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• Hurtado Huanca Deisy

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“AÑO OFICIAL DE BUEN SERVICIO AL CIUDADANO”

APELLIDOS Y NOMBRES: ALVINO DAGA, SHEYLY

1524503010

CABALLERO DAGA, OSCAR

1594503150

CAMPOS CASTILLO, NINROD

1594503042

CONDEZO BONIFACIO, JHUNYOR

1544507016

HUAMAN CORDOVA, ANGELA

1544502029

HUANCAHUARI HUAMAN, FRANKLIN 1424503017 HUARICAPCHA ALANIA, CRISTHIAN

1544503142

HURTADO HUANCA, DEISY

1544502010

MUÑOZ CASTRO, RICARDO

1544503062

NOLASCO OSORIO, GERALDINE

1594503089

PALACIOS ANCIETA, DEYSI

1514503061

PASQUEL CALLE, BRIAN

1354507058

YURIVILCA RAMIREZ, JEFERSON

1554503039

 Aprender métodos y técnicas básicas para tratar Drenaje Acido de Mina.

 Analizar y evaluar que procesos físico-químicos suceden durante la neutralización de aguas acidas.

 Conocer que reacciones químicas suceden antes, durante y después de llevar las aguas acidas a los distintos pH sugeridos por el docente (pH 8, 9 y 10).

 Conocer el uso y la función adecuado de la cal y el floculante en un proceso de tratamiento de DAM.

 Con el conocimiento obtenidos diseñar una planta de tratamiento que se adapte a la zona y el efluente cumpla con la normatividad ambiental vigente para que sea aprovechable.

La laguna de Yanamate esta ubica a 4358,4 m.s.n.m. Es usada desde 1981 para el vertimiento de residuos no tratados de la unidad minera de Cerro de Pasco, luego de un proceso de refinado de metales como cobre, plomo y zinc. 1El

residuo que se vierte es altamente acido debido a que existe alta presencia de metales pesados, en esta práctica neutralizaremos y alcalinizaremos estas aguas, llevándolos a distintos valores de pH como 8,00; 8,02; 9,04; mediante un proceso de agitación manual para así poder analizar distintos aspectos físicos y químicos que suceden en esta muestra de agua recogida de la laguna de Yanamate cuando se hace uso del óxido de calcio.

TRATAMIENTO FÍSICO-QUÍMICO DE AGUAS ÀCIDAS El llamado tratamiento físico-químico para aguas consiste en que las aguas

residuales se llevan a una zona de mezcla rápida y floculación dónde se añaden los productos químicos, cal hidratada o hidróxido de calcio y otros para producir una coagulación química y floculación masiva. Este proceso de coagulación y floculación masiva se aplica para extraer los sólidos suspendidos en el agua. Comúnmente el agua contiene sólidos suspendidos que por su tamaño se precipitan sin necesidad de agregar algún producto químico; sin embargo, esta precipitación tiende a ser muy lenta y causaría limitaciones en una planta de tratamiento convencional. Adicionalmente, una gran parte de los sólidos suspendidos se pueden encontrar dispersos y no se asentarán con facilidad, otra parte pueden ser coloides. Estos coloides son partículas que se encuentran estabilizadas por cargas eléctricas negativas 1

En la fotografía se observa la actual condición de la laguna de Yanamate.

sobre su superficie, lo que provoca que se repelan las demás partículas suspendidas de igual condición, lo que no permite que se formen masas mayores que tengan el peso suficiente para precipitarse. La coagulación con cal desestabiliza estos coloides al neutralizar las fuerzas que los mantiene separados y formar flóculos más grandes y pesados. La cal se aplica en forma de hidróxido de calcio comúnmente para alcanzar máxima absorción de impurezas en el proceso de floculación, se filtra entonces el agua para remover sólidos suspendidos antes de entrar a una columna de absorción de carbón. Este tratamiento se puede aplicar en una sola etapa en donde se efectúe la mezcla rápida de agua residual cruda con una lechada de cal, empleándose para tal efecto un agitador tipo turbina y obteniéndose una floculación, la cual se sedimenta para separar los lodos y el líquido. En esta etapa es muy importante la calidad del mezclado, ya que, para destruir la estabilidad del sistema coloidal, las partículas se deben aglomerar y esto se consigue al hacerlas chocar con el mezclado. El punto óptimo se debe de encontrar entre un mezclado de gran intensidad que promueva las colisiones rápidas y al mismo tiempo, que no sea demasiado intenso como para que provoque el rompimiento de los flóculos, ya que éstos difícilmente se vuelven a formar en su tamaño y fuerza óptimos. Se recomienda que la agitación intensa dure pocos minutos y pase a un tanque de sedimentación donde se realice la separación de los contaminantes. El agua obtenida ocasionalmente se carbonata antes de pasar al filtro o bien puede aplicarse en dos etapas en donde después de la floculación se efectúen dos etapas de sedimentación, cada una con su correspondiente carbonatación antes de pasar al filtro. Los coagulantes empleados en el tratamiento físico-químico han sido objeto de múltiples investigaciones y pueden ser usados solos o en combinación. Las principales características de cada uno de los coagulantes más usados se enlistan a continuación A. TRATAMIENTO PRIMARIO: En algunas plantas de tratamiento, el agua de drenaje cruda se trata inmediatamente con cal hidratada (hidróxido de calcio) a un pH >12 para facilitar la sedimentación primaria de materia orgánica y sólidos disueltos (esto es similar al tratamiento de suavización en el agua potable y es también efectivo en la remoción de fosfatos). Este proceso produce un alto volumen de lodo primario. El agua residual clarificada se aérea para ajustar el pH a 7-8 y a continuación se lleva a efecto el tratamiento biológico antes mencionado. Precisamente en un estudio efectuado por la EPA en la Cd. de San Antonio, Texas se introdujo óxido de calcio como tratamiento primario encontrándose que es excelente para eliminar virus y disminuir la carga orgánica para el tratamiento secundario. B. TRATAMIENTO SECUNDARIO: El tratamiento secundario involucra diferentes formas de remoción de materia orgánica y nitrogenada, después el efluente es desinfectado y descargado. Las dos corrientes de lodo primario y secundario (3-4% sólidos) se mezclan y acondicionan con polímeros o sales férricas y cal hidratada para remover el agua por filtración. El acondicionamiento involucra el tratamiento biológico,

químico y/o físico a un flujo de lodos para mejorar la remoción de agua. Es un proceso de dos fases las cuales consisten en su desestabilización y floculación. La secuencia óptima para añadir el acondicionador se determina por prueba y error cuando se emplean dos o más de ellos. Por ejemplo, cuando se emplean cloruro férrico y cal hidratada el FeCl, es el que se añade primero y al hidrolizarse en el agua, forma iones de hierro solubles y complejos que neutralizan los sólidos negativamente cargados del lodo y formando agregados.La cal hidratada se emplea conjuntamente, proporciona control de pH, reducción de olores y desinfección. El carbonato de calcio que se forma de la reacción del hidróxido de calcio y bicarbonato, proporciona una estructura granular que incrementa la porosidad del lodo lo que permite tener un mejor desaguado en el proceso de filtrado. La dosificación varía grandemente según el proceso utilizado en el tratamiento y así en el caso de la cal hidratada o hidróxido de calcio puede ir desde 70 hasta 250 kilogramos por tonelada de sólidos contenidos en los lodos. La torta del filtro resultante (25-30% sólidos) se aplica en terrenos agrícolas o en rellenos sanitarios. C. TRATAMIENTO TERCIARIO: A medida que la legislación ambiental se vuelve más rígida en cuanto a la descarga de aguas tratadas y el objetivo a alcanzar es también disminuir nitrógeno y fósforo, así como algunos virus, se han desarrollado otros procesos terciarios en los cuales tiene aplicación la cal hidratada. Tenemos entre otros, la remoción de fósforo y fosfatos en donde se emplea cal, sulfato de aluminio o sales de hierro, obteniéndose una eliminación de fósforo del 95 al 98% con la ventaja de remover también sólidos suspendidos, materia orgánica, reducir el contenido de organismos coliformes y de virus, así como de metales pesados. Otro proceso empleado es la desorción de amoniaco que consiste en elevar el pH del agua a un nivel tal que todo el nitrógeno amoniacal presente en el agua se convierta en amoniaco, el cual se disipa a la atmósfera. Este proceso resulta muy efectivo en climas cálidos y cuando se utiliza después de un proceso de coagulación con cal hidratada su costo es muy bajo. Control de olores Las plantas de tratamiento están plagadas de olores ofensivos, mayormente sulfuro de hidrógeno; el cual también puede causar corrosión en las tuberías. Se pueden controlar estos olores manteniendo el pH de tal forma que los sulfuros permanezcan en solución y no escapen como gas. Esto también previene la corrosión. Aquí se puede emplear cal hidratada en suspensión. PROCESOS QUIMICOS DURANTE LA ALCALINIZACION DE AGUAS ACIDAS La generación de agua acida se da mediante: PAG +O2+ H2O= AGUUA ACIDAD Por lo general los drenajes ácidos de mina (DAM) son producto de la oxidación de la pirita, que en contacto con la atmosfera y presencia de agua genera acidez.

FeS2+ 7/2O2+4 H2O=2 H+ + 2SO42- + Fe2+ FeS2+ 14 Fe 3+ + 8H2O= 15 Fe 2+ +2SO4 2- +16H+ Liberando sulfatos y Fe, junto con otros elementos como As, Cd, Co, Ni, Pb, Cr, etc. Que en mayor o menor proporción forman parte de la pirita, produciendo un lixiviado toxico. Los productos de la oxidación de la pirita son el Fe 2+ disuelto, sulfato (2SO4 2- ) y protones (H+, ion acido), que es la medida de la acides generada. En presencia de suficiente oxidante, ocurre la siguiente reacción: Fe 2+ +1/4O2 +H+= Fe 3++ 1/2H2O Si las condiciones de acides de un agua acida varían a más 3,5 de PH se precipita el hidróxido férrico, que es de color amarillo-café. Fe 3++ 3H2O= Fe (OH)3(solido)+3H+ En un proceso de neutralización cuando los carbonatos se agotan, el consumo de acidez se da a través de algunos hidróxidos metálicos como Al (OH)3 y el Fe (OH)3, de acuerdo a las siguientes reacciones. Al (OH)3 +3H+=AL 3+ +3H2O pH entre 4,0 - 4,3 Fe (OH)3 + 3H+ =Fe3+ +3H2O pH menor a 3,5 OXIDO DE CALCIO: Es llamado también cal, esta es una sustancia alcalina constituida por oxido de calcio (CaO), de color blanco, que al contacto con el agua se hidrata o se apaga, con desprendimiento de calor. A su vez es un producto altamente cáustico con un pH básico y que forma hidróxido en contacto con el agua, cabe remarcar que los hidróxidos (OH-) tienen afinidad por los ácidos (H+) para formar agua; como se muestra en la siguiente reacción: CaO+H2O= Ca +2 +2OHOH- +H+= H2O Los procesos de neutralización de agua acida con cal hidratada (CaO) es comúnmente usadas por las empresas mineras para alcanzar máxima absorción de impurezas en el proceso de floculación ya que demanda de bajos costos, generando un ambiente de baja contaminación. Ya que los drenajes ácidos de mina hoy en día se han vuelto un gran problema ambiental si no se hace un tratamiento adecuado. El pH adecuado para un excelente tratamiento de estas aguas es de 10, ya que a este pH se produce la máxima reacción de metales pesados entre ellos los metales más difíciles de precipitar como el cromo, zinc y plomo; haciendo que estos se conviertan en sólidos para luego poder sedimentar y tener un agua mucho más claro y alcalino; ya que este tipo de agua es más fácil de tratar y no causa daños en la piel como las aguas acidas.

La reacción química que se produce usando el método de neutralización con cal es la siguiente: Ca(OH) 2+ H2SO4 CaSO4+ 2H2O5 2 Fe SO4+ H2SO4 + ½ O2 Fe2(SO4)3 + H2O Fe2(SO4)3 + 6H2O Fe2(OH3)SOLIDO+ H2O Fe2(SO4)3  Fe2O3 SOLIDO +3 H2O Durante el proceso de alcalinización de aguas ácidas se observará la variación de color debido a que los metales a medida que se incrementa el pH comienzan a volverse sólidos, cuanto más sea el pH más oscuro será el color la muestra. Además, el uso del FLOCULANTE es necesario en el proceso de sedimentación ya que es una sustancia química comúnmente orgánica que aglutina sólidos en suspensión una vez efectuada su coagulación, provocando su precipitación. TIPOS DE PRECIPITACION: a. PRECIPITACION CON SULFURO: Como agente precipitante se puede emplear sulfuro de sodio, sulfihidratado de sodio, acido sulfurico, e incluso generacion microbial de estos compuestos. Cu 2+ + S 2-  CuS(SOLIDO) Se aplica a iones tales como , Hg,Cu,Pb,Cd,Sn,Zn,Co,Ni. b. PRECIPITTACIO POPR DEMENTACION: Como precipitante se emplea Fe y Zn ( granallas, viruta metalica o simplemente chatarra): Cu 2+ + Fe 0  Cu 0(SOLIDO) + Fe 2+ Se aplica a iones tales como , Ag, Pd,Pt,Cu,Co,Ni,Cd. c. PRECIPIACON POR CARBONATOS: Como recipitante se emplea CO2 Ca 2+ + CO2 +H2O  CaCO 3(SOLIDO) + 2H+ Es aplicable a varios metales. d.

PRECIPITACION POR REDUCCION CON SO2 Pb 3+ +SO2 (GASEOSO) +2H2O  H2 SO4 + 2H+ Es aplicable a Cu, Au, Se

Para la elaboración de esta práctica en tres recipientes de aproximadamente 15625 cm3 que es equivalente a 15,625 L, se vertió aproximadamente 8 L de agua en cada una de ellas; en donde se realizó un proceso de neutralización y alcalinización de agua acida para ello empleo óxido de calcio(CaO) con 80% de pureza.

CELDA 1– pH 8,00

 La

Variación de pH

TEMPERATURA

INICIO 1 2 3 4 5 6 7

Peso de CaO

N° Procesos

muestra de agua de la laguna de Yanamate fue vertido a un recipiente de vidrio en donde ingreso con un pH de 1,55 a una temperatura de 11,16 °C; se deseó elevar el pH de este hasta aproximadamente un pH de 8 para obtener una neutralización y ligera alcalinidad para así más adelante poder remediar esta agua, para ello se empleó 110 g de óxido de calcio, llegando así a un pH de 8,00, a una temperatura de 13,3 °C. La relación que se tomó para la neutralización de esta agua es la que se muestra en el cuadro.

0 20 40 60 80 100 105 110

1.55 2.15 3.10 4.37 5.38 6.09 6.27 8.00

11.16 11.8 12.2 12.6 12.9 13.2 13.2 13.3

 Para finalizar este proceso de neutralización se añadió 2g de floculante para acelerar la precipitación.

 El inicio de la precipitación fue a las 03:36 del día 05 de octubre, y a partir de ese momento se controló 2 minutos para poder medir el tamaño de precipitado según este desciende por en periodo de 10min.

Así mismo a aproximadamente 24 horas se volvió a medir el pH y este se encontraba a un pH 7,70 y una temperatura de 10,8 ºC; como también se medió la altura del precipitado, para el entendimiento se elaboró el siguiente cuadro.

N° INICIO 1 2 3 4 5 6 7

HORA 03:36:00 a.m. 03:38:00 p.m. 04:40:00 p.m. 04:42:00 p.m. 04:44:00 p.m. 04:46:00 p.m. 04:48:00 p.m. 24h

VOLUMEN ALTURA DEL VOLUMEN DE AGUA PRECIPITADO EN LITROS LIMPIA 14 8.75 0 10.6 6.625 2.125 7.5 4.6875 4.0625 5.6 3.5 5.25 4.3 2.6875 6.0625 3.6 2.25 6.5 3.3 2.0625 6.6875 2.4 1.5 7.25

OBSERVACIONES:

Durante el proceso de neutralización de observo que el color del agua vario desde un amarillo rojizo (color original) a un color anaranjado oxido cuando se encontraba en un pH aproximado de 5,25 y a medida que la muestra se iba neutralizando el color cambio a un color verdoso no tan oscuro, esto se debe a que los metales pesados que contenía nuestra muestra de agua reaccionaron y se hicieron sólidos para luego precipitar. Al agregar 2g de floculante la precipitación fue mucho más rápido, en el cuadro se muestra la altura de precipitación y el volumen de agua limpia. En la medición después de 24 horas se observa que el ph desciende a 7,70 y la temperatura se encuentra en 10,8 ºC.

También se pudo observar que durante el proceso de agitación manual la temperatura se vio incrementada levemente debido a la fricción (agua – agitador) en donde existió una leve transferencia de calor.

CELDA 2 – pH

9,02



INICIO 1 2 3 4 5 6

0 20 40 60 80 100 120

1.55 2.08 3.12 4.46 5.50 6.11 9.04

TEMPERATURA

Nº Procesos

Peso de CaO Variación de pH

En este recipiente también la muestra de agua de la laguna de Yanamate ingreso con un pH de 1,55 a una temperatura de 11,16 °C; en donde ahora nuestro pH a alcanzar era de 9.04, se utilizó 120 g de óxido de calcio, alcanzado así un pH de 9,04 y una temperatura de 13,3 °C, la relación tomada mostraremos en la siguiente tabla.

11.2 11.7 12.2 12.5 12.8 13 13.3



Por último, se añadió 2g de floculante para acelerar la precipitación.



El inicio de la precipitación fue a las 03:36 del día 05 de octubre, y a partir de ese momento se controló 2 minutos para poder medir el tamaño de precipitado según este desciende por un periodo aproximado de 10 min. Así mismo después de 24 horas se volvió a medir el pH y este se encontraba a un pH 8,40 y una temperatura de 10,8ºC; como también se medió la altura del precipitado; en el siguiente cuadro detallaremos los datos obtenidos en este punto.

Nº

HORA

INICIO

03:36:00 a.m.

1

03:38:00 p.m.

2

04:40:00 p.m.

3

04:42:00 p.m.

4

04:44:00 p.m.

5

04:46:00 p.m.

ALTURA DEL PRECIPITADO

13.8 7.3 6.2 5.5 4.3 3.8

VOLUMEN EN LITROS

8.625 4.5625 3.875 3.4375 2.6875 2.375

3

6 24h .

1.875

OBSERVACIONES: En el proceso de alcalinización de 1,55 a 9,04 se observó que a medida que se añadía oxido de calcio CaO el color del agua vario desde un amarillo rojizo (color original) a un color anaranjado oxido cuando se encontraba en un pH aproximado de 5,50 y a medida de que la muestra llegaba al pH deseado el color cambio a un color verdoso debido a la que los metales pesados presentes en la muestra reaccionaron y se hicieron sólidos para luego precipitar. Al agregar 2g de floculante la precipitación fue mucho más rápido, en el cuadro se muestra la altura de precipitación y el volumen de agua limpia. En la medición después de 24 horas se observa que el pH desciende a 8,40 y la temperatura se encuentra en 10,8 ºC. También se pudo observar que durante el proceso de agitación manual la temperatura se vio incrementada levemente debido a la fricción y el desprendimiento leve de calor cuando la cal entro a contacto con el agua CELDA 3 (ALCALINO) – pH

10.02

 En este recipiente se deseó elevar el pH a 10.02, para ello se utilizó 127 g

Variación de pH

TEMPERATURA

INICIO 1 2 3 4 5 6 7

0 1.55 20 2.12 40 3.14 60 4.47 80 5.50 100 6.22 120 8.26 127 10.02

11.2 11.8 12.2 12.6 12.8 13.1 13.4 13.2

Peso de CaO

Nº Procesos

de óxido de calcio ya que nuestra muestra ingreso con un pH de 1,55 a una temperatura de 11,16 ºC, y al final del proceso de agitación manual alcanzo un pH de 10,02 a una temperatura de 13,2 ºC. La relación que se utilizó es la que se muestra en la tabla.

 Añadimos 2g de floculante para acelerar la precipitación una vez de haber obtenido el pH deseado.

 Para este recipiente el inicio de la precipitación comenzó a 03:36 del día 05 de 0ctubre, y a partir de ese momento se controló 2 minutos para poder medir el tamaño de precipitado según este desciende por en periodo de 10 min. Así mismo también se midió el pH después de 24 horas, en donde se encontraba a un pH de 9,02 y una temperatura de 10,9 ºC; como también se medió la altura del precipitado, en el siguiente cuadro detallaremos los datos obtenidos.

Nº INICIO 1 2 3 4

HORA 03:36:00 p.m. 04:36:00 p.m. 05:36:00 p.m. 06:36:00 p.m. 07:36:00 p.m.

ALTURA DEL VOLUMEN PRECIPITADO EN LITROS 14 8.75 8 5 7.2 4.5 6.9 4.3125 6.4 4

OBSERVACIONES: En el proceso de llevar el pH de 1,55 a 10,02 se observó que a medida que se añadía oxido de calcio CaO el color del agua vario desde un amarillo rojizo (color original) a un color anaranjado oxido en un pH aproximado de 5,67 y a medida de que la muestra se hacía alcalina el color cambio a un color verdoso oscuro, este color se debe a que los metales pesados más frecuentes en estas aguas precipitaron como también los metales mucho más difíciles en precipitar como el Cromo (Cr), Zinc(Zn) y Plomo(Pb) al reaccionar con el Óxido de Calcio. Al agregar 2g de floculante se aceleró la precipitación, en el cuadro se recolecto los datos en donde mostramos la altura de precipitación y el volumen de agua limpia durante un determinado periodo de tiempo. Así mismo en la medición después de 24 horas se observa que el pH desciende a 9,02 y la temperatura se encuentra en 10,9 °C. También se pudo observar que durante el proceso de agitación manual la temperatura se vio incrementada levemente debido a la fricción (agua – agitador) en donde existió una leve transferencia de calor de aproximadamente 3°C.’

Variación de pH desde 1,55 a 8,00

Variacion de pH desde 1,48 a 7,02 TEMPERATURA

14.00 12.00 0, 11.16

10.00

80, 12.9

40, 12.2 60, 12.6

20, 11.8

8.00

110, 8.00

6.00 80, 5.38

4.00

pH

110, 13.3 100,105, 13.2 13.2

105, 6.27 100, 6.09

Variacion de pH TEMPERATURA

60, 4.37

2.00 0, 1.55

0.00 0

20, 2.15

20

40, 3.10

40

60

80

100

120

Peso de CaO en gramos

Diagrama de precipitación

PRECIPITANCION CON 2g de FLOCULANTE 16 14

03:36:00 a.m., 14

ALTURA

12

03:38:00 p.m., 10.6

10 8

04:40:00 p.m., 7.5

6

04:44:00 p.m., 4.3 04:48:00 p.m., 3.3 04:46:00 p.m., 3.6

4 2 0

12:00:00 AM

ALTURA DEL PRECIPITADO

04:42:00 p.m., 5.6

12:00:00 AM

12:00:00 AM

12:00:00 AM

12:00:00 AM

HORA

12:00:00 AM

12:00:00 AM

12:00:00 AM

12:00:00 AM

CELDA 2

Variación de pH desde 1,55 a 9,02

Variacion de pH desde 1,55 a 8,02 TEMPERATURA

14.00 12.00

100, 13

120, 13.3

20, 11.7 0, 11.16

10.00

120, 9.04

8.00 6.00

TEMPERATURA

40, 3.12

2.00 0.00

Variacion de pH

100, 6.11 80, 5.50 60, 4.46

4.00

pH

80, 12.8

60, 12.5

40, 12.2

0, 1.55

20, 2.08

0

50

100

150

Peso de CaO en gramos

Diagrama de precipitación

CURVA DE PRECIPITACION SIN FLOCULANTE 16 14

03h36.00, 13.8

12

03h38.00, 11.8

ALTURA

10 8

03h40.00, 8 03h42.00, 6.6

6

03h44.00, 5.5 04H46H00,05H48H00, 5 4.8

4 2

0 0

2

4 HORA

6

8

ALTURA DEL PRECIPITADO

PRECIPTACION CON 2g de floculante 16 14 , 13.8

ALTURA

12 10 8

ALTURA DEL PRECIPITADO

03:38:00 p.m., 5.5

HORA, 7.3

6

03:36:00 a.m., 6.2

4

04:40:00 p.m., 4.3 04:42:00 p.m., 3.8

2

0 12:00:00 AM12:00:00 AM12:00:00 AM12:00:00 AM12:00:00 AM HORA

CELDA 3

Variación de pH desde 1,55 a 10,01

Variacion de pH desde 1,48 a 10,01 TEMPERATURA

16.00 14.00 12.00 10.00

0, 11.16

20, 11.8

40, 12.2

60, 12.6

100, 13.1

8.00

Variacion de pH

120, 8.26

80, 5.50

TEMPERATURA

100, 6.22

60, 4.47

4.00

40, 3.14

2.00 0.00

120,127, 13.413.2

127, 10.01

6.00

pH

80, 12.8

20, 2.12 0, 1.55

0

50

100

Peso de CaO en gramos

150

Diagrama de precipitación

PRECIPITACION SIN FLOCULANTE 16

3:36:00 AM, 13.8 3:38:00 AM, 11.8 3:40:00 AM, 10 3:42:00 AM, 8.3 3:44:00 AM, 7.1 3:46:00 AM, 6.3 3:48:00 AM, AM, 3:50:00 5.65 5.3

ALTURA DE PRECIPITACION

14 12 10 8 6 4

ALTURA DEL PRECIPITADO

2 0 3:33:07 3:36:00 AM 3:38:53 AM 3:41:46 AM 3:44:38 AM 3:47:31 AM 3:50:24 AM 3:53:17 AM AM TIEMPO

PRECIPITACION CON 2g DE FLOCULANTE 16

03:36:00 p.m., 14

14

ALTURA

12 10 8

04:36:00 p.m., 8

06:36:00 p.m., 6.9 05:36:00 p.m., 7.2

6

07:36:00 p.m., 6.4

4 2 0

12:00:00 AM

12:00:00 AM

12:00:00 AM

12:00:00 AM

HORA

12:00:00 AM

12:00:00 AM

12:00:00 AM

ALTURA DEL PRECIPITADO



 

Para determinar el volumen total de recipiente se midió uno de los lados del recipiente ya que nuestros recipientes tenían forma cubica, entonces: VOLUMEN TOTAL = 25 cm ancho*25 cm altura*25 base= 156255 cm3 VOLUMEN TOTAL =156255 cm3 equivale a 15,625 L Volumen de muestra de agua acida por recipiente se midió con la ayuda de una probeta de 2L Volumen final para los tres recipientes se calcula teniendo la altura del líquido en el recipiente y aplicando la siguiente formula: ALTURA DEL LIQUIDO*ANCHO* BASE= VOLUMEN FINAL 13.8 cm *25 cm *25 cm = 8625 cm3 equivale a 8,625 L



Para determinar la altura del precipitado nos ayudamos de una regla; obteniendo este dato para los distintos tiempos y distintas muestras podremos determinar el volumen del precipitado y el volumen del agua limpia, teniendo en cuenta el volumen Final. VOLUMEN DEL PRECIPITADO: Vp= Ap *Ar* Br*C …… (I) Dónde: Vp: volumen de precipitado Ap: altura de precipitado (cm) Ar: ancho de recipiente (cm) Br: base del recipiente (cm) C: Constante 0,001 para convertir cm3 a L VOLUMEN DEL AGUA LIMPIA: Va=Vf - Vp……. (II) Dónde: Va: volumen de agua limpia (L) Vf: volumen final (L) Vp: volumen del precipitado (L)

Aplicando (I) y (II) obtenemos los siguientes resultados: Midiendo cada cierto tiempo podemos observar las alturas de agua limpia y la altura del precipitado de cal y con las formulas empleadas sacamos el volumen de los mismos.

CELDA 1- pH 8,00 

Nº

CON 2g DE FLOCULANTE

HORA

AGUA LIMPIA

ALTURA DEL PRECIPITADO

VOLUMEN DE PRECIPITADO (ml)

VOLUMEN EN LITROS

VOLUMEN DE AGUA LIMPIA

14

8750

8.75

0

INICIO

03:36:00 a.m.

0

1

03:38:00 p.m.

3.4

10.6

6625

6.625

2.125

2

04:40:00 p.m.

6.5

7.5

4687.5

4.6875

4.0625

3

04:42:00 p.m.

8.4

5.6

3500

3.5

5.25

4

04:44:00 p.m.

9.7

4.3

2687.5

2.6875

6.0625

5

04:46:00 p.m.

10.4

3.6

2250

2.25

6.5

6

04:48:00 p.m.

10.7

3.3

2062.5

2.0625

6.6875

11.6

2.4

1500

1.5

7.25

7 24h

CELDA 2- pH 9,04 

Nº

HORA

SIN FLOCULANTE

AGUA LIMPIA

VOLUMEN DE ALTURA DEL PRECIPITADO PRECIPITADO (ml)

VOLUMEN DE AGUA LIMPIA (L)

VOLUMEN EN LITROS

INICIO

03h36.00

0

13.8

8625

8.625

0

1

03h38.00

2

11.8

7375

7.375

1.25

2

03h40.00

5.8

8

5000

5

3.625

3

03h42.00

7.2

6.6

4125

4.125

4.5

4

03h44.00

8.3

5.5

3437.5

3.4375

5.1875

4 04H46H00

8.8

5

3125

3.125

5.5

4 05H48H00

9

4.8

3000

3

5.625



CON 2g DE FLOCULANTE

AGUA LIMPIA

ALTURA DEL PRECIPITADO

VOLUMEN DE PRECIPITADO (ml)

VOLUMEN EN LITROS

VOLUMEN DE AGUA LIMPIA (L)

Nº

HORA

INICIO

03:36:00 P.m.

0

13.8

8625

8.625

0

1

03:38:00 p.m.

6.5

7.3

4562.5

4.5625

4.0625

2

04:40:00 p.m.

7.6

6.2

3875

3.875

4.75

3

04:42:00 p.m.

8.3

5.5

3437.5

3.4375

5.1875

4

04:44:00 p.m.

9.5

4.3

2687.5

2.6875

5.9375

5

04:46:00 p.m.

10

3.8

2375

2.375

6.25

6

24h .

3

1875

1.875

6.75

10.8

CELDA 3- pH 10,02 

SIN FLOCULANTE

AGUA LIMPIA

ALTURA DEL PRECIPITADO

VOLUMEN DE PRECIPITADO (ml)

Nº

HORA

INICIO

03h36.00

0

13.8

1 03h38.00

2

11.8

2 03h40.00

3.8

10

3 03h42.00

5.5

8.3

4 03h44.00

6.7

7.1

5 03h46.00

7.5

6.3

6 03h48.00

8.15

5.65

7 03h50.00

8.5

5.3



Nº

03:36:00 p.m.

1

8625 7375 6250 5187.5 4437.5 3937.5 3531.25 3312.5

0 1.25 2.375 3.4375 4.1875 4.6875 5.09375 5.3125

04:36:00 p.m.

AGUA LIMPIA

ALTURA DEL PRECIPITADO

VOLUMEN DE PRECIPITADO (ml)

VOLUMEN DE AGUA LIMPIA (L)

VOLUMEN EN LITROS

0

14

8750

8.75

0

6

8

5000

5

3.75

2 05:36:00 p.m.

6.8

7.2

4500

4.5

4.25

3 06:36:00 p.m.

7.1

6.9

4312.5

4.3125

4.4375

7.6

6.4

4000

4

4.75

4

24 H

Celda 1 -

pH inicial (sin floculante)

1,55

Celda 2 1,55

-

pH en 24h con floculante pH en 7 días

7.70

8.40

9.02

6,94

7,55

8,34

-

8.625 7.375 6.25 5.1875 4.4375 3.9375 3.53125 3.3125

CON 2g DE FLOCULANTE

HORA

INICIO

VOLUMEN DE AGUA LIMPIA (L)

VOLUMEN EN LITROS

Celda 3 1,55

Observaciones El pH de la laguna como bien sabemos está altamente acido. Una vez agregado la cal y con la sedimentación más concisa se ve El pH

Para cumplir con la normativa ambiental de descarga, el pH de las aguas de descarga debe estar por encima de 6 por lo que el consumo de cal mínimo será de 0,6 gramos de cal por litro de agua ácida tratada.

En la elaboración del informe final se consideraron las siguientes preguntas como base de discusión de trabajo; ¿Por qué se utiliza oxido de calcio para elevar el pH de aguas ácidas? ¿Por qué elevamos el pH 10,01? ¿A qué se debe el aumento de temperatura en el proceso de agitación manual? ¿Se puede determinar también la velocidad de precipitación? La respuesta de cada una de ellas fue: Que al mezclarse con el agua forma una base y cuando se tiene una reacción química de un ácido con una base se neutralizan formando algún tipo de sal más agua. Debido a que la mayoría de metales se sedimenta a PH mayor a 9 El incremento de temperatura se debe a que la reacción ocasionada con la cal es una reacción exotérmica y también se le puede agregar a que el movimiento también genera un poco de calor. Si podemos determinar la velocidad de sedimentación empleando los datos que obtuvimos como la distancia en un tiempo determinado de precipitación.

 Del presente trabajo se aprendió un pre tratamiento de aguas acidas

mediante la alcalinización de aguas acidas utilizando la CAL en un proceso de agitación manual, durante este proceso se observó el cambio de color este debido a que los diferentes metales que empezaron a precipitar durante la Variación de pH, además también se observó que la temperatura durante el proceso vario debido a que existió desprendimiento de calor al momento de que la cal entro en contacto con el agua.

 Por otro lado, para conocer la función del floculante en estos procesos

se evaluaron la precipitación con y sin floculante en las celdas 2 y 3. En estas celdas se observaron que en proceso de sedimentación con floculante fue mucho más rápido como también el agua empezó a clarificarse , pero el PH tuvo un leve descenso no más de 1, esto es debido a que el floculante en cierta parte contenía una pequeña cantidad de ácidos.

 Este proceso de alcalinización de aguas acidas por celdas nos ayuda para diseñar una planta de tratamiento de aguas acidas.

Por lo tanto de manera general podemos concluir que los procesos de tratamiento de aguas acidas utilizando Cal es una de las maneras más simples y económica de solucionar este tipo de problemas y además es comúnmente muy utilizada por distintas empresas mineras, por el conocimiento adecuado es de mucha importancia, ya que de este dependerá nuestro desempeño laboral.

  

http://blog.condorchem.com/tratamiento-de-aguas-acidas-enmineria/ http://www.quimtiamedioambiente.com/blog/tratamientoaguas-acidas-mineria-drenaje-acido-minas/ https://es.scribd.com/doc/29461552/Tratamiento-de-AguasAcidas-de-Mina