Tesis profesional presentada por Arlen de María Méndez Martínez

Licenciatura en Ingeniería Química con área en Ingeniería Ambiental. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos. Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla.

Jurado Calificador

Presidente: Dr. René Reyes Mazzoco
Vocal y Director: Dr. René Alejandro Lara Díaz

Cholula, Puebla, México a 16 de abril de 2004.

Resumen

Hoy en día, la mayoría de las industrias no controla completamente la generación de residuos en sus procesos. Este problema se presenta principalmente en las pequeñas y medianas industrias, que son las que en muchos casos no cuentan con los recursos económicos y humanos necesarios para reducir la generación de residuos.

Un gran problema son las industrias de fundición que son consideradas fundidoras de metales ferrosos principalmente de hierro, acero y hierro dúctil, así como de metales no ferrosos como aluminio, plomo, bronce, magnesio, latón, cobre y zinc.

En este proyecto se busca una alternativa de tratamiento o reuso de residuos de la industria de fundición (moldes de arena y sus componentes), pues ahora existe la necesidad de prevenir y/o controlar residuos industriales para reducir sus impactos tanto para el ambiente como a la salud humana.

Para lograr este objetivo se realizaron las siguientes pruebas:

La primera fase consistió en caracterizar las tres muestras de arenas sílicas de desecho para saber si podían ser consideradas como material de producción de cerámicas. Se hicieron pruebas de determinación de humedad, granulometría y de concentración de metales tóxicos mediante espectrofotometría de absorción atómica.

En la segunda etapa, se determinó la mezcla óptima para obtener la máxima eficiencia de cocimiento. Después de determinada esta mezcla se utilizaron las soluciones de Níquel (Ni), Cadmio (Cd), Plomo (Pb), Cromo (Cr), Hierro (Fe) y Cobre (Cu) en concentraciones de 1%, 10% y 15% en sustitución del agua para así establecer la capacidad máxima de retención de metales de las cerámicas.

Para obtener la capacidad máxima de retención de las cerámicas, se llevó a cabo la prueba de extracción PECT basada en la NOM-053-SEMARNAT-1993. Después de realizadas las extracciones, se determinó la concentración de Cd, Pb, Cr y Fe mediante Espectrofotometría de Absorción Atómica, mientras que el Ni se determinó por el método colorimétrico con Dimetilglioxima.

Finalmente se concluyó que el método de ceramización para la solidificación de metales tóxicos es muy efectivo ya que muestra una eficiencia de retención de mas del 96% dependiendo el metal. Este método es una técnica viable que nos permite solidificar aguas residuales con altas concentraciones de metales en ellas.

Índice de contenido

Glosario (archivo pdf, 9 kb)

Capítulo 1. Resumen (archivo pdf, 9 kb)

Capítulo 2. Introducción (archivo pdf, 8 kb)

Capítulo 3. Objetivos (archivo pdf, 7 kb)

  • 3.1 Objetivo general
  • 3.2 Objetivos específicos

Capítulo 4. Revisión bibliográfica (archivo pdf, 113 kb)

  • 4.1 Fundición de metales
  • 4.2 Estructuras de los silicatos y cerámicas
  • 4.3 Características de los materiales formadores de cerámicas
  • 4.4 Solidificación de metales y cerámicas
  • 4.5 Procesado, formación y unión de las cerámicas
  • 4.6 Moldeo de la cerámica por fundición
  • 4.7 Productos de cerámica
  • 4.8 Propiedades de la cerámica
  • 4.9 Características de los metales considerados tóxicos

Capítulo 5. Análisis de resultados (archivo pdf, 124 kb)

  • 5.1 Determinación de concentración de metales en el lixiviado de arenas sílicas de desecho
  • 5.2 Porcentaje de sólidos y humedad en las arenas de desecho
  • 5.3 Granulometría de las arenas de desecho
  • 5.4 Plasticidad de las cerámicas
  • 5.5 Absorción de las cerámicas
  • 5.6 Cálculos para la determinación de pérdida de peso
  • 5.7 Lixiviación de cerámicas

Capítulo 6. Conclusiones (archivo pdf, 24 kb)

Referencias (archivo pdf, 12 kb)

Anexo A. Determinación de humedad (archivo pdf, 15 kb)

Anexo B. Análisis CRETIB (extracción PECT) (archivo pdf, 22 kb)

Anexo C. Determinación de la concentración de metales mediante espectrofotometría de absorción atómica (archivo pdf, 15 kb)

Anexo D. Granulometría (archivo pdf, 6 kb)

Anexo E. Propiedades de las cerámicas (archivo pdf, 9 kb)

Anexo F. Procedimiento para la fabricación de cerámicas (archivo pdf, 15 kb)

Anexo G. Determinación de Níquel mediante Dimetilglioxima. (Método Colorimétrico) (archivo pdf, 6 kb)

Anexo H. Presentación (archivo pdf, 362 kb)

Méndez Martínez, A. d. 2004. Ceramización de metales tóxicos. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería Ambiental. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Abril. Derechos Reservados © 2004.