Estudio termodinámico de la lixiviación de plomo reciclado con citrato de sodio

Thermodynamic study of the leaching of recycled lead with sodium citrate

Las baterías de plomo representan el 60% de las baterías de almacenamiento de energía eléctrica del mundo. Cerca del 50% del consumo de plomo a nivel mundial proviene de materiales reciclados y reutilizados. Actualmente, los métodos pirometalúrgicos representan más del 90% de la tecnología para recuperación de plomo; sin embargo, estos procesos son criticados debido a la emisión de dióxido de azufre por la descomposición de sulfato de plomo a temperaturas elevadas, además de las emisiones de partículas. La recuperación de plomo mediante el reciclaje de baterías por procesos hidrometalúrgicos ha sido investigada como una alternativa a los procesos pirometalúrgicos. En el presente trabajo se realizó un análisis termodinámico de la lixiviación de plomo con citrato de sodio. El análisis termodinámico se basó en el estudio de tres diagramas de estabilidad construidos con el software Medusa®. Se realizaron pruebas de lixiviación que permitieron conocer el sistema, corroborar el análisis termodinámico realizado y estudiar el comportamiento del sistema. Los resultados obtenidos muestran que es posible extraer 100% de plomo con una concentración de agente lixiviante de 0.25 M, relación sólido líquido 1:1 y 25 °C.

INTRODUCCIÓN

Las baterías de plomo representan alrededor del 60% de las pilas que se venden en el mundo entero. Alrededor del 50% del consumo de plomo a nivel mundial se deriva de materiales reciclados y reutilizados. La recuperación de plomo a partir de residuos industriales tiene como una de las ventajas el menor consumo de energía, pues utiliza sólo entre 35% y 40% de la energía que se utilizaría para producir plomo a partir de menas minerales [1].

El método más empleado en la industria de reciclaje de plomo utiliza procesos pirometalúrgicos, los cuales representan más del 90% de la tecnología de recuperación de este metal. Dichos métodos, aunque son rápidos también son potencialmente contaminantes, debido principalmente a la emisión de dióxido de azufre al descomponer el sulfato de plomo y a la emisión de material particulado [2], lo cual influye directamente en el deterioro de la capa de ozono y es crítico en la generación de la lluvia ácida, acarreando problemas para el medio ambiente y la salud humana [1]. Debido a lo anterior surge la idea de desarrollar una alternativa técnica que mitigue estos impactos ambientales.

En las últimas décadas, para reducir la contaminación secundaria de los vapores y polvo causados por el proceso de recuperación de plomo vía pirometalúrgica, se han propuesto métodos de recuperación de este metal tales como procesos hidrometalúrgicos [3]; sin embargo se debe profundizar en la investigación de estos últimos procesos debido a que presentan problemas básicos como la desulfuración ineficiente en una solución acuosa y la baja solubilidad de los compuestos de plomo en disolventes orgánicos [2].