Descripción del proyecto
El objetivo último del proyecto ARPIL es realizar ensayos de adsorción de contaminantes en un planta piloto, con el objeto de evaluar finalmente su utilización en una planta depuradora a escala real. Para ello se van a utilizar tanto arcillas como materiales experimentales derivados de las mismas. Por esta razón, ha sido importante que nos hayamos centrado en el estudio de todas las variables experimentales que controlan la eficacia de la síntesis. De forma que podamos conseguir fabricar el material absorbente con la mejor relación capacidad de adsorción / precio de fabricación. Asimismo, ahora está en estudio el diseño y construcción de los sistemas de fabricación a gran escala de las arcillas modificadas experimentalmente para poder abastecer, de forma adecuada, la planta piloto de depuración de aguas.
Para la consecución de los objetivos se han seleccionado dos arcillas, en este caso bentonitas, cuyo mineral esencial es la esmectita. Existen desde un punto de vista cristaloquímico diferentes tipos de esmectitas que tienen reactividades y comportamiento ante los procesos de adsorción muy diferentes. Por esta razón, se ha tenido especial cuidado en seleccionar dos bentonitas cuyas formulaciones esmectíticas fueran representativas de los dos principales grupos: dioctaédrica (alumínicas) y trioctaédricas (magnesianas). La bentonita con esmectita magnesiana seleccionada ha sido la bentonita de Cabo de Gata-Níjar (Almería, España, proporcionada por Minas de Gádor S.A., actualmente Süd-Chemie). Por otro lado, la bentonita alumínica seleccionada procede del Lago Pellegrini (Río Negro, Argentina, proporcionada por Castiglioni, Pes y Cía). En ambas bentonitas el catión interlaminar es el Na+ y presentan una granulometría inferior a 75 mm. Para abreviar, a partir de ahora nos referiremos a ellas como G (Gádor) y C (Castiglioni).
Con el objeto de mejorar las capacidades absorbentes de las arcillas naturales, se ha modificado la estructura laminar de las esmectitas introduciendo pilares entre las mismas. De esta forma se consigue aumentar el espacio interlaminar con lo que vamos a provocar un aumento notable en la superficie específica disponible para realizar absorciones. En una primera etapa se sintetizan a escala de laboratorio arcillas modificadas experimentalmente en las que se ha introducido en el espacio interlaminar cationes de aluminio, arcillas modificadas con sales hierro y, por otro lado, arcillas modificadas con soluciones precursoras mixtas, que contienen cantidades variables de Fe y Al.
En la siguiente figura se muestra las diferentes etapas que se siguen para obtener los materiales sintéticos basados en arcillas que pasaremos a denominar arcillas pilareadas.
Figura 1. Esquema de las etapas de síntesis de las arcillas modificadas
Tras la síntesis de los pilares de aluminio e hierro, se lleva cabo el análisis estructural y textural de los mismos por difracción de rayos-X y adsorción-desorción de nitrógeno respectivamente. Finalmente, se analiza la capacidad de adsorción de metales pesados de las arcillas comerciales de partida y de los pilares sintetizados mediante dos procedimientos de adsorción, en batch (o mezcla completa) y en columna.
