribución no fue homogénea, ni presentó un patrón geográfico marcadamente
definido, pudiéndose encontrar altos niveles distribuidos a lo largo del estero
estudiado.
En el presente trabajo se analizó la concentración de Cu, Cd, Pb y Hg en los
sedimentos superficiales del estero Santa Rosa, Provincia de El Oro, Ecuador.
Las concentraciones de estos elementos fueron muy elevadas para la mayoría de
las muestras analizadas en todos los puntos de muestreo seleccionados. Su
distribución no fue homogénea, ni presentó un patrón geográfico marcadamente
definido, pudiéndose encontrar altos niveles distribuidos a lo largo del estero
estudiado.
En el presente trabajo se analizó la concentración de Cu, Cd, Pb y Hg en los
sedimentos superficiales del estero Santa Rosa, Provincia de El Oro, Ecuador.
Las concentraciones de estos elementos fueron muy elevadas para la mayoría de
las muestras analizadas en todos los puntos de muestreo seleccionados. Su
distribución no fue homogénea, ni presentó un patrón geográfico marcadamente
definido, pudiéndose encontrar altos niveles distribuidos a lo largo del estero
estudiado.
The hydrochemical, physical-chemical, and biological dynamics were studied in the eastern waters of the gulf of
Cariaco, where wind and precipitation patterns govern these processes to a significant degree. Average monthly values for
both surface and bottom waters were respectively as follows: temperature: 25.69 °C each; salinity: 35.41 and 35.75 units;
density anomaly (ó-t): 23.43 and 23.84 kg/m3; oxygen concentration: 184.49 and 178.38 mmol/kg; pH: 7.98 and 7.94;
nitrates: 3.18 and 4.22 μmol/L; nitrites: 0.45 and 0.60 μmol/L; ammonium: 1.25 and 1.39 μmol/L; total nitrogen: 25.28 and
26.31 μmol/L. Phosphate concentrations between surface and bottom waters varied between 0.60 and 0.79 μmol/L, whereas
those of total phosphorus ranged from 2 to 170 μmol/L. Surface and bottom chlorophyll a concentrations ranged from 5.19
to 4.33 mg/m3, respectively. ANOVA (P<0.05) did not reveal any significant variation between the values studied, but it did
show differences between the values for different months. Decomposition of organic matter was detected, as typified by both
oxygen utilization greater than 50 mmol/kg and denitrification (N*), which increased ammonium concentration and reduced
the pH during periods of upwelling relaxation. There was an imbalance between the maxima of chlorophyll a and those of
nutrients, which evidenced that phosphorus could be an inhibitor of phytoplankton production, especially during upwelling
letup, when Readfield ratio increases from N:P = 16:1 up to N:P = 24:1.
The concentrations of the metals
Cu, Pb, Mn and Zn in fra ctions geochemistry in
six sediment core of the lagoon Unare, Venezuela.
A procedure of sequential extraction of metals
was determined, for each fraction was used
reagents different and conditions of digestion
and the concentrations of metals determined
with spectrophotometer of Atomic Absorption.
The fractionating of metals indicated an order of
decreasing concentration as it follows: residual
fraction > organic/sulfur matter > carbonates>
interchangeable. The metals displayed values
in the reactive phase between : n.d-7,90; 0,00-
4,90; 133,95-961 ,79 and 0,05-9,61 IJg /g for Cu,
Pb, Mn and Zn, respectively; being observed
in most of the core an increase in the superior
layers caused by diagenetics processes,
changes in the textural composition (contained
of clay or organic matter) due to the anthropics
contributions that the lagoon receives. The Mn
presented in core 1, 2 and 3 the smaller concentrations
to the surface, which suggests an
alteration of the natural geochemical cycles that
tends to a diminution of the manganese contributions
through tlíe time. In the Zn, its vertical
distribution reflects a strong relation between the
metal, the organic matter and texture in relation
to the depth, which is of sandy and poor texture
in organic matter, with a contained minor of th is
metal. The concentrations average of metals total are were: 36,31; 7,57; 445,60 and 64.07
IJg/g for Cu, Pb, Mn and Zn respectively. These
results are analogous to the reported ones for
sediments no contaminated; nevertheless, some
metals in the reactive phase, showed to slight
increases towards the surface, indicating recent
contamination, product of the intervention that
has undergone this lagoon in the last decades
and to the contributions of the Unare river.
En el presente trabajo se analizó la concentración de Cu, Cd, Pb y Hg en los
sedimentos superficiales del estero Santa Rosa, Provincia de El Oro, Ecuador.
Las concentraciones de estos elementos fueron muy elevadas para la mayoría de
las muestras analizadas en todos los puntos de muestreo seleccionados. Su
distribución no fue homogénea, ni presentó un patrón geográfico marcadamente
definido, pudiéndose encontrar altos niveles distribuidos a lo largo del estero
estudiado.
En el presente trabajo se analizó la concentración de Cu, Cd, Pb y Hg en los
sedimentos superficiales del estero Santa Rosa, Provincia de El Oro, Ecuador.
Las concentraciones de estos elementos fueron muy elevadas para la mayoría de
las muestras analizadas en todos los puntos de muestreo seleccionados. Su
distribución no fue homogénea, ni presentó un patrón geográfico marcadamente
definido, pudiéndose encontrar altos niveles distribuidos a lo largo del estero
estudiado.
En el presente trabajo se analizó la concentración de Cu, Cd, Pb y Hg en los
sedimentos superficiales del estero Santa Rosa, Provincia de El Oro, Ecuador.
Las concentraciones de estos elementos fueron muy elevadas para la mayoría de
las muestras analizadas en todos los puntos de muestreo seleccionados. Su
distribución no fue homogénea, ni presentó un patrón geográfico marcadamente
definido, pudiéndose encontrar altos niveles distribuidos a lo largo del estero
estudiado.
The hydrochemical, physical-chemical, and biological dynamics were studied in the eastern waters of the gulf of
Cariaco, where wind and precipitation patterns govern these processes to a significant degree. Average monthly values for
both surface and bottom waters were respectively as follows: temperature: 25.69 °C each; salinity: 35.41 and 35.75 units;
density anomaly (ó-t): 23.43 and 23.84 kg/m3; oxygen concentration: 184.49 and 178.38 mmol/kg; pH: 7.98 and 7.94;
nitrates: 3.18 and 4.22 μmol/L; nitrites: 0.45 and 0.60 μmol/L; ammonium: 1.25 and 1.39 μmol/L; total nitrogen: 25.28 and
26.31 μmol/L. Phosphate concentrations between surface and bottom waters varied between 0.60 and 0.79 μmol/L, whereas
those of total phosphorus ranged from 2 to 170 μmol/L. Surface and bottom chlorophyll a concentrations ranged from 5.19
to 4.33 mg/m3, respectively. ANOVA (P<0.05) did not reveal any significant variation between the values studied, but it did
show differences between the values for different months. Decomposition of organic matter was detected, as typified by both
oxygen utilization greater than 50 mmol/kg and denitrification (N*), which increased ammonium concentration and reduced
the pH during periods of upwelling relaxation. There was an imbalance between the maxima of chlorophyll a and those of
nutrients, which evidenced that phosphorus could be an inhibitor of phytoplankton production, especially during upwelling
letup, when Readfield ratio increases from N:P = 16:1 up to N:P = 24:1.
The concentrations of the metals
Cu, Pb, Mn and Zn in fra ctions geochemistry in
six sediment core of the lagoon Unare, Venezuela.
A procedure of sequential extraction of metals
was determined, for each fraction was used
reagents different and conditions of digestion
and the concentrations of metals determined
with spectrophotometer of Atomic Absorption.
The fractionating of metals indicated an order of
decreasing concentration as it follows: residual
fraction > organic/sulfur matter > carbonates>
interchangeable. The metals displayed values
in the reactive phase between : n.d-7,90; 0,00-
4,90; 133,95-961 ,79 and 0,05-9,61 IJg /g for Cu,
Pb, Mn and Zn, respectively; being observed
in most of the core an increase in the superior
layers caused by diagenetics processes,
changes in the textural composition (contained
of clay or organic matter) due to the anthropics
contributions that the lagoon receives. The Mn
presented in core 1, 2 and 3 the smaller concentrations
to the surface, which suggests an
alteration of the natural geochemical cycles that
tends to a diminution of the manganese contributions
through tlíe time. In the Zn, its vertical
distribution reflects a strong relation between the
metal, the organic matter and texture in relation
to the depth, which is of sandy and poor texture
in organic matter, with a contained minor of th is
metal. The concentrations average of metals total are were: 36,31; 7,57; 445,60 and 64.07
IJg/g for Cu, Pb, Mn and Zn respectively. These
results are analogous to the reported ones for
sediments no contaminated; nevertheless, some
metals in the reactive phase, showed to slight
increases towards the surface, indicating recent
contamination, product of the intervention that
has undergone this lagoon in the last decades
and to the contributions of the Unare river.
LA LIXIVIACIÓN EN MEDIO ORGÁNICO COMO UNA ALTERNATIVA VIABLE PARA EL APROVECH...wuarmj
La Minería, a través de los siglos, ha formado parte de la historia y del desarrollo económico de muchos países en el mundo. Sin embargo, muy notorios han sido los efectos sociales y ambientales que ha generado esta industria en detrimento de los diferentes ecosistemas relacionados con la misma
Las soluciones extractivas empleadas comúnmente son el Acetato de Amonio 1N pH 7 y el KCl 1N. Estas se utilizan cuando la ex-tracción se hace sólo para determinar cationes intercambiables. Sin embargo, en ciertos laboratorios se aprovecha una única solución para extraer P, además de los cationes (Ca, Mg, K y, eventualmente, Al).
El presente estudio tuvo como finalidad aplicar una metodología simple y eficaz para diferentes análisis de suelos hiperaridos, el cual nos sirvió para poder hacer una demostración de la presencia de vida en este tipo de suelos análogos al planeta marte. Esta aplicación se realizo en el desierto de La Joya-Arequipa, Perú y en el desierto de Atacama, Chile.
LA LIXIVIACIÓN EN MEDIO ORGÁNICO COMO UNA ALTERNATIVA VIABLE PARA EL APROVECH...wuarmj
La Minería, a través de los siglos, ha formado parte de la historia y del desarrollo económico de muchos países en el mundo. Sin embargo, muy notorios han sido los efectos sociales y ambientales que ha generado esta industria en detrimento de los diferentes ecosistemas relacionados con la misma
Las soluciones extractivas empleadas comúnmente son el Acetato de Amonio 1N pH 7 y el KCl 1N. Estas se utilizan cuando la ex-tracción se hace sólo para determinar cationes intercambiables. Sin embargo, en ciertos laboratorios se aprovecha una única solución para extraer P, además de los cationes (Ca, Mg, K y, eventualmente, Al).
El presente estudio tuvo como finalidad aplicar una metodología simple y eficaz para diferentes análisis de suelos hiperaridos, el cual nos sirvió para poder hacer una demostración de la presencia de vida en este tipo de suelos análogos al planeta marte. Esta aplicación se realizo en el desierto de La Joya-Arequipa, Perú y en el desierto de Atacama, Chile.
Las capacidades sociomotrices son las que hacen posible que el individuo se pueda desenvolver socialmente de acuerdo a la actuación motriz propias de cada edad evolutiva del individuo; Martha Castañer las clasifica en: Interacción y comunicación, introyección, emoción y expresión, creatividad e imaginación.
ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE PRIMER GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024. Por JAVIE...JAVIER SOLIS NOYOLA
El Mtro. JAVIER SOLIS NOYOLA crea y desarrolla el “ROMPECABEZAS DE ECUACIONES DE 1ER. GRADO OLIMPIADA DE PARÍS 2024”. Esta actividad de aprendizaje propone retos de cálculo algebraico mediante ecuaciones de 1er. grado, y viso-espacialidad, lo cual dará la oportunidad de formar un rompecabezas. La intención didáctica de esta actividad de aprendizaje es, promover los pensamientos lógicos (convergente) y creativo (divergente o lateral), mediante modelos mentales de: atención, memoria, imaginación, percepción (Geométrica y conceptual), perspicacia, inferencia, viso-espacialidad. Esta actividad de aprendizaje es de enfoques lúdico y transversal, ya que integra diversas áreas del conocimiento, entre ellas: matemático, artístico, lenguaje, historia, y las neurociencias.
1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL
UNIDAD DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE
INGENIERÍA AMBIENTAL
TRABAJO DE
INVESTIGACIÓN
Docente:
Ph D. Renzon Cosme Pecho
Integrantes:
• Madyori Cayllahua Ramos
• Nancy Dorit Gambini Ramos
• Yersin Felipe Lino Hurtado
TRATAMIENTO DE AGUA DE MINA MEDIANTE EL USO DE ZEOLITAA TRAVÉS DEL MECANISMO DE
ADSORCIÓN
2. I. INTRODUCCIÓN
LA ZEOLITAY SUS CARACTERÍSTICAS
Las zeolitas son aluminosilicatos de metales alcalinos o alcalino-terrosos predominantemente
de sodio y calcio (Clarke, 1980, citado por Curi et al., 2006). Las zeolitas naturales presentan
como características relevantes, una estructura microporosa (poros con un tamaño menor a 2
nm) que le confiere propiedades adsorbentes y una gran capacidad de intercambio catiónico
debido a un desequilibrio de cargas que es función de la relación Si y Al. Existen alrededor de
40 especies de zeolita naturales, sin embargo, las más usadas son la modernita, clinoptilolita,
heulandita, phillipsita, eroinita y chabazita. Las zeolitas naturales se emplean en la remoción de
metales pesados en efluentes minero metalúrgicos, en el tratamiento de drenaje ácido de mina
y de roca, para la adsorción de vapores de mercurio en hornos de copela quemadores de
amalgamas y también en el tratamiento de suelos contaminados por radiación y de licores
radioactivos provenientes de centrales nucleares (Jiexiang y Surent, 1993, citado por Curi et al.
2006).
MECANISMO DE ADSORCIÓN
La alta eficiencia de adsorción de las zeolitas está relacionada a la gran superficie interna que
esta posee (varios cientos de m2/g). Cuando el tamaño del poro disminuye se produce un
incremento significativo del potencial de adsorción, ocasionado por el solapamiento de los
potenciales de las paredes del poro. Así, para un mismo adsorbato, la interacción con las
paredes del poro es mayor cuanto menor es el tamaño del poro, y por tanto, mejor el
confinamiento de la molécula adsorbida (García, 2002). La zeolita posee una capacidad de
adsorción <0.35 cm3/g (Costafreda, 2011).
3. 20XX Presentación de lanzamiento 3
MECANISMO DE INTERCAMBIO IÓNICO
El mecanismo de intercambio iónico es el proceso mediante el
cual, iones que entran en contacto con determinada substancia
sólida insoluble (cambiadores de iones) son absorbidas por estas
cediendo a la vez otros iones. Este intercambio solo puede
realizarse entre iones que tengan la misma naturaleza eléctrica,
es decir, iones positivos solo se intercambian con iones positivos.
Los intercambiadores de iones, que cambian iones positivos, es
decir, cationes, son llamados intercambiadores de cationes y las
que cambian iones negativos o aniones son denominadas
intercambiadores de aniones. El intercambio iónico se efectúa en
una cantidad equivalente estequiométricamente por iones del
mismo signo. Las fases insolubles son compuestos de origen
inorgánica y orgánico, dichos intercambiadores de iones
incorporan en sus estructuras moleculares, grupos iónicos de
diversas naturaleza (Lugo, 1967).
4. ESTUDIO 1
(Rubio et al., 2021) realizo el artículo de investigación Eliminación de metales pesados en agua utilizando filtros
empacados con zeolita natural de diversos tamaños.
5. El estudio se desarrolló en las instalaciones del Campo Experimental “La Campana” en la ciudad de Aldama,
Chihuahua, México. Se evaluaron 4 tratamientos con diferentes tamaños de zeolita natural, 70 mm (Tratamiento
1-largo); 30 mm (Tratamiento 2-mediano); 500 μm (Tratamiento 3-pequeño); y una combinación de los tres
tamaños (Tratamiento 4-mixto). Cabe mencionar que para T4, la zeolita grande fue depositado al fondo, seguido
por las medianas y las pequeñas en la parte superior. Para cada tratamiento se construyó un filtro de 56 cm de
largo empacado con 1 kg de zeolita, con 2 repeticiones, obteniendo 8 filtros empacados. El agua del afluente
(agua contaminada) fue pasado 3 veces por cada tratamiento o filtros para determinar el % de remoción final de
cada metal.
La zeolita utilizada se obtuvo de la compañía minera localizada en la ciudad Aldama. La muestra de zeolita se
caracterizó químicamente mediante difracción de rayos x, además se estimó su porosidad y permeabilidad
mediante análisis petrográfico. Por otro se cuantifico diversos metales de las muestras de agua a través de un
espectrofotómetro de absorción óptica, sin embargo solo se hará mención los metales que se encuentran en
altas concentraciones y que sobrepasan los límites máximos permisibles (Arsenico, Boro, Calcio, Litio, Potasio,
Manganeso y Sodio), además del pH y conductividad eléctrica (CE).
METODOLOGIA
6. RESULTADOS
A. Composición de la zeolita utilizada, tipo
heulandita (CaAl2Si7O18•6H2O) con 61.43 % de
pureza, porosidad total de 0.29392 % y
permeabilidad de 8.4263 e-06 (0.05 mD).
Análisis de 2 muestras de agua con
concentraciones altas de metales
7. Conductividad eléctrica y pH: En el presento estudio el
pH no varió significativamente después de pasar el
agua por los tratamientos y mantuvo en un rango de
8.0 a 8.5, sin embargo se sabe que Ph juega un papel
importante en el mecanismo de adsorción de los
metales, según Motsi, Rowson y Simmons (2009) un
pH menor a 4.5 reducía la capacidad de la zeolita para
adsorber Cu2+, Zn2+ y Mn2
8. DISCUSION
A. De acuerdo con los resultados obtenidos por (Rubio et al., 2021), el mayor porcentaje de remoción
(%) de los metales en los cuatro tratamientos mediante el uso de zeolita fue para los elementos Litio
(84 5), Manganeso (96 %), Boro (73 %) y Sodio (65 %). Además, se puede observar que este tipo de
zeolita no puede emplearse de modo eficiente para la descontaminación de los elementos Potasio (27
%), Arsenico (48 %) y Calcio (26 %). A diferencia del estudio realizado por (Moreno Balseca &
Palacios Cabrera, 2017), que adiciono zeolita natural como medio filtrante mediante un sistema de
columna de lixiviación, para la adsorción de metales diferentes a lo estudiado por (Rubio et al., 2021),
obteniendo porcentajes de remoción superiores de Al (97.81%); Fe (99.79%); Cu (91.42%); Pb
(83.33%); Zn (99.84%); Mn(96.14%); Cd (88.54%). Por otro lado el valor de pH para trabajos de
investigación se mantuvo en el rango de 8 a 8.5.
CONCLUSION
A. En el estudio realizado por (Rubio et al., 2021) la zeolita no perdió su capacidad de remoción en los 4
procesos de filtración. Sin embargo existe mayor afinidad de adsorción por algunos metales. Además el
tamaño y la forma de su incorporación en el tratamiento influye en el porcentaje de remoción. Evidenciando
que la zeolita de menor tamaño y la combinación de varios tamaños redujo la mayor cantidad de metales en
el agua. .
9. ESTUDIO 2
Moreno y Palacios (2017), realizaron una investigación sobre el Tratamiento de drenaje ácido de mina con el uso de
zeolita natural a escala experimental.
10. La metodología que usaron fue desarrollada de la siguiente manera:
Tomaron 02 muestras simples de 40 L en la quebrada el Panteón-Provincia de Oro, Ecuador. A las
muestras tomadas le analizaron in situ los parámetros de ph y conductividad eléctrica. De los 40 L
de muestra se tomaron muestras en recipientes de 500 mL para poder trasladarlos al laboratorio del
INIGEM y analizar metales y aniones.
Para el diseño de tratamiento de pasivo se tenia un primer tanque que contenía drenaje acido de
mina (AMD) el cual estaba conectada a dos columnas de lixiviación (DAS-Ca y DAS-Mg) y tanque
final que contenía AMD tratado. Para poder usar la zeolita natural primero lo lavaron con agua
destilada y fue secada en una estufa a 110°C durante 24 horas, luego se le realizo un análisis
granulométrico y un análisis mineralógico. La zeolita natural fue colocada a manera de lecho en la
columna DAS-Mg.
Una vez construido el sistema de tratamiento se tomaron un total de 12 muestras de 50 mL (tres
muestras por semana) para la medición de ph y CE, estas muestras fueron tomadas en AMD inicial.
AMD-Ca-Mg (sobrenadante DAS-Mg) y en AMD tratado. Para el análisis de metales y aniones se
tomaron 4 muestras de 500 mL: 2 en AMD inicial y 2 en AMD tratado. Finalmente para comparar la
eficiencia de remoción de los metales y aniones del sistema de tratamiento pasivo se utilizaron los
resultados obtenidos del muestreo del AMD inicial y AMD tratado mediante la Ec.:
METODOLOGIA
11. PR=(AMD inicial-AMD tratado)/(AMD inicial)*100
Donde:
PR: Porcentaje de remoción (%)
AMD inicial: Concentración inicial del AMD (mg/L)
AMD tratado: Concentración final del AMD tratado (mg/L)
Los valores iniciales y finales encontrados fueron comparados con los límites máximos permisibles del Texto Unificado de Legislación
Secundaria del Ministerio del Ambiente (TULSMA),
Acuerdo Ministerial 097, Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce (referido en adelante como TULSMA)
12. RESULTADOS
B.1. Análisis de parámetros fisicoquímicos, metales y aniones del
AMD inicial
Tabla 1. Resultados de parámetros fisicoquímicos del AMD inicial
Según los resultados del ph se tienen un AMD del tipo acido. De
acuerdo a los valores de conductividad se tiene un alto contenido de
iones y metales en solución. El recipiente 1 fue tomado en el punto de
vertimiento del AMD mientras que el recipiente 2 fue tomado aguas
abajo del primer punto de muestreo.
En comparación con los valores de pH establecidos en el TULSMA las
muestras presentan valores de pH por debajo de los límites mínimo
(pH 6) y máximo (pH 9) permisibles.
Tabla 2. Resultados de análisis de metales y aniones en AMD inicial del recipiente 1
Los resultados indican altas concentraciones de metales, metaloides y aniones (Fe,
Cu, Zn, Pb, Cd, Mn, SO42-, etc.), esto indica que existió la oxidación de sulfuros
metálicos, especialmente los de hierro (pirita FeS2) en presencia de oxígeno
atmosférico y agua.
Se observa que los elementos analizados no cumplen con los criterios de calidad
del TULSMA, a excepción del Pb.
13. B.2. Sistema de tratamiento pasivo
Figura 1. Diseño del sistema de tratamiento pasivo
Los componentes del sistema de tratamiento pasivo propuesto son:
AMD inicial: Contiene el AMD a tratar mediante el sistema de
tratamiento pasivo, a este tanque se ingresó el AMD del recipiente 1 y a
medida de AMD faltante, se ingresó AMD del recipiente 2.
Bomba: Se utilizó una bomba peristáltica, la cual provee el AMD desde
el tanque AMD inicial hacia la primera columna DAS-Ca con un caudal
constante de aproximadamente 1 L/día.
DAS-Ca: En esta columna, se añadió arena de cuarzo a manera de
lecho; además se añadió una mezcla de viruta de madera (longitud
aproximada 4 mm) con calcita (CaCO3), el cual comprende el
denominado material reactivo. La mezcla fue homogeneizada durante 15
minutos y se dejó en reposo 2 días. El líquido que se mantenía de
manera superficial luego del ingreso del AMD se denominó como
sobrenadante. La función de esta columna es disminuir la concentración
de Fe y Al que necesitan condiciones de pH de 6 a 7.
Tabla 4. Composición de columna DAS-Ca
14. DAS-Mg: Comprendió un lecho de arena de cuarzo, y una mezcla de viruta de madera (longitud aproximada 2 mm) con
óxido de magnesio (MgO), denominado como material reactivo. La mezcla fue homogeneizada durante 15 minutos y se
dejó en reposo 2 días. La columna DAS-Mg funciona de tal manera que disminuye la concentración de metales divalentes
(Zn, Mn, Cu, Pb, y Cd) debido a que la disolución del MgO eleva el pH a valores comprendidos entre 8 y 10. La zeolita
natural tipo clinoptilolita (proporcionada por la Empresa Vital del Ecuador) fue añadida a la columna DAS-Mg con un
tamaño de grano aproximado de 0,5 a 1mm. La zeolita tiene la capacidad de intercambio de iones presentes en los
metales disueltos en el AMD. Además, puede neutralizar soluciones ácidas; esto se logra mediante el intercambio de H+
de la solución con los cationes intercambiables en la estructura de zeolita.
Tabla 5. Composición de columna DAS-Mg
AMD tratado: Comprende el tanque final que contiene el AMD tratado por el sistema de tratamiento pasivo
15. B.3. Análisis mineralógico de la zeolita
El análisis mineralógico de la clinoptilolita muestra que su composición mayoritaria es de Ca, Fe y K
con un 40,88%; 30,59% y 18,78% respectivamente.
16. B.4. Análisis de parámetros fisicoquímicos del sistema de tratamiento pasivo
Tabla 6. Resultados de parámetros fisicoquímicos del sistema de tratamiento pasivo AMD inicial tiene valores de ph que inicial varía
entre 2,58 a 2,83; tomando en cuenta el
TULSMA, estos valores se encuentran fuera de
rango, tanto para el valor límite mínimo (pH 6)
como para el valor límite máximo (pH 9)
permisibles. En cuanto a los valores de
conductividad se tiene un valor máximo en el
AMD inicial de 5980 μS/cm y un mínimo de
2800 μS/cm.
AMD-Ca-Mg: Se observa que en la primera
medición in situ existe un aumento considerable
de pH desde el AMD inicial al AMD-Ca-Mg, esto
se debe a que la calcita de la columna DAS-Ca
es consumida, elevando el pH desde 2,58 a
9,64. De manera similar, en las mediciones
posteriores existe un aumento considerable de
los valores de pH desde el AMD inicial al AMD-
Ca-Mg, estableciéndose éste último en un
rango promedio de 2,74 a 7,61
respectivamente.
17. AMD tratado: El AMD tratado tiene valores de pH entre 7,59 a
8,66 que son ligeramente superiores al AMD-Ca-Mg debido al
proceso de desgasificación del CO2, estos valores son
significativamente altos comparados con el AMD inicial debido a
la presencia de Brucita (Mg(OH)2) en la segunda columna
denominada DAS-Mg, producto de la hidratación del reactivo
MgO y por ende una alta concentración de Mg; con esto se logró
obtener valores dentro del rango establecido en el TULSMA.
En cuanto a la conductividad en la muestra de AMD tratado y
AMD-Ca-Mg, se evidencia una tendencia de disminución de
conductividad desde el AMD-Ca-Mg al AMD tratado en todas las
mediciones excepto para la medición dos, tres y seis debido a
condiciones operativas del sistema como rotura de manguera y/o
taponamiento en las columnas por la formación de precipitados.
Esta disminución se debe principalmente a la retención de
metales trivalentes y divalentes que reúnen condiciones de pH
necesarias para producir su precipitación.
Sin embargo, si se analiza por separado el AMD-Ca-Mg y el AMD
tratado, estos tienden a aumentar por la disolución del material
reactivo de calcita (Ca2+) y de óxido de magnesio (Mg2+),
respectivamente; también se incluyen los iones K+ y Na+ que
corresponden a cationes de compensación de la zeolita.
18. B.5. Análisis de metales y aniones del sistema de tratamiento pasivo
La variación de la concentración de metales y aniones del AMD inicial se debe posiblemente a las condiciones en la que
se tomó la muestra en campo, la profundidad de la toma de muestra del AMD inicial, a la posible precipitación del metal
en las paredes del tanque inicial, a las condiciones operativas del sistema.
Tabla 7. Remoción de metales y aniones en el tratamiento pasivo
Del cuadro se observa que del AMD inicial ninguno de los parámetros cumple con los límites máximos
permisibles del TULSMA a excepción del plomo.
Del AMD tratado se tiene que todos los metales cumplen con los límites máximos permisibles del
TULSMA a excepción del anión SO4-2.
19. DISCUSION
A. La remoción de Al en los AMD se debe a que este precipita como hidroxisulfato en presencia de calcita (Rotting et al.
2008). El hierro también es removido debido a la presencia de calcita ya que favorece la precipitación de metales
trivalentes. La zeolita también a demostrado ser eficiente en la remoción de hierro, en algunas investigaciones
encontraron eficiencias de remoción de 71% a 99% debido al intercambio iónico entre el metal pesado y los cationes
intercambiables en la estructura de la zeolita (Motsi, Rowson y Simmons, 2010). En cuanto a la remoción de cobre también
se tiene buenos resultados ya que ocurre por procesos de adsorción y/o coprecipitación, en investigaciones recientes
reportan porcentajes de remoción de cobre entre 97% y 99%. Wingenfelder, Hansen, Furrer y Sohulin (2005), en su
estudio encontraron remoción de plomo de 99.9% a un ph 5.5 como consecuencia de la adición de zeolita, en cuanto a la
remoción de cinc encontraron eficiencias de remoción de 93,6% a un ph de 5.5, sin embargo, para un ph de 2.2 obtuvieron
una remoción de 23.4% para el cadmio, esta evidencia permite afirmar que a mayor ph de la solución mayor porcentaje de
remoción, esta remoción se da por procesos de adsorción y/o coprecipitación y al procedo de intercambio iónico. Motsi
(2010), encontró porcentajes de remoción de 17% a un 33% para el manganeso usando zeolita, y mencionan que la
eliminación de los iones de metales pesados no sólo se debe al intercambio iónico sino también a la precipitación de
hidróxidos metálicos de la solución. La eliminación de sulfato se da por la precipitación de hidroxi-sulfatos (Piris, 2023).
CONCLUSION
A. La utilización de zeolita natural para tratar AMD ha demostrado tener buenos resultados debido a que permite remover
metales y iones. La eficiencia de remoción promedio fue de: Al (97.81%); Fe (99.79%); Cu (91.42%); Pb (83.33%); Zn
(99.84%); Mn (96.14%); Cd (88.54%) y SO42- (51.47%). Con estas altas eficiencias de remoción permitió cumplir la
normativa ambiental nacional vigente correspondiente a los Límites de descarga a un cuerpo de agua dulce (TULSMA).
20. ESTUDIO 3
George, Raby, Sebastian, Et. al. (2018). Se realizo en artículo de investigación. “Remoción de arsénico en agua con
zeolitas naturales con cloruro férrico”.
21. Para el estudio el recojo de las muestras se realizó en la superficie descubierta del cuerpo mineral donde según el uso
de suelo característico (Suelo extractivo) se consideró una profundidad de 10 cm.
Para determinar la capacidad de adsorción de arsénico usando zeolitas naturales, se pesaron 10 g de zeolitas,
tamizadas en malla # 20 previamente molidas y seleccionadas.
Se preparó agua contaminada sintéticamente con arsénico a 10 mg/L, utilizando arseniato de sodio heptahidratado (𝑁
𝑎2𝐻𝐴𝑠𝑂4 ∙ 7𝐻2𝑂) al 98 % de pureza. Se realizó el ensayo de las dos muestras en una prueba de jarras
manteniéndose constante la agitación (180 RPM), tiempo de contacto (360 min), masa de zeolita (10 g), tamaño de
partícula de zeolita (Malla #20), concentración inicial de arsénico (10 mg/L), temperatura y pH inicial. Las muestras se
filtraron conservándose con Ácido Nítrico a 0.1 N y se refrigeraron.
Las Zeolitas Naturales fueron activadas con una solución de 500 ml de Cloruro Férrico (𝐹𝑒𝐶𝑙3. 6𝐻2𝑂) al 10 %. Se
pesaron 50 g de zeolitas naturales tamizadas con malla # 20 y se remojaron por un tiempo de 24 horas con la solución
de cloruro férrico preparada, posteriormente fueron llevadas a la estufa y secadas a 120 °C por 1 hora.
Teniendo en cuenta los parámetros óptimos de masa y tamaño de partícula de la zeolita natural activada y tiempo de
contacto, se pesó 60 g de zeolita natural activada de tamaño malla # 40, posteriormente se distribuyeron en 6 vasos
beaker con 10 g cada una. Se empleó las aguas de San Mateo de Huanchor con una concentración de arsénico
previamente analizada de 0,015 mg/L, se distribuyeron 250 ml de la solución para cada
vaso, teniendo un total de 6 vasos (6 muestras). Se realizó el ensayo de las seis muestras en una prueba de jarras
manteniéndose constante la agitación (180 RPM), tiempo de contacto (360 min), masa de zeolita (10 g), tamaño de
partícula de zeolita (Malla #40), concentración inicial de arsénico (10 mg/L), temperatura y pH inicial. Las muestras se
filtraron conservándose con Ácido Nítrico a una concentración de 0,1 N y se refrigeraron.
METODOLOGIA
22. RESULTADOS
Los resultados muestran una concentración de arsénico de 0,010 mg/L, así como las concentraciones de los distintos
metales existentes en las aguas superficiales de San Mateo de Huanchor, tal como se detallan en la tabla 8.
Tabla N° 01: Niveles de la concentración de
metales en las aguas superficiales de San
Mateo de Huanchor
Tabla N° 02: Adsorción de arsénico en aguas sintéticas.
La adsorción de arsénico en aguas
contaminadas sintéticamente muestra
concentraciones de arsénico desde
0,034 hasta 0,060 mg/L para el
tratamiento de aguas contaminadas
sintéticamente con arsénico.
23. Tabla N° 3: Adsorción de arsénico en aguas
superficiales de San Mateo de Huanchor.
La adsorción de arsénico en aguas superficiales
de San Mateo de Huanchor muestran en todas las
pruebas, concentraciones de arsénico de <0,001
mg/L para el tratamiento de aguas superficiales de
San Mateo de Huanchor.
Tabla N° 4: Concentración de arsénico antes y
después de las pruebas en lotes
Los resultados obtenidos muestran las
concentraciones finales de arsénico del
tratamiento con zeolitas naturales activadas para
cada concentración inicial de 0,1; 0,446; 4,415;
9,634; 44,52 y 93,52 mg/L de arsénico, tal como se
detallan en la tabla 4. A partir de estos resultados
se determinó la relación de la diferencia de la
concentración de Arsénico inicial y final (masa de
arsénico adsorbido) por unidad de masa de
zeolita natural activada (masa de adsorbente) y
así hallar la capacidad de adsorción máxima
experimental de 1,668 mg/g la cual corresponde a
la prueba N° 2 que se presenta en la tabla 4.
24. Figura 1 Influencia de la masa de zeolita natural
activada en función del tiempo de contacto.
Las concentraciones de arsénico existentes en las aguas de San Mateo de Huanchor, presenta un valor de
0,010 mg/L, el cual indica la contaminación por arsénico existente en dichas aguas, superan los Estándares
de Calidad Ambiental (MINAM, 2017). La relación molar de Si/Al para la muestra de Zeolita Natural es de
4,73, característico de los aluminosilicatos y típico de las zeolitas de grupos estructurales como modernita
y heulandita. Los iones intercambiables en la superficie de la zeolita natural no fueron afines con el
arsénico existente en la muestra de agua sintética para que pueda generar una adsorción ideal, por ello se
dio una remoción de arsénico casi nula. La mejor remoción de arsénico fue del 99,9 % considerando una
activación de la zeolita mediante cloruro férrico, lavada hasta pH 6,4 y secado a 120 °C por 1 hora. En
cuanto al lavado realizado, se obtuvieron mejores resultados con un lavado hasta un pH 6,40 casi a neutro
(pH7). La prueba con una mayor remoción de arsénico (99,65 %) fue correspondiente a la masa de 10 g de
zeolita natural activada; esto debido al aumento de masa ya que proporcionalmente se da un aumento de la
superficie de contacto.
25. DISCUSION
Las zeolitas son usadas para adsorver contaminates en medios acuorsos, ya sea de manera natural o activada
con otros elementos quimicos, pueden remover fluor (Montiel Cota et al., 2013), aguas duras (Gutiérrez, Scull y
Oramas, 2006), elementos en el aire (Flores, Maubert y Martín, 2006), etc. La zeolita pretratada es un buen
adsorbente de arsénico, (Mejía-Zamudio et al., 2009). La incoporacion de otros elementos ayuda a su capacidad
de retener contaminantes (Payne y Abdel-Fattah, 2005). En el artículo revisado Se obtuvieron concentraciones
de arsénico entre 0,034 y 0,060 mg/L con capacidades de remoción desde 99,39 % hasta 99,65 %, esto se debe
a que se tomaron en cuenta los mejores resultados de la influencia de masa de zeolita, tiempo de contacto y
tamaño de la zeolita que intervienen en la remoción de arsénico empleando zeolitas naturales activadas. Se
obtuvieron en todos los casos concentraciones menores a 0,001 mg/L de arsénico con una capacidad de
remoción mayor a 99,33 %, esto debido a que se tomaron en cuenta los mejores resultados de la influencia de
masa de zeolita, tiempo de contacto y tamaño de la zeolita que intervienen en la remoción de arsénico
empleando zeolitas naturales activadas
CONCLUSION
Las zeolitas naturales no remueven eficientemente el arsénico en su estado natural, es necesario realizar una
activación con cloruro férrico. La mejor remoción de arsénico con zeolitas naturales activadas, se presenta con
un tamaño de partícula malla # 40, masa de 10 g y tiempo de equilibrio de 360 min.
26. BIBLIOGRAFIA
Lugo, C. (1967). Teoria y generalidades sobre intercambio ionico. Madrid.
Monge, O., Valenzuela, J., Acedo, E., Certucha, M., & Almendáriz, F. (2008). Biosorcion de cobre en sistema por lote y continuo con bacterias earobias inmovilizadas en
Zeolita Natural ( Clinoptilolita). Universidad de Sonora, Departamento de Ingeniería Química y Metalurgia, 24(3), 107–115. Recuperado de
http://www.scielo.org.mx/pdf/rica/v24n3/v24n3a2.pdf
Moreno Balseca, A. R., & Palacios Cabrera, T. A. (2017). Tratamiento de drenaje ácido de mina con el uso de zeolita natural a escala experimental. Moreno, Alex Cabrera,
Teresa, 1(2), 29–40. https://doi.org/10.29166/revfig.v1i2.67
Rubio, H. O., Ochoa, J., De Lourdes, M., Barrientos, E., De La Mora, C., & Rocha, B. (2021). Eliminación de metales pesados en agua utilizando filtros empacados con
zeolita natural de diversos tamaños. En Tecnologia y Ciencias del Agua (Vol. 12). https://doi.org/10.24850/j-tyca-2021-06-07
Curi A., Granda, W., Lima, H., y Sousa, W. T. (2006). Las Zeolitas y su Aplicación en la Descontaminación de Efluentes Mineros. Información tecnológica, 17(6), 111-118.
https://dx.doi.org/10.4067/S0718-07642006000600017
Moreno, A. y Palacios T. (2017). Tratamiento de drenaje acido de mina con el uso de zeolita natural a escala de laboratorio. Investigación y Desarrollo, 1(2), 29-40.
https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=8529735
Garcia, M.J., Materiales zeolíticos: síntesis, propiedades y aplicaciones, Informe Interno, Dep. de Química Inorgánica, Universidad de Alicante, España (2002).
Costafreda Mustelier, J. (2011). Tectosilicatos con características especiales: las zeolitas naturales. https://oa.upm.es/32548/1/Tectosilicatos_Costafreda.pdf
27. Rotting, T.S., Thomas, R.C., Ayora, C. y Carrera, J., (2008). Passive Treatment of Acid Mine Drainage with High Metal Concentrations Using Dispersed Alkaline
Substrate” en Journal of Environmental Quality, 37 (5), 1741-1751. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/18689735/
Motsi, T., (2010). Remediation of Acid Mine Drainage Using Natural Zeolite. Tesis doctoral. Escuela de Ingeniería Química, Universidad de Birmingham, Reino Unido.
https://core.ac.uk/download/pdf/76732.pdf
Motsi, T., Rowson, N.A. y Simmons, M.J.H., (2009). “Adsorption of heavy metals from acid mine drainage by natural zeolite” en International Journal of Mineral
Processing, 92 (1), 42-48. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301751609000349
Wingenfelder, U., Hansen, C., Furrer, G. y Schulin, R., (2005). “Removal of Heavy Metals form Mine Waters by Natural Zeolites” en Environmental Science and
Technology, 39 (12), 4606-4613. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/es048482s
Piris Casanova, G., (2015). Tratamiento de Aguas Ácidas de Mina. Trabajo fin de carrera. Barcelona. Departamento de Ingeniería del Terreno, Cartográfica y Geofísica.
https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/25532/Memoria%20Tratamiento%20de%20aguas%20%C3%A1cidas%20de%20mina.pdf
Priscila Martínez. ( 2021). La contaminación del agua en la minería Recuperado de http://www.obela.org/analisis/la-contaminacion-del-agua-en-la-mineria
George, Reyes, Raby, Et. al. (2018). Remoción de arsénico en agua con zeolitas naturales con cloruro férrico. Recuperado
dehttps://www.google.com/search?q=Remoci%C3%B3n+de+ars%C3%A9nico+en+agua+con+zeolitas+naturales+con+cloruro+f%C3%A9rrico&oq=Remoci%C3%
B3n+de+ars%C3%A9nico+en+agua+con+zeolitas+naturales+con+cloruro+f%C3%A9rrico&aqs=chrome..69i57j69i60l2.796j0j7&sourceid=chrome&ie=UTF