Aqueous Recovery of Zinc and Lead from Coal Fly Ashes of a Colombian Thermoelectric Plant

Recuperación acuosa de zinc y plomo a partir de cenizas volantes de carbón de una planta termoeléctrica colombiana

Se propuso un tratamiento hidrometalúrgico en condiciones ambientales para eliminar y recuperar el plomo y el zinc contenidos en una muestra de cenizas volantes de carbón térmico utilizadas para producir energía. Utilizando soluciones de lixiviación con ácidos inorgánicos convencionales (HCl, HNO₃ y H₂SO₄), cloruro férrico y citrato sódico, se obtuvo más de un 90% de zinc y aproximadamente un 40% de plomo. Las condiciones de lixiviación más favorables se fijaron en 0,5 M, con un valor de pH de 8 para el citrato. Fueron necesarias dos etapas de lixiviación para optimizar la recuperación de metales: la primera con ácido nítrico para la extracción de zinc y la segunda con citrato para el plomo. Las fases sulfurosas de los metales limitaron una extracción completa de los mismos.

INTRODUCCIÓN

La producción de energía eléctrica en el mundo está relacionada principalmente con el consumo de combustibles fósiles. Colombia, por ejemplo, es un país que depende en gran medida de la energía generada en centrales termoeléctricas. Sin embargo, a pesar de que a lo largo de los años se han invertido esfuerzos en la construcción de centrales basadas en energías alternativas, la sustitución de las rutas convencionales del carbón aún no ha sido posible (Henao y Dyner, 2020). Adicionalmente, situaciones como las que atraviesan megaproyectos como Hidroituango (que por fallas en la fase de construcción es probable que no se termine) amenazan la seguridad futura del abastecimiento energético de Colombia. Debido a lo anterior, y a que Colombia cuenta con grandes reservas de carbón, el país sigue generando buena parte de su energía eléctrica a partir de este combustible fósil (Henao y Dyner, 2020; Vinascoa et al., 2014).

La mayoría de las plantas de generación utilizan carbón pulverizado para su producción. Sin embargo, algunos residuos sólidos como las cenizas volantes (FA), las cenizas de fondo (BA), la escoria de caldera (BS) y los residuos de la desulfuración de gases de combustión (FGD o yeso sintético) se vierten en grandes cantidades al quemar carbón para producir energía. 

Estos residuos suponen un riesgo potencial para el medio ambiente si no se tratan o eliminan adecuadamente (Fytianos et al., 1998). En la actualidad, las cenizas volantes (en adelante, AF) son las más abundantes entre los productos de la combustión del carbón (Punshon et al., 2003). Se compone de partículas finas que permanecen suspendidas en la corriente de aire. Las AF constituyen alrededor del 80% del total de cenizas producidas en el proceso mencionado; el 20% restante está constituido por las BA que caen y se vitrifican en el fondo del horno y se caracterizan por una granulometría más gruesa en comparación con las AF (Asokan et al., 2015; Menéndez, et al., 2013; Siddique, 2010). Las cenizas pueden dañar el medio ambiente y la salud humana debido a su composición heterogénea, tamaño y propiedades físicas y químicas (Jaramillo-Nieves et al., 2020; Wang et al., 2020).