Tesis profesional presentada por Dora Karen Cruz Soto

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

Jurado Calificador

Presidente: Ing. María Luisa Sámano Celorio
Vocal y Director: Dr. René Alejandro Lara Díaz

Cholula, Puebla, México a 15 de mayo de 2005.

Resumen

En los procesos industriales se obtienen diversos residuos, que le han preocupado a la humanidad desde siempre. Hoy en día, la mayoría de las industrias no controla completamente la generación de residuos en sus procesos. Con el paso del tiempo han aumentado los residuos generados, no tan sólo en volumen sino en peligrosidad. En un cierto punto, esa peligrosidad se salió de control, pues comenzaron a aparecer productos de descarte con una concentración de sustancias tóxicas superior a la capacidad de asimilación del medio ambiente.

El destino final de estos residuos ha ido variando con el paso del tiempo y el desarrollo tecnológico, y de acuerdo al foco social para gestionar sus propios residuos. Las soluciones presentadas conforme la evolución de los residuos y su crecimiento, cada vez son más obsoletas, por lo que en el presente proyecto se propone la reutilización de residuos sólidos producto de la planta de tratamiento de aguas residuales de Cadbury-Adams (el residuo utilizado proviene de todos los tratamientos que se le realiza al agua), conjunto con una técnica para la producción de materiales cerámicos de valor comercial, con esto se pretende como prioridad reducir el impacto ambiental que ocasionan dichos residuos, así como la validación de la técnica, realizando diversas pruebas que nos permitan determinar si es viable comercialmente.

Para lograr este objetivo se realizaron las siguientes pruebas:

Como primer paso se caracterizó el residuo y así saber si podía ser considerado como material de producción de cerámicas. Se hicieron pruebas de humedad, plasticidad, cenizas y de concentración de metales tóxicos mediante espectrofotometría de absorción atómica.

En el segundo paso, se tomó la mezcla óptima para obtener la máxima eficiencia de cocción, estos datos se obtuvieron de investigaciones anteriores. Ya con este dato se tomaron las soluciones de los metales (Cu, Ni, Fe, Cr), en concentraciones al 0.01% y 0.1% en sustitución del agua de plasticidad para así establecer la máxima capacidad de retención de metales en las cerámicas, posteriormente se cocieron y templaron las cerámicas con un estricto intervalo de temperaturas, para evitar la fractura de las mismas.

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 se determinaron las concentraciones de metales (Cu, Ni, Fe y Cr) con ayuda del espectrofotómetro de absorción atómica. Además a la cerámica también se le hicieron pruebas de resistencia a la compresión.

Se concluye que la técnica de ceramización fue validada por cada uno de los análisis que se le hicieron a las materias primas, también por la extracción y la obtención de los lixiviados ya que las eficiencias de retención del metal son altas y fueron del 99.9%. En cuanto a las pruebas de resistencia fueron bajas, sin embargo se propone que el cerámico sea enfocado para la decoración.

Índice de contenido

Agradecimientos (archivo pdf, 13 kb)

Glosario (archivo pdf, 80 kb)

Capítulo 1. Resumen (archivo pdf, 15 kb)

Capítulo 2. Introducción (archivo pdf, 17 kb)

Capítulo 3. Objetivos (archivo pdf, 23 kb)

  • 3.1 Objetivo General
  • 3.2 Objetivos Específicos

Capítulo 4. Revisión Bibliográfica (archivo pdf, 232 kb)

  • 4.1 Aguas Residuales industriales
  • 4.2 Lodos de plantas de tratamiento
  • 4.3 Materiales formadores de cerámicos
  • 4.4 Solidificación de metales y cerámicas
  • 4.5 Procesado y fabricación del material Cerámico
  • 4.6 Productos cerámicos
  • 4.7 Propiedades de la cerámica
  • 4.8 Caracterización de las cerámicas
  • 4.9 Metales tóxicos

Capítulo 5. Análisis de Resultados (archivo pdf, 507 kb)

  • 5.1 Descripción de los materiales
  • 5.2 Determinación de la concentración de metales en el Residuo
  • 5.3 Determinación de la mezcla base y la composición
  • 5.4 Caracterización de las materias primas
  • 5.5 Plasticidad de las Cerámicas
  • 5.6 Formulación de ladrillos
  • 5.7 Rangos de temperatura
  • 5.8 Preparación de la Lixiviación
  • 5.9 Absorción Atómica
  • 5.10 Lixiviación de Cerámicas
  • 5.11 Prueba de resistencia a la compresión
  • 5.12 Diagrama de flujo de producción

Capítulo 6. Materiales y Métodos (archivo pdf, 267 kb)

  • 6.1 Determinación de Humedad
  • 6.2 Determinación de Cenizas
  • 6.3 Determinación de plasticidad
  • 6.4 Preparación de soluciones metálicas añadidas a los ladrillos
  • 6.5 Proceso de fabricación de las cerámicas
  • 6.6 Análisis CRETIB (Extracción PECT)
  • 6.7 Determinación de la Concentración de Metales mediante Espectrofotometría de Absorción Atómica
  • 6.8 Pruebas de Compresión

Capítulo 7. Conclusiones (archivo pdf, 76 kb)

Referencias (archivo pdf, 45 kb)

Anexo A. Propiedades de las cerámicas (archivo pdf, 42 kb)

Anexo B. Hojas de seguridad de los metales tóxicos (archivo pdf, 129 kb)

Anexo C. Fotografías de los Ladrillos (archivo pdf, 2 mb)

Anexo D. Análisis CRETIB del residuo proporcionado por Cadbury- Adams (archivo pdf, 2 mb)

Cruz Soto, D. K. 2005. Uso de la técnica de ceramización para la producción de materiales cerámicos de valor comercial usando residuos industriales de una planta de tratamiento de aguas residuales. Tesis Licenciatura. Ingeniería Química con área en Ingeniería de Procesos. Departamento de Ingeniería Química y Alimentos, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2005.