Farfán, Norma B.; Sajama, Guillermo- Facultad de Ingeniería U. N. Ju.

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INTRODUCCIÓN

En los últimos 30 años, el consumo de pilas y baterías ha crecido considerablemente debido a su versatilidad para el uso en vehículos y equipos electrónicos portátiles. El desecho de las pilas alcalinas, que son en su mayoría de cinc-carbono y alcalinas,aportan al medio ambiente iones cinc, manganeso, cobre, hierro e hidróxido de potasio, mientras que los desechos de baterías liberan iones plata, plomo y ácido sulfúrico. Estos iones contaminan los cuerpos de agua y el suelo, lo cual se constituye en una seria amenaza para la ecología y la salud pública.

El objetivo del presente trabajo es disminuir la contaminación debida a la migración de iones provenientes de las pilas alcalinas agotadas, realizando la disolución selectiva de los barros con agua destilada y ácido sulfúrico de baterías en desuso y el posterior tratamiento de los mismos para obtener sales de interés. Una consecuencia adicional, es la reducción del consumo de materia prima de la explotación minera y sus costos de producción.

Resultados

Se analizaron los componentes de pilas alcalinas (Cuadro 1)y de solución de ácido sulfúrico debaterías agotadas (Cuadro 2).

Figura 1. Diversidad de marcas y pilas recolectadas.
Figura 2. Partes constituyentes de una pila alcalina

También se realizó la evaluación de los parámetros cinéticos implicados en la lixiviación de las pilas alcalinas realizadas a temperatura y presión ambiente utilizando columnas de percolación construidas para tal efecto, según esquema mostrado en la figura 3.

Recuperación de cinc y manganeso en función del agregado de concentraciones crecientes de solución de ácido de sulfúrico de efluentes de baterías

En la Figura 6 se observa el porcentaje de recuperación de cinc y manganeso realizado en una muestra de barrode pila seco, a medida que se agregan concentraciones crecientes del disolvente, manteniendo constante la relación sólido líquido 1/10, a temperatura y presión ambiente durante un tiempo de lixiviación de 2 h.

En la Figura 7 se observa el porcentaje de recuperación de cinc y manganeso en una muestra de barro de pila seco, según se varía el tiempo de lixiviación a concentración de 50 % del disolvente, manteniendo constante la relación sólido/líquido de 1/10, a temperatura y presión ambiente.

En Figura 8 se observa el porcentaje de recuperación de cinc y manganeso respecto a los contenidos de estos iones en la muestra de barro seca, según se varían las relaciones líquido/sólido a la concentración de 50 % de disolvente respecto a la solución lixiviante, a temperatura y presión ambiente.

En la figura 9 se observa el porcentaje de recuperación de cinc y manganeso obtenido en una muestra de barro de pila seco, según se varía la cantidad de lixiviaciones a concentración de 50 % del disolvente, manteniendo constante la relación sólido líquido 1/10 a temperatura y presión ambiente.

CONCLUSIONES

Se observa que soluciones diluidas del ácido efluente de baterías, provocan una disminución importante del pH del lixiviado de barro de pilas agotadas; además se encontró un incremento de las sales solubles en un tiempo de 2 h.

Se observó que, a partir de una concentración de 63 % de ácido en una relación líquido/sólido de 10/1, la concentración de ácido de baterías se encuentra en exceso respecto a la muestra lixiviada. No se observa un incremento de la recuperación luego de 2 h de lixiviación manteniendo constante las relaciones citadas. Así mismo se observó que, la mejor recuperación se obtiene para una relación líquido/sólido de 10/1.Se puede concluir que pueden realizarse hasta dos lixiviaciones consecutivas de un mismo sustrato para incrementar su recuperación.

Se concluye que es posible realizar la lixiviación de las pilas alcalinas agotadas con soluciones de ácido efluentes de baterías en desuso, siendo la mejor relación encontrada la que corresponde a 10/1 (líquido/sólido). Si se programan lixiviaciones a una concentración de 50% de ácido en agua, se podrían realizar hasta 2 lixiviaciones para maximizar la recuperación de iones Zn y Mn, hasta un 90 % de Zn y 20 % de Mn soluble.