CAPITULO III PARTE EXPERIMENTAL
3.2. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
3.2.3. EQUIPOS, MATERIALES Y REACTIVOS
3.2.3.1. Especificaciones del módulo:
El módulo construido consta de un tanque de recepción, un tanque para los procesos de neutralización, coagulacion y floculación y un cono imhoff para la sedimentación , que se puede observar en el Anexo 1.C, y cuyas especificaciones se muestran a continuación:
Tabla Nº 3.1: Especificaciones del tanque de recepción del agua
Fuente: Elaboración propia
Tabla Nº 3.2: Especificaciones del tanque con agitación
Fuente: Elaboración propia
Tabla Nº 3.3: Especificaciones del cono imhoff
Fuente: Elaboración propia Tanque de recepción
Altura (m) 0,255
Diámetro (m) 0,190
Volumen (L) 7.230
Diámetro de la tubería a la
salida del tanque 0,011 Diámetro de la tubería a la
salida de la bomba 0,015
Bomba de agua (HP) 0,2
Tanque con agitación
Altura (m) 0,255
Diámetro (m) 0,210
Volumen (L) 8,830
Agitador rango de rpm:
50 – 150
Transformador -
Cono imhoff
Altura (m) 0,480
Diametro en la parte
superior (m) 0,108 .
Volumen (L) 1
Material Polycarbonato
3.2.3.2. Equipos y Materiales:
Los equipos, materiales y reactivos a utilizar para realizar los procedimientos experimentales, se describen a continuacion:
3.2.3.2.1. Equipos:
El uso de los equipos son de gran ayuda para los procedimientos experimentales, que por ser automaticos, tienen un margen de error minimo, por lo que el uso de estos equipos tienen resultados confiables y se describen a continuación:
pHmetro:
Marca : HANNA INSTRUMENTS
Modelo : HI991301
Rango : 2,0 a 16,0 pH
Turbidímetro:
Marca : HANNA INSTRUMENTS
Modelo : HI93703 MICROPROCESSOR
Rango : 0,00 a 1000 FTU
Equipo multiparametro:
Marca : HANNA INSTRUMENTS
Modelo : HI9835 MICROPROCESSOR
Parámetro: Temperatuta, Solidos totales disueltos y conductividad Electrica
Balanza Analítica:
Marca : AEADAM
Modelo : AFP
Sensibilidad : 0,0001 g.
Espectrofotometro:
Marca : GENESIS
Modelo : MAGICSON WI 53711
Nº de muestreadores: 6
Fotometro:
Marca : LOVIBOND
Modelo : SN061841
Parámetro : Concentracion de zinc
Equipo de jarras:
Marca : LOVIBOND
Modelo : ET 710 / ET 720
Velocidad de agitación : 20 a 300 rpm
Tiempo : 1 a 999 minutos 3.2.3.2.2. Materiales:
Los materiales a utilizarse para desarrolllar el proceso de remocion en forma experimental, se describen a continuacion:
Cocinilla
Regilla de asbesto
Soporte universal
Vaso de precipitación de 250 mL
Fiolas 100 mL
Pipetas
Propipetas
Frasco lavador
Probetas de 20 mL, 50 mL, 100 mL y 500 mL
Bureta
Varilla de vidrio
Papel filtro cuantitativo:
Whatman Nº 41,∅ :20-25
Cubetas 3.2.3.3. Reactivos:
Los reactivos son de gran importancia dentro de este procedimiento experimental, por lo que deben ser preparados al momento en el que se desarrollaran las corridas experimentales, las cuales se mencionan a continuación:
Agua destilada
HNO3
Reactivo Zn-1K
Reactivo Zn-2K
Reactivo Zn-3K
Hidróxido de sodio 0,1 N (NaOH)
Cloruro férrico 0,1 % (FeCl3)
Floculante Polychem 0,05 % PC 7220
COPPER / ZINC LR - EDTA
3.2.3.4. Procedimiento experimental en el equipo de jarras:
Los procesos de tratamiento de las aguas de mina que se realizó en este equipo, experimentalmente son: neutralización, coagulación - floculación y sedimentación (Anexo 1. F y Anexo 1. G ), para los cuales se necesitó de un control minucioso, con el objetivo de evaluar las variables de la tesis. El equipo de jarras permitió ajustar el pH, agregando diferentes dosis de agente neutralizante, cantidad de coagulante y floculante para determinar los nivel bajo y alto de nuestras variables; variando las velocidades de agitación, para cada uno los procesos que promueven la remoción de zinc.
3.2.3.4.1. Preparación de hidroxido de sodio 0,1N:
Para la preparacion del NaOH a 0.1 N se disolvio 1 g de NaOH en un volumen de 250 mL, la cual se puede observar en el Anexo 1.D.
0,1 40
1
1 ó
1000 ó (250 )
= 1
3.2.3.4.2. Pasos a seguir en la experimentación de la neutralización en el equipo de jarras:
El equipo de jarras es un equipo que se puede controlar mediante un tablero digital, por lo que es
necesario seguir los siguientes pasos que se describen a continuación.
Comprobar el buen funcionamiento del equipo de jarras (rpm y el tiempo).
Llenar los vasos exactamente 500 mL de la muestra estandar a analizar.
Colocar los vasos en su respectivo lugar y prender el equipo de jarras.
Adicionar 8 mL y 13 mL de NaOH a 0,1 N según los niveles de las variables.
Agitar continuamente a 150 rpm durante 10 minutos (Anexo 1.E).
Verificar que los valores del pH esten en el rango de 7 a 8,5; y cual de estos tiene mayor cantidad de precipitado, para elegir la mejor dosis de agente neutralizante.
3.2.3.4.3. Pasos a seguir en la experimentación de la coagulación – floculación y sedimentación en el equipo de jarras:
El equipo de jarras es un equipo que nos ayuda a simular los procesos de coagulación y floculación, para lo cual se deben seguir los siguientes pasos:
Llenar los vasos exactamente 500 mL de la muestra estandar a analizar.
Con una pipeta añadir 8 mL y 14 mL de coagulante (FeCl3 a una concentración del 0,1 %) según los niveles de las variables.
Colocar las paletas de agitación dentro de los vasos, arrancar el agitador a una velocidad de 50 rpm por un tiempo de 7 minutos.
Añadir 5 mL y 7 mL de floculante (Polychem PC 7220 a 0,05 %).
Reducir la velocidad de agitación a 40 rpm y continuar el proceso de mezclado por 5 minutos.
Observar que tan bien resiste una agitación moderada sin fragmentarse.
La jarra que proporcione los mejores resultados indica la dosis adecuada.
Una vez que transcurre el periodo de agitación, detener el agitador y anotar cuanto tiempo transcurre para que el flóculo se sedimente en el fondo del vaso.
Tomar una alícuota de la solución sobrenadante, para el análisis respectivo de la concentración de zinc, en el fotómetro.
3.2.3.5. Procedimiento experimental en el módulo:
El procedimiento experimental para poder realizar el tratamiento de remocion en el modulo se describe a continuación:
Comprobar el buen funcionamiento del módulo (funcionamiento de la bomba, velocidad del agitador del tanque, etc.).
Llenar el tanque de recepción 0,5 L de la muestra de agua de mina a tratar.
Bombear el agua del tanque de recepción al tanque de agitación donde se realizará la neutralización y coagulación - floculación.
Adicionar 8 mL y 13 mL de NaOH a 0,1 N según los niveles de las variables.
Agitar continuamente a 150 rpm durante 10 minutos.
Verificar que los valores del pH esten en el rango de 7 a 8,5, y cual de estos tiene mayor cantidad de precipitado, para elegir el mejor dosis de agente neutralizante.
Con una pipeta añadir 8 mL y 14 mL de coagulante (FeCl3
a una concentración del 0,1 %) según los niveles de las variables.
Colocar las paletas de agitación dentro de los vasos, arrancar el agitador a una velocidad de 50 rpm por un tiempo de 7 minutos.
Añadir 5 mL y 7 mL de floculante (Polychem PC 7220 a 0,05 %).
Reducir la velocidad de agitación a 40 rpm y continuar el proceso de mezclado por 5 minutos.
Abrir la válvula de salida del tanque de agitación para descargar el agua de mina tratada al cono imhoff, para la sedimentación de ésta durante 15 minutos (Anexo 1.I).
Tomar una alícuota de la solución sobrenadante, para el análisis respectivo de la concentración de zinc, en el fotómetro.
3.2.3.6. Procedimiento experimental para el ánalisis del zinc removido en el agua de mina tratada:
El procedimeinto para el analisis del agua de mina tratada es para ver la cantidad de zinc que se logró remover durante el tratamiento, el que se puede comprobar mediante al lectura de la concentracion final de zinc en el fotómetro, que se dio por los siguiente pasos:
Llenar una cubeta limpia con 10 mL de muestra y taparla bien.
Añadir a los 10 mL de prueba una TABLETA COPPER / ZINC LR directamente de su envoltura, machacándola con una varilla limpia.
Cerrar la cubeta con su tapa y agitar a continuación hasta la disolución total de la tableta.
Colocar la cubeta en el compartimiento de medición,
Presionar la tecla ZERO.
Esperar 5 minutos como periodo de reacción.
Una vez finalizada dicho el periodo de reacción se producirá la determinación de forma automática.
Sacar la cubeta del compartimiento de medición.
Añadir a la cubeta anteriormente preparada una tableta EDTA directamente de su envoltura machacándola con una varilla limpia.
Cerrar la cubeta con su tapa y agitar a continuación hasta su disolución total de la tableta.
Colocar la cubeta en el compartimiento de medición, según posición
Presionar la tecla TEST y leer el resultado.
CAPITULO IV
RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
Para obtener los resultados se tuvo en cuenta la determinación de los parámetros físicos y la determinación de la concentración de zinc del agua de mina a la salida del nivel 3900 las que nos ayudaron a determinar los niveles de nuestras variables, las que nos ayudaron a construir la matriz de experimentos, con las cuales se realizaron cada uno de los procesos. Los resultados de las experimentaciones realizadas en el equipo de jarras como en el módulo, nos ayudaron a determinar la eficiencia del proceso de remoción en función de la concentración inicial y final de zinc, que se comprobó mediante la lectura en el fotómetro.
4.1. DETERMINACIÓN DE LOS PARÁMETROS FÍSICOS Y DETERMINACIÓN