Arcillas naturales y modificadas en la purificación de efluentes líquidos de curtiembre: Adsorción de cromo (III) y colorantes

Abstract

En los últimos años, muchas técnicas de descontaminación física, química y biológica han sido probadas y sólo unas pocas fueron adoptadas por la industria debido a que en muchos de los casos existen limitaciones al momento del escalado, originado principalmente por el alto costo. Los estudios sobre las aplicaciones de arcillas naturales y/o modificadas como purificadores alternativos de aguas residuales, particularmente aquellas que contienen sustancias similares a las que provienen de los efluentes líquidos de curtiembre, son escasos. Sobre este tema los resultados de las investigaciones que se vienen realizando desde hace varios años en los Centros CETMIC e INTI-CUEROS permiten pensar en la posibilidad de utilizar minerales arcillosos como adsorbentes. En este artículo se exponen resultados obtenidos en los estudios sobre la optimización de las variables relevantes que influyen en el proceso de adsorción de cromo (III) y de colorantes [1-8]. Las arcillas son materiales naturales, constituidos por minerales de granos finos, generalmente plásticos cuando se les agrega una apropiada cantidad de agua y que endurecen con el secado o cocido. Están constituidas por estructuras de dos dimensiones formadas por capas de tetraedros de sílice (T) y de octaedros de aluminio (O). La unión de estas dos capas constituye las llamadas láminas tipo 1:1 (T-O) o tipo 2:1 (T-O-T) si se unen dos capas de tetraedros separadas por una de octaedros. Estas capas no son eléctricamente neutras debido a que existen sustituciones isomórficas en la estructura de las capas. Así, por ejemplo los Si4+ de la capa tetraédrica pueden estar reemplazados por Al3+, y los Al3+ de la capa octaédrica pueden ser reemplazados por Fe2+, Mg2+, etc., originando deficiencias de cargas, las cuales son compensadas por cationes de fácil intercambio que se ubican en el espaciado interlaminar. El pequeño tamaño de partícula y la capacidad de intercambio son parte de las principales propiedades de las arcillas que las hacen aptas como adsorbentes. Los minerales arcillosos: caolinita (tipo 1:1) y esmectita (tipo 2:1, ej. montmorillonita) se encuentran en la naturaleza acompañados con otros minerales tales como cuarzo, feldespatos y/o yeso, etc. originando arcillas denominadas caolín y bentonitas, respectivamente, las cuales son abundantes en la naturaleza y en Argentina en especial.

Clays are natural minerals abundant in nature with low cost and wide availability throughout of the world. There is extensive literature indicating that such solids can be used as adsorbents for substances in aqueous medium. In this manuscript clays were used for chromium (III) and dyes retentions. Sometime it is necessary to modify the clay according to the characteristics of species chromium (III) or dye molecules present in solutions. The clay can receive different treatments (purification, acid, organic, inorganic polycation, thermal, etc.) for improving retention capacity. Bentonite, kaolinite and illite clays were used in this study. The chromium and dyes solutions were prepared at the laboratory and studies adsorption from aqueous medium. This study has demonstrated that natural o modified clays can be potential adsorbent solids and the different degree of retention of chromium (III) or dyes by clays is a function of its mineralogical composition, its properties and physico-chemical treatment applied to the natural clay which have the effective to multiply its capacity.