Precipitación De Hidróxidos Metálicos
El método usado más común para quitar los iones solubles del metal es precipitar el ion como hidróxido metálico. El proceso puede ser automatizado y controlado fácilmente por un controlador simple del pH. Elevando el pH de la solución con un material alcalino común tal como cal o hidróxido del sodio (sosa), los compuestos metálicos se convierten en insolubles y son precipitados en la solución. Aquí le mostramos la curva de solubilidad de los metales, que muestra la solubilidad de los hidróxidos metálicos en relación con el pH.
Por ejemplo, el cobre: A un pH de 6.0, el cobre (Cu) tiene una solubilidad de 20 mg/l y en un pH de 8.0 la solubilidad es 0.05 mg/l.
El níquel tiene una curva similar pero ocurre en 3 puntos de pH más altos. Es decir, en un pH de 8.0 el níquel (Ni) tiene una solubilidad de 70 mg/l y en un pH de 10.2 la solubilidad es 0.1 mg/l.
Varios metales tales como cromo y zinc son amphotericos, o sea que son solubles en las condiciones alcalinas y ácidas. El cromo alcanza su menor solubilidad teórica de 0.08 mg/l a un pH de 7.5.
Si el cromo y el níquel están presentes en una misma solución, debe ser elegido un mismo valor de pH que precipite ambos iones. Es común utilizar un pH de 9.0 - 9.5 para precipitar ambos metales.
La solubilidad teórica generalmente no existe en la práctica. El coagulante metálico tal como cloruro férrico sulfato de aluminio se utiliza generalmente para acelerar la coagulación y la precipitación de los metales pesados. Incluso cuando no están agregados pueden estar presentes de otros procesos metálicos El hidróxido férrico y/o el hidróxido de aluminio precipitan y tienden para formar el coprecipitado con el níquel y el cromo.
Las limitaciones para la descarga de efluentes como el cromo y el níquel son 2.4 mg/l para descarga en alcantarilla en cualquier ciudad de Estados Unidos. Para conocer las regulaciones mexicanas, puede revisar Normas Oficiales Mexicanas para el Control de la Contaminación A un valor de pH de 9 - 9.5 precipitarán generalmente ambos iones a su nivel requerido por las normas.
Si el cromo se debe precipitar a un nivel menos de 0.5 mg/l el pH se debe operar en 7.0-8.0. Si el níquel esta presente debe ser precipitado como ion metálico de sulfuro. El cromo no forma precipitados insolubles de sulfuro y se debe precipitar como hidróxido entre 7.0 - 8.0.
Complejos De Amoniaco
La mayoría de los iones de metales pesados precipitan fácilmente elevando el nivel de pH de la solución, formando el compuesto respectivo de hidróxido de metal. Se anexa la curva de precipitación de los hidróxidos metálicos (abajo).
Ciertos iones de metal, sobre todo de cobre, zinc y cadmio forman fácilmente complejos metálicos con amoníaco. El complejo de amoniaco de metal permanece soluble en valores de pH más altos que prohiben la precipitación del hidróxido metálico. Hay varios métodos usados convencionalmente para destruir el complejo de amonio y para precipitar este ion metálico.
El ion del amoníaco se puede destruir por la oxidación con cloro u ozono. La eliminación del amoníaco destruye el complejo. Sin embargo, el costo es muy alto, comparado a otros métodos.
La adición de ión ferroso soluble como el sulfato ferroso o cloruro ferroso coprecipitará el ion metálico con el hidróxido del hierro.
Solubilidad Del Sulfuro
El método más económico es agregar iones solubles de sulfuro y romper el complejo de amoniaco precipitando los compuestos metálicos. La tabla que se muestra abajo muestra la solubilidad de los compuestos. El sulfuro de cobre, por ejemplo, es un compuesto muy insoluble y la presencia de solubles precipitados de cobre disocia del complejo de amoniaco. Al final, el cobre es removido del complejo y se precipita como sulfuro de cobre. El amoníaco permanece en la solución.
La precipitación del sulfuro se puede lograr con un sulfuro inorgánico o varios compuestos orgánicos ricos de sulfuro.
