Caracterización mineralógica de sorbentes no convencionales de metales tóxicos

Abstract

Se estudiaron 3 sustratos con potencial para sorción de metales tóxicos desde un medio líquido: lodos secos de la laguna de estabilización natural de líquidos cloacales (LC) de Puerto Madryn, lodos secos derivados del tratamiento del efluente de un lavadero de lanas (LL) de Trelew y matas secas y molidas del alga invasora Didymosphenia geminata (AD) del río Futaleufú. Los 3 sustratos constituyen mezclas de materiales orgánicos e inorgánicos. En este trabajo se presenta la caracterización mineralógica mediante Difracción de Rayos X (DRX), Fluorescencia de Rayos X (FRX), Espectroscopía Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) y Microscopía Electrónica de Barrido - Energía Dispersiva de Rayos X (MEB-EDS). El porcentaje de materia inorgánica obtenido por calcinación a 450°C fue 85% en LL y AD y 60% en LC. La composición mineralógica de las 3 matrices está dominada por plagioclasas (35-38%), filosilicatos (20-24%), cuarzo (19-34%) y feldespatos potásicos (5,9-11,9%). Calcita, dolomita, goetita, hematita, pirita, siderita, anhidrita y anfíbol se encuentran en pocas proporciones (<6%). Mediante FRX se halló que los componentes mayoritarios más abundantes fueron SiO2 (~60%) y Al2O3 (15%).Otros elementos fueron Sr, Zr, Cr, V y Zn (85 a 245 g/g, excepto Zn en LL con 1250 g/g). El análisis mediante MEB-EDS reveló alta proporción de O, C y Si. El análisis por FTIR mostró la presencia de grupos funcionales derivados de polisacáridos y aminoácidos; en AD además, se observaron bandas correspondientes a dos capas de sílice biogénica hidratada, una de sílice tetraédrica O-Si-O- y una capa externa con grupos Si-OH. Según el diagrama de clasificación geoquímica de Herron`s, los materiales analizados se encuentran entre wackes y pelitas. Las plagioclasas pueden incorporar metales como Cu y Pb por sustitución atómica de Na o Ca por su alta velocidad de meteorización química y los filosilicatos ofrecer elevada área superficial y sitios de intercambio catiónico para retener Cu, Cd, Ni, Pb y Zn. Aunque presentes en bajas proporciones, los minerales de óxido de Fe también se comportan como los filosilicatos, mientras que la calcita y otros minerales carbonatados pueden ejercer un mecanismo combinado entre intercambio iónico y precipitación sobre la superficie de los carbonatos. Más allá de la presencia de grupos funcionales asociados al material orgánico, la fracción mineral de las 3 matrices posee características que sugieren capacidad para retener metales tóxicos.