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4»0Se desarrollaron pruebas de adsorción con soluciones reales en columnas empacadas variando la razónalto/ancho de columna en un rango entre 3-10, como también diferentes flujos (entre 0,5-20 L/min). Seefectuaron tres ciclos consecutivos, donde cada ciclo comprende un proceso de extracción y retroextracción,utilizando como agente de retroextracción H2SO4 de conc.150g/L. Los resultados muestran que la extracciónaumenta al disminuir el flujo y al aumentar el largo de la columna, hecho que es coherente con los modelos deanálisis aplicados. En promedio, se logró remover el 97,5 % de Zn(ll) con MC contenedoras de PC-88A, el 94,6% de Cd(ll) con las mismas MC pero ajustando el medio acuoso a una mayor concentración de ion cloruro y selogró remover en forma casi cuantitativa los contenidos de Cu(ll) con MC con LIX-860. De los resultados sedesprende que no hay diferencias sustanciales en la extracción para cada ciclo, mostrando las microcápsulasuna alta estabilidad y poder de regeneración. Con respecto a la desorción de los metales desde las MC(retroextracción), esta resultó ser cuantitativa logrando concentrar el metal de interés al menos entre 5-8 veces.Objetivo EspecIfico 11: Elucidar el mecanismo de adsorción de los metales en las MC mediante unmodelo difusivo de transporte de los iones metálicos hacia la MC y su adsorción con reaccjón química.Parte de este objetivo se empezó a cubrir en el Año 2 de proyecto, tal como consta en publicación en J. Haz.Mat. La adsorción de los metales en la MC efectivamente ocurre mediante un mecanismo de quimiosorción, enel cual se distinguen 2 etapas difusivas (del metal en la solución hacia la superficie de la MC y la difusiónintraparticular del complejo metal-extractante en el interior de la microesfera) y la etaøa de la reacción químicametal/extractante en la superficie de la MC. Nuestros resultados termodinámicos de cálculo de energía deactivación confirmaron que el proceso es controlado por esta reacción química (80-100 kJ moí) en losdiferentes casos estudiados. Sin embargo bajo ciertas condiciones experimentales, la etapa difusiva del metaen la película acuosa próxima a la MC puede también contribuir y competir con la reacción química. Sepreparará durante las próximas semanas una nueva publicación que cubrirá este análisis en profundidad.Para interpretar los resultados de las pruebas de adsorción continua en columnas se analizaron varios modelos(Adams-Bohart, Thomas, Wang y Dosis-Respuesta) obteniéndose parámetros de interés como son laconcentración máxima de metal adsorbido para sistemas continuos y tiempo de ruptura, parámetrosfundamentales para poder establecer las mejores condiciones operacionales y escalar el proceso. Por ejemplo,el modelo de Wang predice la adsorción del metal que se está extrayendo en función del tiempo, de acuerdo acv _ 1la siguiente expresión: Co - 1 -donde Coy Ct corresponden a las concentraciones del metal en la alimentación y en el eluato a tiempo 1respectivamente, k es la constante de proporcionalidad del modelo en min 1 , r es el tiempo medio en el cual laconcentración en el eluato es la mitad de la conc. inicial (t=C 1IC 0=0,5)y t el tiempo transcurrido del respectivoexperimento, ambos medidos en mm. Por ejemplo, el ajustes del modelo a los datos experimentales serepresentan por las líneas continuas en la Figura 2 del Objetivo 9 para la adsorción de Cr(Vl). Es clara la buenacorrelación entre los datos experimentales y los calculados por el modelo. Detalles en Memoria Sr. AndrésMoralesObietivo Específico 12: Evaluar globalmente en sus aspectos técnicos y económicos el sistema deadsorción de metales mediante microencapsulación de extractantes.En sus aspectos técnicos, es claro que la evaluación del uso de este tipo de microcápsulas en lo relativo aremoción de metales pesados desde riles industriales mediante un mecanismo de quimiosorción esclaramente positivo. Efectivamente las MC son simples de preparar en un proceso de bajo costo, siendoposible encapsular diferentes extractantes funcionales, los cuales deben ser escogidos de acuerdo a laespeciación de los iones metálicos en la solución acuosa. La encapsulación fue exitosa, en todos los casos ypreferentemente por el método químico de síntesis. Sin embargo, en muchos casos el método físico estudiadoresultó también ser adecuado, más simple en la síntesis, pero con algunas limitaciones en el control deltamaño y en la uniformidad de las microcápsulas obtenidas. También, y como se desprende de los resultados,la remoción de los metales desde las soluciones tratadas resultó ser altamente eficiente habiendo sidocomprobada la reutilización de las mismas MC en diferentes ciclos de tratamiento. Es una tecnología limpia ysimple de aplicar que no deja residuos, como si ocurre por ejemplo en la convencional precipitación química.Desde el Punto de vista de la evaluación económica, y en una materia que seguiremos estudiando en base atodos los resultados del proyecto, es claro que en este momento podemos resaltar claras ventajas respecto aotras metodologías empleadas en la práctica industrial del país: a) El consumo de extractante por unidad demasa de metal removido resultó ser significativamente menor, respecto al de la extracción líquido-liquido y aldel empleo de membranas líquidas emulsificadas (sólo se requirió en promedio sólo el 5% usado en SX yalrededor del 40% de MLE) y b) el costo de producir las MC es también significativamente menor que producirresinas sólidas de intercambio iónico (IX), siendo la desorción del metal desde ellas mucho más práctica yeficiente. Se espera incluir el detalle de este análisis en una publicación a remitir próximamente.oe
DESTAQUE OTROS LOGROS DEL PROYECTO TALES COMO:- Estadías de Investigación.- Actividades de difusión y/o extensión en la temática del proyecto.- Cualquier otro logro no contemplado en los ítem anteriores y que Ud. quiera destacar.La extensión máxima de esta sección es de 1 página (letra tamaño 10, Anal o Verdana).1) Formación de Recursos HumanosLos fondos recibidos permitieron el financiamiento parcial del desarrollo de dos Tesis del Programade Doctorado en Química de la Universidad de Chile dirigidas por el mv. Responsable del Proyectoy en las cuales se desarrolla investigación relacionada directamente con la materia del proyecto ycuyos candidatos aparecen normalmente como coautores en publicaciones y presentaciones acongresos aquí informadas.1) Tesis Doctoral, Candidata: Srta. Carla Fonseca París, "Propiedades extractivas de metales detransición desde soluciones acuosas ácidas de sistemas basados en membranas liquidasemulsificadas y microencapsulación de extractantes", finalizada 29104/09.2) Tesis Doctoral, Candidato: Sr. Claudio Araneda Beas, "Diseño de nuevas microcápsulaspollméricas para la remoción de metales pesados desde soluciones acuosas ácidas diluidasmediante un sistema continuo de extracción", 2do Avance Abril 2010.II) Actividades de Difusión en la Temática del Provecto1) 06 de Noviembre de 2008, el mv. Responsable del Proyecto (Prof. Fernando Valenzuela) dictóla conferencia 'Optional alternatives for removing metallic ions from actual aqueoussolutlons" relacionada con la temática del proyecto ante investigadores, profesionales y alumnosde postgrado de The Institute of Technical Chemistry, Section Wasser und Geotechnologie, FZK,Karlsruhe, Alemania, durante estadía en el marco del proyecto Binacional Chile-Conicyt N° 062-4-2007 y el BMBF NO CHL 07/0 10.2) 16 de Octubre de 2009, el mv. Responsable del Proyecto (Prof. Fernando Valenzuela) fueinvitado a dictar la CHARLA PLENARIA 'Remoción y recuperación de metales pesadosdesde soluciones acuosas mediante metodologías alternativas" en el marco del y CongresoLatinoamericano de Física y Química Ambiental y VI Jornadas Chilenas de Física y QuímicaAmbiental, realizado en la ciudad de Anca, relacionada con el uso de microcápsulas (Pr. Fondecyt1070608 que se informa) y otras metodologías estudiadas o en estudio por nuestro grupo.• Desarrollo de Unidades de InvestigaciónBajo el marco de este proyecto se realizaron las siguientes Unidades de Investigación de lossiguientes alumnos de la Carrera de Química de la Universidad de Chile:1) "Síntesis y empleo de microcápsulas contenedoras de extractantes no-específicos en estudiosde selectividad de extracción de Cu(II), Zn(II) y Cd(II). Aspectos de equilibrIo y cinéticaquímica".Desarrollada por el alumno Sr. Nicolás Luis Cruz2) "Estudios de extracción y retroextracción de metales pesados desde soluciones acuosasusando extractantes orgánicos encapsulados en microcá psulas poliméricas".Desarrollada por el alumno Sr. Andrés Morales Ortega3) "Síntesis y aplicación de microcápsulas poliméricas en la extracción de Cu(II)".Desarrollada por la alumna Srta. Viviana Ide
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