fotodegradación de cianuro

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TECNOLOGÍAS AVANZADAS DE OXIDACIÓNPARA LA

FOTODEGRADACIÓN

DEL CIANURO

Relator:Cristián González GarridoGerente Ambiental Socoter

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INDICE

1. INTRODUCCIÓN.

2. EN QUE CONSISTE ESTA TECNOLOGÍA.

3. VENTAJAS.

4. DEGRADACIÓN DEL CIANURO.

5. BASE PRACTICA.

6. IMPLEMENTACION.

TECNOLOGÍAS AVANZADAS DE OXIDACIÓN

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1. INTRODUCCIÓN.

• La cianuración es una tecnología que se usa desde hace 100 años.

• Para obtener un gramo de oro se utilizan 180 a 350 gramos de cianuro.

• El efluente de una planta de recuperación de oro contiene entre 600 a1.000 ppm de Cianuro de Sodio (NaCN).

• Su degradación natural puede tomar semanas y aún meses.

• Cianuro de Sodio a niveles de 150 a 300 ppm son letales al ser humano.

• Cianuro gas (HCN) es letal de 90 a 100 ppm, y se puede percibir desdelos 20 a 30 ppm.

• Único sistema aplicado para degradación del cianuro es el INCO SO2/aire.

• Complejidad del INCO SO2/Aire: pH, Concentración del CuSO4 y otros.

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2.1. ¿QUÉ ES FOTÓLISIS?

Disociación de moléculas orgánicas complejas por efecto de la luz. Es elproceso en el que se basa la fotosíntesis.

Fotólisis del agua: H2O + hv → H+ + OH-

2.2. ¿QUÉ ES CATÁLISIS?

Consiste en la alteración de la velocidad de una reacción química,producida por la presencia de una sustancia llamada catalizador, que noresulta químicamente alterada en el transcurso de la reacción.

2. EN QUE CONSISTE ESTA TECNOLOGÍA

La Fotocatálisis Heterogénea (FCH), es el proceso más eficiente de lasTecnologías Avanzadas de Oxidación (TAOs), que se basan en procesosfisicoquímicos capaces de producir cambios fundamentales en la estructuraquímica de los contaminantes.

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2.3 ¿QUÉ ES FOTO-CATÁLISIS?

Reacción catalítica que involucra la absorción de luz por parte de uncatalizador o sustrato.

Durante este proceso ocurren reacciones de oxidación, así como dereducción.

Se puede aplicar la fotocatálisis a:

i. Oxidación de compuestos orgánicos

ii. Reducción de iones inorgánicos

iii. Reducción de otros compuestos orgánicos .

Se habla de fotocatálisis heterogénea porque las fotorreacciones transcurrenen la superficie del catalizador (en la interfase líquido-sólido o gas-sólido).

La fotocatálisis heterogénea permite la degradación, e incluso lamineralización, de gran variedad de compuestos orgánicos según la reacciónglobal siguiente:

Ecuación 1: Reacción Global de Fotocatálisis Heterogénea.

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2.4 ¿QUÉ ES FOTO CATÁLISIS HETEROGENEA?

Catalizador H2O + CO2 + Ácidos MineralesContaminante + OH + O2

hv

Banda deConductividad

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2.5. PROCESO FOTO CATALÍTICO

Banda deValencia

En

erg

ía

UV

h+

e-0

.2-

02 Foto Reducción

Foto Oxidación

.OH + H+

H2O

Cr (VI) → Cr (III)Hg++ → Hg°

.OH + Orgánico → CO2 + H2O

Energ

íade

Sepaera

ció

n

Recom

bin

ació

n

TiO2

TiO2 + hV → e-BC + h+

BV (l < 390 nm)

Ecuación 2: Generación del par electrón-hueco

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2.6. OXIDACIÓN.

Consiste en la optimización del proceso de Foto-catálisis, al cual se adiciona

un Oxidante (líquido o gas), como son Ozono y Peróxido de hidrógeno, de

manera de asegurar la continuidad del proceso de oxidación-reducción.

Se obtiene un sistema de tratamiento más estable, continuo, seguro,

eficiente y económico.

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3. VENTAJAS:

En el agua:

i. Transforma químicamente al contaminante.

ii. Mineralización completa (destrucción) del contaminante.

iii. Elimina contaminantes refractarios que resisten otros métodos de

tratamiento.

iv. No genera lodos.

v. Trata contaminantes a muy baja concentración (ppb).

vi. No forma subproductos de reacción, o se forman en baja

concentración.

vii. Mejora las propiedades organolépticas del agua.

viii. Elimina efectos sobre la salud de desinfectantes y oxidantes residuales.

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3. VENTAJAS:

Otras:

i. Consume menos energía que otros métodos.

ii. Elevada vida útil.

iii. Amigable ambientalmente.

iv. Sin Productos Químicos.

v. Económicos.

vi. Sencillos.

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4. DEGRADACIÓN DEL CIANURO:

1° Etapa: Transformación de Cianuro a Cianato.

CN- + 2h+ + 2 OH- CNO- + 2H2O

2° Etapa: Transformación de Cianato a Nitrato y CO3:

CNO- + 4O2 + 2OH- + 3H2O CO3- + NO3

- + 4H2O2

3° Etapa: La completa degradación a CO2 y N2:

CO3- + 2NO3

- + 2OH- CO2- + N2

- + H2O + 4O2

Nota:

1. Cianato es 1.000 veces menos tóxico que el Cianuro.

FC; hv

FC; hv

FC; hv

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5. BASE PRÁCTICA.

Ensayos de Laboratorio:

Antecedentes:

• FC: 0,025 @ 0,075 mg/L

• H2O2: 0,5 @ 3,0 mg/L.

• Caudal: 1,5 L/min

• Xi CN: 363 mg/L

Resultados:

• TRH: 240 min

• Xf CN: 10,42 mg/L

• Eficiencia: 97,13%

H2O2

RILReactor

Fotocatalítico

TiO2

BombaRecirculadora

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6. IMPLEMENTACIÓN.

1. Equipo Piloto

Modelo

Capacidades

Consumo

[kWh]

Dimensiones

Frente * Alto * Fondo

[cm]

Hidráulica

[m3/día] [L/min]

Estanque

[L]

Foto catalizador

[gr]

Intensidad

Ultravioleta

[mW/cm2]

DFC- 18-P 14,4 - 101 10 - 70 200 1 - 2440.000

a 250.0000,38 60 * 180 * 60

CARACTERÍSTICAS:

• Estanque de acumulación.• Bomba de recirculación.• Pre tratamiento por filtración.• Reactor Foto Catalítico.• Rotámetro regulador de flujo.• Intensidad UV pre-calibrada

• Foto catalizador pre-calibrado.

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6. IMPLEMENTACIÓN.

2. Sistema Batch.

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6. IMPLEMENTACIÓN.

3. Sistema Continuo

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Muchas Gracias !!

CRISTIÁN GONZÁLEZ GARRIDOCel. +569 8139 10 66cgonzalez@ambientalsocoter.cl

TECNOLOGÍAS AVANZADAS DE OXIDACIÓN