Estudio sobre el aprovechamiento industrial de dos residuos sólidos, kanemita y octosilicato, como intercambiadores iónicos en el campo de los detergentes

• Autores: Isabel Patricia Sarvisé Anzano, Gloria Gea Galindo, Miriam Oliva Alcubierre
• Localización: Kalium: revista de Ingeniería Industrial de la Escuela Universitaria Politécnica de Huesca, ISSN 1132-8096, Nº. 9, 2008, págs. 87-88
• Idioma: español
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• Resumen

  • En el proceso de fabricación de silicatos sódicos solubles se genera un residuo sólido con su posterior acumulación. Entre estos residuos podemos destacar la Kanemita, y el Octosilicato, cuyos residuos pertenecen a la familia de los silicatos laminares hidratados. Estos silicatos son conocidos por su posible capacidad de intercambio iónico. La generación de estos silicatos provocan un problema medioambiental, por eso, las empresas de este sector, están volcadas en evaluar la posiblidad de poderlos aprovechar industrialmente. Debido a sus propiedades de intercambio iónico y a la simulitud entre su fórmula molecular y la de la Zeolita 4A (ya presentan cationes Sodio y protones en su estructura), se pretende estudiar si, ambos silicatos pueden ser utilizados como intercambiadores iónicos para la eliminación de la dureza del agua, y en tal caso, darles una aplicación industrial como sustitutivos de los fosfatos en las mismas. De esta manera fomentaremos su valorización y, y el aprovechamiento industrial además de minimizar el problema medioambiental de la autrofización generado por los fosfatos que actualmente se emplean en la composición de los detergentes. También supondría una diversificación en cuanto a las materias primas emmpleadas en la industria de los detergentes, y en consecuencia un avance económico para la misma, puesto que aumentaría la competitividad del mercado.

    El principal objetivo de este proyecto es la caracerización de la propiedades de intercambio catiónico, concretamente Calcio Magnesio, con los cationes presentes en la Kanemita y el Octosilicato, en las condiciones de operación típicas de un detergente. Además, para comprobar si es factible o no dicho intercambio en este campo, se ha considerado interesante realizar un estudio comparativo de los resultados obtenidos utilizando ambos silicatos como intercambiadores iónicos, con los de la Zeolita 4A. Para ello, en este trabajo se han realizado una serie de experimentos a escala de laboratorio, con el objetivo de determinar las isotermas de intercambio iónico para ambos cationes, Calcio y Magnesio, utilizando como intercambiadores el Octosilicato, la Kanemita y la Zeolita 4A, en el intervalo de las temperaturas de operación caracerístico de los detergentes, es decir, entre 25 y 50 ºC. además se ha realizado también un estudio de las isotermas de intercambio iónico a los diferentes diámetros de partícula de Kanmita y Octosilicato para comprobar si influye en la capacidad de intercambio.

    Por útlimo, se han realizado una serie de experimentso utilizando Kanemita y Zeolita como intercambiadores, con un caso real, el agua de la ciudad de Huesca, en el que existe ambos cationes en la misma disolución.

    Para cuantificar los resultados hemos elegido como sistema de medida la espectroscopia de absorción atómica y así tras la medición obtener las isotermas de intercambio iónico para ambos cationes y para cada intercambiador empleado, además también se hace uso de un electrodo selectivo de dureza para seguir la evolución de los cationes a lo largo del tiempo.

    Como conclusión general del estudio podríamos de cir que la capacidad de intercambio iónico de los tres intercambiadores para el Calcio y el Magnesio tienen el mismo orden de magnitud en las condiciones de operación que hemos estudiado, y por lo tanto ambos silicato se podrán emplear en combinación con la Zeolita 4A en los detergentes y así disminuir la dureza del agua.

    Los intercambiadors que hemos evaluado intercambian mejor el Magnesio que el Calcio en el intervalo de operación que hemos estudiado y demás de Kanemita es más eficaz como intercambiador para ablandar las aguas. También es más eficaz que la Zeolita para el intercambio de Magnesio, y bajo algunas condiciones de operación, cuando las concentraciones de Calcio en el equilibrio son superiores a 0.01 M, más eficaz para el intercambio de Calcio.