Recuperació de metalls traça de la salmorra provinent de l’etapa d’osmosi inversa a partir de sorbents selectius

Abstract

Aquest estudi s’emmarca en una de les línies d’investigació del projecte SOSTAQUA “Desenvolupaments Tecnològics per al Cicle Urbà de l’Aigua Autosostenible”. L’objectiu de SOSTAQUA és la contribució al desenvolupament de noves tecnologies per a l’optimització del cicle urbà de l’aigua mitjançant la potenciació de les fonts d’aigua no convencionals, la valoració dels residus obtinguts i la minimització de la demanada energètica. El present projecte es centra en la valorització dels residus obtinguts en la dessalinització. La valorització de residus en la dessalinització consisteix en l’extracció de metalls valuosos de la salmorra, generada com a residu en el procés de dessalinització. Els metalls a extreure es seleccionen a partir de diversos criteris com ara la seva concentració a la salmorra, la disponibilitat del metall, la seva demanda i/o el seu valor econòmic. No obstant això, en el present projecte es descarten aquells metalls que ja són obtinguts satisfactòriament mitjançant procediments ben coneguts i establerts per la indústria. Els metalls seleccionats són els següents: liti (Li), urani (U), cesi (Cs) i rubidi (Rb), amb una especial atenció al liti. A continuació, s’ha realitzat una recerca de l’estat de l’art dels processos d’extracció d’aquests metalls. Aquest estudi conclou que la metodologia més adequada per l’extracció dels elements seleccionats és la captura mitjançant processos de sorció amb sorbents adequats. Per a la part experimental d’aquest projecte s’han escollit una sèrie de sorbents comercials així com un sorbent facilitat per la Universitat de Kitakyushu, Japó, per avaluar la seva capacitat d’extracció. S’han portat a terme experiments de laboratori amb salmorra dopada amb els metalls desitjats. L’avaluació de la seva extracció per part dels sorbents s’ha estudiat en sistemes en mode batch i per al liti també s’han realitzat experiments en columna. La retenció dels metalls d’interès per part dels sorbents s’ha estudiat mitjançant les tècniques de microscòpia electrònica de rastreig amb espectroscòpia de raig X (SEM-EDX) i espectroscòpia infraroja amb transformada de Fourier amb reflectància total atenuada (FTIR-ATR). Dels experiments cal destacar la capacitat de sorció dels sorbents avaluats vers el metall a extreure. En concret, el CsTreat® mostra un gran rendiment per l’extracció de Cs i Rb. El sorbent Purolite® S957 té bona capacitat de retenció per l’U. D’altra banda, els sorbents emprats per a la retenció de Li no han estat satisfactoris a excepció del sorbent λ-MnO2 que tot i presentar una gran capacitat de sorció de Li en condicions batch la seva aplicació en sistemes en continu (columna) presenta dificultats de tipus hidrodinàmiques.