Cavitación hidrodinámica controlada para reducción de metales en efluentes residuales metalúrgicos

Abstract

La presente investigación experimental se enfoca en los efectos que causa la cavitación hidrodinámica controlada (CH) en la eliminación o reducción de concentraciones de metales pesados, sólidos en suspensión y sulfatos en efluentes residuales de la industria metalúrgica, particularmente en relaves polimetálicos. Se utilizó un prototipo de CH que controlaba el tiempo y la presión, con presiones de 5 y 9 bares y temperaturas entre 22 y 64 ºC. El estudio se realizó con efluentes polimetálicos de tratamiento (flotación diferencial) en la región central del Perú, con especies como argentita (Ag₂S), calcopirita (Cu Fe S2), galena (PbS) y esfalerita (ZnS), que son procesados para la obtención de concentrados comerciales de zinc, cobre y plomo. Los resultados mostraron una progresiva eliminación, con un promedio de 73.6% en metales pesados, 52.1% de sólidos en suspensión y 3.9% de sulfatos en 60-90 minutos a 9 bares de presión, sin la necesidad del empleo de ningún tipo de catalizador ni inducciones de ozonización. La CH descompone el agua, el propio vapor de agua es el que genera los radicales libres que oxidan y destruyen directamente compuestos no deseados, este proceso involucra la formación, expansión y colapso e implosión de burbujas en períodos de milisegundos o microsegundos, lo que libera gran cantidad de energía. Esta tecnología no compleja, combinado con procesos de oxidación se presenta como una estrategia de tratamiento eficaz, de menores costos de operación y aplicable a diversas áreas industriales. Los resultados sugieren que la CH puede ser una solución innovadora y eficiente para abordar los desafíos de las aguas residuales de la industria metalúrgica, reduciendo los costos y promoviendo la economía circular en la minería. Además, la CH ha demostrado ser versátil en otros campos, como la mejora de parámetros fisicoquímicos en la industria del curtido de cuero sin la necesidad de reactivos químicos adicionales.