Arcillas colombianas tipo montmorillonita modificadas con dodecil-sulfato de sodio para la adsorción de cationes Ni2+

Colombian montmorillonite-type clays modified with sodium dodecyl sulphate for the adsorption of Ni2+ cations

Se estudió la remoción del níquel disuelto en soluciones acuosas mediante arcillas montmorilloníticas, las cuales combinan una elevada área específica y una gran capacidad de intercambio catiónico, junto con mayor disponibilidad y economía en comparación con otros materiales como las resinas de intercambio. Con el fin de mejorar su afinidad por el Ni²⁺ la arcilla fue modificada con un surfactante aniónico, el dodecil-sulfato de sodio (SDS). Como parte del trabajo de caracterización, se evaluaron la composición química y mineralógica, y algunas propiedades fisicoquímicas de la arcilla tanto en su estado natural como modificada, que evidenciaron la efectividad del tratamiento de modificación empleado. Las pruebas de adsorción llevadas a cabo mostraron un aumento en la capacidad de adsorción de Ni²⁺ por parte de la arcilla de alrededor del 40% cuando esta se modificó en una solución de 80mM de SDS. El aumento en la cantidad de Ni²⁺ adsorbido es proporcional no solo a la cantidad de arcilla modificada presente sino también a la concentración de SDS en la solución modificadora. Con la metodología empleada fue posible lograr remociones de hasta el 100% de iones níquel para concentraciones en las soluciones de partida de 80 ppm. Los resultados en general mostraron que las arcillas montmorilloníticas modificadas con surfactante aniónico (SDS) se constituyen en una excelente alternativa para el tratamiento de descontaminación de efluentes industriales que contengan cantidades limitadas de iones níquel.

INTRODUCCIÓN

En el acabado final de las hebillas, herrajes y otras piezas metálicas procesadas por la industria de etectrorecubrimientos se generan efluentes acuosos contaminados con metales pesados, los cuales deben ser tratados antes de su descarga final, la cual es generalmente realizada a la red urbana de alcantarillado. Los tratamientos de purificación empleados buscan disminuir la carga contaminante presente en estos efluentes hasta niveles que estén dentro de los límites permitidos por la legislación ambienta!, previniendo así los graves problemas ambientales y de salubridad pública originados por la presencia de iones metálicos pesados  como el níquel, el cobre y el zinc.

La adsorción sobre un sustrato adecuado es uno de los métodos más eficientes para la limpieza de aguas contaminadas. Sin embargo, para que la aplicación industrial de una técnica sea viable e! adsorbente debe  poseer una alta selectividad  con respecto a los iones de metales pesados, ser relativamente  económico   y  fácilmente  disponible.

Debido a sus favorables propiedades para la adsorción y su bajo costo, se ha estudiado la posibilidad de utilizar aluminosilicatos como materiales de intercambio en reemplazo de otros tradicionales pero de más alto precio, como las resinas de intercambio catiónico. Colombia posee en diversas zonas de su territorio amplias reservas de minerales tipo aluminosilicato cuyo uso final va dirigido en su mayoría a la fabricación de productos cerámicos a nivel industrial y artesanal, y al procesamiento de papel. No obstante, hasta el momento el uso de las arcillas nacionales como material potencial para la filtración de contaminantes en solución ha sido escasamente estudiado.

La montmorillonita es un aluminosilicato del tipo 2:1, el cual está compuesto por una capa octaédrica de Al₂O₃ situada entre dos capas tetraédricas de SiO₂.