Efecto de la concentración del ácido peroxosulfúrico, tiempo y velocidad de agitación en la detoxificación de un efluente cianurado procedente de Zarumilla –Pataz
| dc.contributor.advisor | Wong López, Ernesto Segundo | |
| dc.contributor.author | Abanto Leyva, Dany Joel | |
| dc.contributor.author | Riveros Morales, Pedro Alejandro | |
| dc.date.accessioned | 2023-10-25T19:23:45Z | |
| dc.date.available | 2023-10-25T19:23:45Z | |
| dc.date.issued | 2022 | |
| dc.description.abstract | El presente trabajo de investigación trata del estudio de la detoxificación de un relave cianurado aplicando el método de oxidación avanzada como es el método del ácido peroxosulfúrico o Ácido Caro (en honor a Heinrich Caro) preparado in situ a partir de sus reactantes como son el ácido sulfúrico y peróxido de hidrógeno. El relave tratado procede de la minería artesanal de la sierra liberteña del sector Zarumilla, provincia de Pataz, departamento La libertad. El trabajo de investigación estudia la influencia de 3 variables: concentración del ácido peroxosulfúrico, tiempo de agitación y velocidad de agitación sobre un relave cianurado a 999,04 ppm de cianuro de sodio adecuado estratégicamente en el laboratorio cuya dosificación de detoxificación (según cálculos), cantidad de relave (volumen de muestra de 200 ml por cada prueba) y equipos que nos proporciona la Universidad veremos cómo interactúan estas variables. Al relave principal traído desde Zarumilla presentó una concentración inicial de cianuro libre promedio de 2407,55 ppm o su equivalente a 4537,31 ppm de cianuro de sodio. A este valor le hemos aplicado una dilución hasta llegar a un valor promedio de 530,61 ppm de cianuro libre o su equivalente 999,04 ppm de cianuro de sodio a la cual aplicaremos el método de estudio. Para el cianuro libre hacemos un análisis volumétrico usando para ello un agente valorante como es el nitrato de plata a una concentración de 4,33 g/l e indicador de viraje al yoduro de potasio logrando obtener valores representativos de detoxificación para cianuro libre de 10.60 ppm o 97.90% (ver tabla 15) y para cianuro total se usó un equipo amperométrico cuyo valor máximo de detoxificación reporto 12.38 ppm o 97.69% (ver tabla 17). En dicho modelo experimental las muestras son atacadas rápidamente (método de oxidación avanzada) la cual se denomina DETOXIFICACIÓN con un ácido preparado in situ como es el ácido Caro (producto) a partir de sus reactivos como son: peróxido de hidrógeno y ácido sulfúrico en xix diferentes proporciones molares y en consecuencia desarrollaremos pruebas experimentales sobre el efluente cianurado para evaluar el efecto que produce el ácido peroxosulfúrico. La muestra principal de estudio ha sido trabajada durante los meses de enero y febrero del año 2021, luego al seguir el modelo trifactorial encontraríamos 81 tratamientos lo que ocasionaría tener una cantidad grande de muestras, es por ello que optamos por el modelo estadístico de Diseño compuesto central rotable (DCCR) el cual nos ayuda a reducir de 81 a 51 tratamientos y usando el DCCR se evaluará la superficie de respuesta para su posterior interpretación y conclusiones. Para una superficie de respuesta estimada con una concentración media de ácido peroxosulfúrico 1:2,00, la tendencia descendente de cianuro total ocurrirá para valores cercanos entre 100 y 200 RPM además con un intervalo de tiempo comprendido entre 10 a 14 minutos. De manera análoga, para una superficie de respuesta estimada con una concentración media de ácido peroxosulfúrico 1:2,00, la tendencia descendente de cianuro libre ocurrirá para valores cercanos entre 100 y 200 RPM seguido con un intervalo de tiempo comprendido entre 10 a 14 minutos. | |
| dc.description.tableofcontents | ÍNDICE GENERAL 1 Introducción .........................................................................................................................1 1.1 Realidad problemática .................................................................................................1 1.2 Antecedentes...............................................................................................................2 1.3 Marco Teórico:.............................................................................................................4 1.3.1 Reseña Histórica del Cianuro .................................................................................4 1.3.2 Química del Cianuro...............................................................................................5 1.3.3 Compuestos de Cianuro .........................................................................................8 1.3.3.1 Cianuro Libre, 𝑪𝑵 − 𝟏: ..................................................................................8 1.3.3.2 Cianuro Wad (CN WAD) o cianuro disociable en ácido débil (Weak acid disociable) 10 1.3.3.3 Cianuro Sad (CN SAD) .................................................................................... 10 1.3.3.4 Cianuro Total (CNTOTAL)................................................................................. 11 1.3.4 Compuestos Derivados del Cianuro .....................................................................12 1.3.4.1 Cianatos: 𝑶𝑪𝑵 − 𝟏 ..................................................................................... 12 1.3.4.2 Tiocianatos: 𝑺𝑪𝑵 − 𝟏.................................................................................. 14 1.3.5 Marchas Analíticas e Instrumentales para la Determinación de los Cianuros ......15 1.3.5.1 Determinación de Cianuro Libre Usando Volumetría.....................................15 1.3.5.2 Determinación de Cianuro Total por Amperometría ......................................17 1.3.6 Técnicas de Destrucción del Cianuro ...................................................................20 1.3.6.1 Procesos de Oxidación Avanzada (POA)...................................................... 20 1.3.6.2 Oxidación Química del Cianuro: ....................................................................24 vi 1.3.6.2.1 Proceso de Fenton ................................................................................. 24 1.3.6.2.2 Proceso Foto-Fenton ..............................................................................27 1.3.6.2.3 Fotocatálisis............................................................................................ 27 1.3.6.2.4 Método Inco............................................................................................ 29 1.3.6.2.5 Método Ácido Caro ................................................................................. 30 1.3.6.2.6 Método de Peróxido de Hidrógeno usando Catalizador de Fe o Cu.......32 1.3.6.3 Degradación Natural...................................................................................... 32 1.4 Planteamiento del Problema...................................................................................... 34 1.5 Justificación Del Problema......................................................................................... 34 1.6 Hipótesis.................................................................................................................... 35 1.7 Objetivos.................................................................................................................... 35 1.7.1 Objetivo General...................................................................................................35 1.7.2 Objetivos Específicos ........................................................................................... 35 2 Materiales y Métodos.........................................................................................................36 2.1 Ubicación Política ......................................................................................................38 2.2 Población y Muestra ..................................................................................................41 2.3 Material De Estudio ...................................................................................................43 2.4 Ubicación del Muestreo ............................................................................................. 43 2.5 Condiciones Climatológicas....................................................................................... 43 2.6 Metodología de Trabajo............................................................................................. 44 2.6.1 Normativas de Muestreo....................................................................................... 45 2.6.2 Medición de Parámetros en Campo .....................................................................46 vii 2.6.2.1 Temperatura: .................................................................................................46 2.6.2.2 Potencial de Hidrógeno, pH:..........................................................................46 2.7 Análisis Fisicoquímico de Reactivos..........................................................................47 2.7.1 Análisis Fisicoquímico del Ácido Sulfúrico............................................................ 47 2.7.1.1 Valoración del Ácido Sulfúrico .......................................................................47 2.7.1.2 Cálculo de la Densidad del Ácido Sulfúrico Concentrado.............................. 47 2.7.1.3 Determinación del %𝑾𝒔𝒕𝒐 para el Ácido Sulfúrico .....................................47 2.7.2 Marcha analítica para la Valoración del Peróxido de Hidrógeno .......................... 48 2.7.2.1 Marcha Analítica del Peróxido de Hidrógeno................................................. 48 2.7.2.2 Cálculo de la Densidad del Peróxido de Hidrógeno.......................................48 2.7.2.3 Determinación del %W sto para el Peróxido de Hidrógeno ........................... 48 2.8 Cálculos en la Preparación del Ácido Caro a Nivel de Laboratorio............................ 49 2.9 Cálculo de Cal Requerida Durante la Detoxificación ................................................. 53 2.10 Dosificación de Ácido Peroxosulfúrico Según la Cantidad de Cianuro Libre .........54 2.11 Diseño Experimental.............................................................................................. 61 3 Resultados......................................................................................................................... 65 3.1 Análisis Estadístico de Cianuro Libre ........................................................................65 3.2 Efecto De La Concentración Del Ácido Caro Sobre el Cianuro Libre ........................ 67 3.2.1 Gráficas de superficie de respuesta .....................................................................67 3.2.2 Valor óptimo para cianuro libre.............................................................................69 3.2.3 Porcentajes de Detoxificación para Cianuro Libre ................................................71 3.3 Análisis Estadístico de Cianuro Total ........................................................................73 viii 3.4 Efecto de la Concentración del Ácido Caro Sobre Cianuro Total .............................. 75 3.4.1 Graficas de Superficie de Respuesta ...................................................................75 3.4.2 Valor Óptimo para Cianuro Total ..........................................................................77 3.4.3 Porcentajes de Detoxificación para Cianuro Total ................................................78 3.5 Análisis Polimetálico de Mineral para Cianuración .................................................... 79 4 Discusiones ....................................................................................................................... 82 5 Conclusiones ..................................................................................................................... 83 6 Referencias Bibliográficas .................................................................................................85 7 Anexos............................................................................................................................... 88 Anexo1: Límites Máximos Permisibles para la Descarga de Efluentes Líquidos de Actividades Minero- Metalúrgicas. DS Nº 010-2010-MINAM............................................................. 88 Anexo 2: Fotografías al Inicio de la Formación del Ácido Peroxosulfúrico ........................... 89 Anexo 3: Fotografías del Primer Lote de Muestras a una Velocidad de Agitación de 9.65 Hz. .......................................................................................................................................................... 93 Anexo 4: Fotografías del Segundo Lote de Muestras a una Velocidad de Agitación de 15.00 Hz ...................................................................................................................................................... 96 Anexo 5: Fotografías del Tercer Lote de Muestras a una Velocidad de Agitación de 15,00 Hz. ..................................................................................................................................................... 99 Anexo 6: Fotografías del Cuarto Lote de Muestra a una Velocidad de Agitación de 24,00 Hz. ........................................................................................................................................................ 101 Anexo 7: Fotografías del Quinto Lote de Muestra a una Velocidad de Agitación de 6,00 Hz. ........................................................................................................................................................ 102 ix Anexo 8: Fotografías del Sexto Lote de Muestra a una Velocidad de Agitación de 20,35 Hz. ........................................................................................................................................................ 103 Anexo 9: Fotografías de Filtración y Lectura de las Muestras Detoxificadas para ser Leídas en el Laboratorio.............................................................................................................................. 106 Anexo 10: Procedimiento de Evaluación de Reactivos....................................................... 110 a) Procedimiento de Evaluación de Ácido Sulfúrico................................................. 110 b) Procedimiento de Evaluación de Peróxido de Hidrógeno ....................................110 Anexo 11: Protocolos de Preparación y Toma de la Muestras ...........................................112 Anexo 12: Fórmula para hallar el porcentaje en peso del soluto (% Wsto) ........................ 116 Anexo 13: Marcha Analítica para la Valoración del Ácido Sulfúrico....................................118 Anexo 14: Método de la Fiola para la Determinación de la Densidad de una Solución de Ácido Sulfúrico.................................................................................................................................121 Anexo 15: Marcha Analítica para la Valoración del Agua Oxigenada: Método de permanganimetría ........................................................................................................................... 122 Anexo 16: Método de la Fiola para la Determinación de la Densidad de una Solución de para el Agua Oxigenada (método 1)................................................................................................ 126 Anexo 17: Método del Picnómetro para la Determinación de la Densidad de una Solución de para el Agua Oxigenada (Método 2)................................................................................................ 126 Anexo 18: Calibración del Tanque de Agitación .................................................................127 | |
| dc.format | application/pdf | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14414/19101 | |
| dc.language.iso | es | |
| dc.publisher | Universidad Nacional de Trujillo. Fondo Editorial | |
| dc.publisher.country | PE | |
| dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.subject | CIANURO LIBRE::Ingeniería Química | |
| dc.subject.ocde | https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#1.00.00 | |
| dc.title | Efecto de la concentración del ácido peroxosulfúrico, tiempo y velocidad de agitación en la detoxificación de un efluente cianurado procedente de Zarumilla –Pataz | |
| dc.type | info:eu-repo/semantics/bachelorThesis | |
| dc.type.version | info:eu-repo/semantics/publishedVersion | |
| renati.advisor.dni | 16478813 | |
| renati.advisor.orcid | 0000-0002-4660-0437 | |
| renati.author.dni | 48286859 | |
| renati.author.dni | 44069128 | |
| renati.discipline | 531026 | |
| renati.juror | Costilla Sánchez, Noé Ildefonso | |
| renati.juror | Ortiz Linares, Jorge William | |
| renati.juror | Moreno Eustaquio, Walter | |
| renati.juror | Wong López, Ernesto Segundo | |
| renati.level | http://purl.org/pe-repo/renati/level#tituloProfesional | |
| renati.type | http://purl.org/pe-repo/renati/type#tesis | |
| thesis.degree.grantor | Universidad Nacional de Trujillo. Facultad de Ingeniería Química | |
| thesis.degree.name | Ingeniero Químico |