De donde proviene el cromo?
El cromo, que se distribuye uniformemente en la corteza terrestre, se obtiene de los minerales de cromita, un mineral de óxido de hierro y cromo (FeCr₂O₄). El cromo hexavalente (Cr˅ˡ⁺) es muy tóxico y tiene efectos mutágenos y cancerígenos, en contraste con el cromo elemental trivalente (Crˡˡˡ⁺), que es un nutriente esencial.
Figura 1: Mineral de cromita
El cromo se ha utilizado ampliamente durante muchos años en diversos procesos industriales como inhibidor de la corrosión, fijador de pigmentos y colores. (Por ejemplo, en torres de refrigeración, galvanoplastia y en la industria textil). La práctica del uso de compuestos a base de cromo tiende a disminuir drásticamente debido a la preocupación por la salud y el medio ambiente. Las aguas subterráneas de las zonas contaminadas pueden seguir presentando concentraciones superiores a la directriz de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 50 µg/l como cromo total.
El diagrama de Pourbaix o potencial/pH de la figura 2 del cromo muestra la dispersión del cromo en el agua. El área entre las líneas punteadas de color naranja representa la zona de estabilidad del agua. La Figura 1 muestra que la especiación del cromo en el agua está dominada por el cromato (CrO₄²¯), los dicromatos (Cr₂O₇²¯) y el cromo elemental trivalente (Cr³⁺). El cromato (CrO₄²¯) y el dicromato (Cr₂O₇²¯) son oxianiones del cromato hexavalente (Cr⁶⁺).
Figura 2 El diagrama de Pourbaix o potencial/pH de las especies de cromo
¿Cómo se elimina el cromo del agua?
Cuando el cromo está presente en forma de complejos aniónicos como el cromato (CrO₄²¯) o el dicromato (Cr₂O₇²¯), una resina de aniones de base fuerte, de tipo 1, como Resinex™ A-4, puede utilizarse con una eficacia comparable a la de una resina quelante. El grupo de aminos cuaternarios de Resinex™ A-4 muestra una afinidad muy alta por los iones cromato y dicromato. Las resinas no pueden ser regeneradas. El mecanismo de eliminación se describe en la siguiente reacción:
2 R-N+(CH₃)₃ Cl- + CrO₄²¯ → 2 [R-N+(CH₃)₃] CrO₄²- + 2 Cl¯
2 R-N+(CH₃)₃ Cl- + Cr₂O₇²¯ → 2 [R-N+(CH₃)₃] Cr₂O₇²+ 2 Cl¯
Con una concentración de entrada inferior a 200mg/l, se espera que la capacidad operativa de Resinex™ A-4 sea de +/- 12 g expresados en Cr por litro de resina (+/-12 kg/m³).
Condiciones operativas recomendadas para la eliminación del cromo
Se puede utilizar un AquaFlow™ para la eliminación del cromo con un tiempo de contacto superficial de un mínimo de seis minutos, pero por lo general se utilizan dos AquaFlow™ en serie, sistemas de tiovivo con un flujo típico por recipiente de 10 a 30 volúmenes de cama por hora (BV/h).
¿Cómo diseñar un sistema de eliminación de cromo?
Supongamos que un agua subterránea contaminada con 0,5 mg/l como Cr de cromato (Cr˅ˡ⁺) que necesita ser purificada con las siguientes propiedades:
- Flujo medio de 30m³/h
- Funcionamiento continuo 24/24 -7/7
- Concentraciones de cromo de 0,5mg/l = 0,5g/m³
- Anual con agua subterránea contaminada con cromo 30m³/h x 8600hpa = 258.000m³
- La carga anual de cromo: 0,5g/m³ x 258.000m³ = 129.000g = 129kg de cromo
Esto da a una carga media de 12 kg Cr/m³ Resinex™ A-4 un consumo de aproximadamente 11m³ Resinex™ A-4 por año. A continuación se puede seleccionar un AquaFlow™ de nuestra gama de filtros móviles industriales para obtener la frecuencia de intercambio deseada.
Siempre se recomienda contactar con nuestro experto técnico para el dimensionamiento de un sistema de eliminación de metales pesados, ya que otros metales pueden interferir en el consumo estimado.