Valorización de los residuos de dióxido de titanio: producción mejorada de sulfato poliférico a través de la...

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química del medio ambiente Química del medio ambiente
• Ingeniería Química Ingeniería Química.

Sus antecedentes:

• La industria del dióxido de titanio (TiO2) produce cantidades significativas de residuos de monohidrato de sulfato de hierro impuro (FeSO4·H2O), lo que plantea desafíos ambientales y económicos.
• La valorización efectiva de los residuos es crucial para las prácticas industriales sostenibles y la gestión de los recursos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un nuevo método para convertir los desechos industriales de TiO2 (FeSO4·H2O) en coagulantes de alto rendimiento de sulfato poliferrico (PFS).
• Investigar el uso de polvo de hierro para la neutralización ácida simultánea y el enriquecimiento de hierro en la valorización de residuos.
• Para optimizar las estrategias de modificación utilizando oxisulfato de titanio y calcio para mejorar el rendimiento de la coagulación.

Principales métodos:

• Se utiliza el polvo de hierro para neutralizar el ácido libre y enriquecer el contenido de hierro en los residuos FeSO4·H2O.
• Se ha optimizado la relación molar Fe/FeSO4·H2O para lograr las características deseadas del producto PFS.
• Investigó modificaciones con oxisulfato de titanio y calcio, caracterizando el PFS resultante utilizando técnicas para confirmar la incorporación de Ti4+ y la formación de enlaces.

Principales resultados:

• Desarrolló un producto de PFS sólido con 20,33% de hierro total y 16,63% de basicidad, logrando una eliminación de turbidez del 80,20% en condiciones óptimas (relación molar Fe/FeSO4·H2O = 0,24).
• La modificación del oxisulfato de titanio (Ti/Fe = 0,4) mejoró la eliminación de la turbidez al 92,1%.
• La modificación de calcio (Ca/Fe = 0,01) logró una eliminación de la turbidez del 91,25% a un costo menor, con una caracterización que confirma la incorporación de Ti4+ y Ca2+ y propiedades de coagulación mejoradas.

Conclusiones:

• La estrategia desarrollada de residuos a recursos efectivamente valoriza los residuos FeSO4·H2O en coagulantes PFS de alto rendimiento.
• La modificación con oxisulfato de titanio o calcio mejora significativamente la eficiencia de la coagulación, ofreciendo soluciones a medida para el tratamiento del agua.
• Este enfoque presenta una solución de economía circular económicamente viable para la industria del TiO2, reduciendo los costos de producción en un 25-35%.