Comparative study of copper (II) removal/recovery from aqueous solutions by bulk liquid membranes containing six different carriers

Estudio comparativo de la eliminación/recuperación de cobre (II) de soluciones acuosas mediante membranas líquidas a granel que contienen seis portadores diferentes

La eliminación/recuperación de metales de fuentes secundarias es un campo de investigación interesante tanto desde el punto de vista económico como medioambiental. En este trabajo se estudia la eliminación/recuperación de cobre(II) de soluciones acuosas mediante membranas líquidas a granel a través de un mecanismo de transporte mediado por seis portadores diferentes. La eficacia de los diferentes portadores se analiza en función de los valores de diferentes parámetros de transporte (flujo y permeabilidad a través de las interfaces alimentación/membrana y membrana/producto) y de los porcentajes de cobre (II) eliminado de la fase de alimentación, recuperado en la fase de producto y acumulado en la fase de membrana.

INTRODUCCIÓN

El cobre es uno de los metales más comunes y valiosos utilizados por la industria. Considerado un elemento energético crítico por sus propiedades conductoras, es un mineral escaso, con sólo sesenta años de disponibilidad prevista a los niveles de producción actuales [1]. El cobre es también uno de los metales más tóxicos, considerado de preocupación inmediata por la Organización Mundial de la Salud [2] y clasificado como contaminante prioritario por la EPA estadounidense [3].

Por lo tanto, la eliminación/recuperación del cobre a partir de materias primas y fuentes secundarias es un campo interesante en las investigaciones hidrometalúrgicas, tanto desde el punto de vista económico como medioambiental.

En los últimos años se han descrito varios métodos para la eliminación/recuperación del cobre (II) de las aguas residuales, como la cementación [4], la precipitación química [5], la adsorción [6], el intercambio iónico [7], la quelación [8], la electrocoagulación [9], la electrodiálisis [10], los procesos de membranas accionados por presión [11] y las membranas líquidas [12,13].

Las membranas líquidas han mostrado un gran potencial para su uso en procesos de eliminación/recuperación, ya que combinan los procesos de extracción y decapado en una única operación unitaria [14]. En una membrana líquida, dos líquidos miscibles (fases de alimentación y producto) están separados por un tercer líquido inmiscible, que constituye la fase de membrana.

Para mejorar la eficacia del proceso de separación, se han descrito mecanismos de transporte facilitado que maximizan tanto la velocidad de extracción como la capacidad de recepción de la especie difusora en la fase de producto [15]. En el transporte facilitado por el portador, el transporte de la especie difusora se ve facilitado por un reactivo de intercambio iónico, que se incorpora a la fase de membrana para transportar la especie difusora desde la fase de alimentación a la fase de producto a través de la fase de membrana, un proceso que suele ir acompañado del transporte de otras especies químicas (transporte acoplado), ya sea desde la fase de alimentación a la fase de producto (cotransporte facilitado por el portador) o desde la fase de producto a la fase de alimentación (contratransporte facilitado por el portador).