Obtención de nanopartículas de Fe/Cu, soportadas en cáscara de castaña, para la remoción de metales del DAM provenientes de Milluni, La Paz

Abstract

La problemática ambiental en referencia a la extracción y explotación de minerales representa un alto impacto histórico a los ecosistemas de nuestro país, siendo necesario buscar tecnologías innovadoras que utilicen recursos renovables y de bajo costo. Actualmente la nanotecnología ha tenido un avance tecnológico significativo en distintas áreas así como su aplicación. El presente proyecto desarrolló un composito conformado por nanopartículas de Fe/Cu, sintetizadas mediante reducción química, y usando cáscara de castaña como matriz de soporte, para su estudio como adsorbente de metales pesados de drenajes ácidos de mina (DAM). El caso de estudio fue el drenaje proveniente de la “boca mina Milluni”, localizada en la región de Milluni, distrito 13 del municipio de la ciudad de El Alto. Con base a lo mencionado, inicialmente se caracterizó fisicoquímicamente el DAM de Milluni - determinando in situ un pH ácido de 2.6 y una temperatura de 7.5ºC. Además de altas concentraciones (en ppm) de Hierro (308); Zinc (127) y Manganeso (25), y en concentraciones menores de Cobre (2); Cadmio (0.47) y Arsénico (0.14). La matriz de soporte se caracterizó por medio de análisis de Fluorescencia de Rayos X (FRX) y Microscopia Electrónica de Barrido (MEB). La cáscara de castaña fue sometida a distintos lavados antes de la síntesis, con el fin de alcanzar una mayor deposición de nanopartículas, que sería reflejado en una mayor capacidad de adsorción. Los compositos sintetizados fueron caracterizados por medio de la determinación de su carga superficial, análisis MEB, micrografía de transmisión electrónica (MET), difracción de Rayos X (DRX) y su composición química por medio de Absorción Atómica (AA). Finalmente, se estudió la influencia del pH, temperatura y pretratamiento (tipo de lavado a la matriz de soporte), en la adsorción de Zn mediante un diseño factorial 3k en un proceso de adsorción por lotes. El estudio cinético reveló que el proceso obedece un modelo de pseudo-primer orden y así mismo a los modelos de isoterma de Langmuir y Freundlich. Concluyéndose, que el nanocomposito tiene una capacidad máxima de adsorción de 9.20 mg Zn por gramo – alcanzando un remoción efectiva del 30% de este elemento presente en la mezcla compleja del DAM Milluni.