Evaporación solar de aguas madres residuales del proceso de obtención de ácido bórico.

MATTENELLA, L. E.; FLORES, H. R.; KWOK, L. H.; RIVEROS ZAPATA, A. N.

Rosario, Santa Fé

Congreso; CAIQ 2013 - VII Congreso Argentino de Ingeniería Química; 2013

Asociación Argentina de Ingenieros Químicos (AAIQ)

El nuevo paradigma de Producción Limpia concilia el desarrollo económico con el cuidado del medio ambiente y la mejora de la competitividad empresaria. Las empresas productoras de boratos del NOA atentas a este paradigma reducen progresivamente el impacto ambiental intensificando el uso de los recursos naturales. Ofrecen al mercado de boratos: menas, concentrados y refinados. Entre los refinados, el bórax y el ácido bórico son los de mayor importancia, por su empleo en otros procesos o como materia prima para la obtención de boratos especiales de alto valor agregado (BAVA). El proceso de obtención de ácido bórico se realiza a partir de un borato natural (ulexita o colemanita) por lixiviación con ácidos minerales fuertes (sulfúrico o clorhídrico). Las plantas que operan en el NOA siguen un proceso que consiste de: reducción de tamaños, pulpado con agua caliente, digestión con ácido, separación sólido-líquido y cristalización de ácido bórico por enfriamiento. De la etapa de separación sólido-líquido se obtienen una fase líquida límpida que contiene el ácido bórico disuelto y un barro formado por arenas, arcillas, yeso, impregnados en una solución de acido bórico, sulfatos, cloruros. El ácido bórico cristalizado por enfriamiento, deja una solución remanente denominada agua madre, que se recicla al proceso por su contenido de ácido bórico, pero debe ser purgada periódicamente para evitar la coprecipitación de otras sales. La solubilidad del ácido bórico en agua se modifica notablemente por la presencia de otras sales: la presencia de sulfato de sodio la incrementa hasta los 60 ºC, mientras que el cloruro de sodio la disminuye. Las características climáticas de las zonas donde se encuentran los yacimientos (clima desértico, alturas superiores a los 3000 snm, gran amplitud térmica entre día y noche, escasas precipitaciones, alta radiación del orden de 1000 watt/m2, vientos) son propicias para la separación de sales por cristalización. En este trabajo se estudia la posibilidad de recuperar el ácido bórico y el sulfato de sodio contenidos en las aguas madres de dos procesos industriales por evaporación solar mediante una serie de ensayos de evaporación creciente empleando un concentrador solar de tipo parabólico con potencia efectiva de 500 Watts. Se comparan las composiciones de los precipitados obtenidos en la secuencia de evaporación considerando el efecto de la separación de los cristales precipitados del agua madre remanente a la temperatura de trabajo y a temperatura ambiente. Tomando como base la producción industrial de 1 tonelada de ácido bórico a partir de ulexita y ácido sulfúrico,  los resultados de evaporación solar del agua madre muestran que para una evaporación del 50 % en peso, podrían recuperarse hasta 80 kg de ácido bórico. A mayores tasas de evaporación se obtienen mezclas de ácido bórico, sulfatos y cloruros.