Sinterización y caracterización de membranas cerámicas a partir de arcillas, diatomitas y cenizas volantes para el tratamiento de aguas residuales mineras
El proyecto investigativo tiene como propósito la sinterización y caracterización de membranas cerámicas tomando como materias primas las arcillas, diatomitas y cenizas volantes, con el objetivo de determinar la eficiencia en los procesos de filtración a muestras de aguas residuales mineras y así me...
- Autores:
-
Ferreira Grimaldos, Mayra Sirley
Benítez Picón, Felipe Leonardo
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2022
- Institución:
- UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
- Repositorio:
- Repositorio Digital UFPS
- Idioma:
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- OAI Identifier:
- oai:repositorio.ufps.edu.co:ufps/6929
- Acceso en línea:
- https://repositorio.ufps.edu.co/handle/ufps/6929
- Palabra clave:
- Aguas residuales
Proyecto
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- Derechos Reservados - Universidad Francisco de Paula Santander, 2022
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El proyecto investigativo tiene como propósito la sinterización y caracterización de membranas cerámicas tomando como materias primas las arcillas, diatomitas y cenizas volantes, con el objetivo de determinar la eficiencia en los procesos de filtración a muestras de aguas residuales mineras y así mejorar la calidad de agua para posteriores usos mineros o vertimientos a corrientes de aguas superficiales. La metodología utilizada fue descriptiva, aplicada y experimental por tratarse de un estudio de laboratorio con análisis de variables. Se lograron sinterizar las cerámicas porosas a partir de residuos de diatomitas de la industria cervecera, cenizas volantes de la combustión del carbón y caolines para ser usados en procesos de tratamiento de aguas de la industria minera, lo cual aporta significativamente a la economía circular, dando valor agregado a los residuos industriales. |
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La metodología utilizada fue descriptiva, aplicada y experimental por tratarse de un estudio de laboratorio con análisis de variables. Se lograron sinterizar las cerámicas porosas a partir de residuos de diatomitas de la industria cervecera, cenizas volantes de la combustión del carbón y caolines para ser usados en procesos de tratamiento de aguas de la industria minera, lo cual aporta significativamente a la economía circular, dando valor agregado a los residuos industriales.pág. Introducción 1. Problema 1.1 Título 1.2 Planteamiento del Problema 1.3 Formulación del Problema 1.4 Objetivos 1.4.1 Objetivo general 1.4.2 Objetivos específicos 1.5 Justificación 1.5.1 Membranas usos, beneficios y estructuras, requerimiento o justificación de su uso 1.6 Alcance y Limitaciones 1.6.1 Alcances 1.6.2 Limitaciones 1.7 Delimitaciones 1.7.1 Delimitación espacial 1.7.2 Delimitación temporal 1.7.3 Delimitación conceptual 2. Marco Referencial 2.1 Antecedentes 2.1.1 Antecedentes internacionales 16 20 20 20 23 23 23 23 24 25 27 27 27 27 27 27 28 30 30 30 2.1.2 Antecedentes nacionales 31 2.2 Marco Teórico 32 2.2.1 Aguas residuales mineras y sus efectos ambientales 2.2.2 Importancia del tratamiento de las aguas 2.2.3 Membranas como mecanismos de filtración de agua residuales 2.2.4 Características del proceso de separación del material 2.2.4.1 Clasificación de las membranas 2.2.5 Membranas porosas 2.2.5.1 Síntesis de membranas cerámicas porosas 2.2.6 Membranas de intercambio iónico 2.2.7 Procesos de separación basados en membranas 2.2.7.1 Tipos de procesos de separación 2.2.8 Diferencias térmicas: destilación con membranas 2.3 Marco Conceptual 2.4 Marco Contextual 2.5 Marco Legal 3. Diseño Metodológico 3.1 Tipo de Investigación 3.2 Población y Muestra 3.2.1 Población 3.2.2 Muestra 3.3 Instrumentos para Recolección de Información 3.4 Técnica de Análisis y Procesamiento de datos 3.5 Presentación de Resultados 32 33 34 34 35 36 37 37 37 39 39 40 51 53 55 55 58 58 58 58 59 60 4. Fases del Proyecto 61 4.1 Fase 1. Caracterización de la Materia Prima 4.1.1 Obtención de materias primas y selección de muestra a utilizar 4.1.2 Caracterización previa de las muestras por estudios anteriores 4.1.2.1 Cenizas volantes 4.1.2.2 Diatomitas 4.1.2.3 Caolín 4.2 Fase 2. Elaboración de las Membranas Cerámicas 4.2.1 Preparación de la barbotina 4.2.1.1 Caolín 4.2.1.2 Diatomitas 4.2.1.3 Cenizas volantes 4.2.2 Adición de agua y defloculante 4.2.2.1 Calculo de densidad 4.2.2.2 Cálculo de viscosidad 4.2.3 Elaboración de membranas 4.2.3.1 Proceso de secado a temperatura ambiente 4.2.3.2 Proceso de cocción en mufla eléctrica 4.2.3.3 Posterior al proceso de cocción 4.2.4 Técnicas de caracterización 4.2.4.1 Calculo de volumen y desviación estándar 4.2.4.2 Calculo de densidad 4.2.4.3 Calculo de la contracción 61 61 61 61 62 63 64 64 65 65 65 67 70 70 72 72 73 75 76 77 77 77 4.2.4.4 Cálculo del porcentaje de adsorción en agua 78 4.2.4.5 Análisis de microscopia óptica 79 4.3 Fase 3. Proceso de Filtración con los Prototipos de Membranas Cerámicas 4.3.1 Recolección de Muestras de agua residual minera 4.3.2 Montaje de los filtros 4.3.3 Proceso de filtrado 4.3.4 Proceso de filtración con papel de filtro 4.3.5 Caracterización de propiedades físicas y químicas 5. Discusión de Resultados 5.1 Fase 1: Caracterización de la Materia Prima 5.1.1 Cenizas volantes 5.1.2 Diatomitas 5.1.3 Caolín 5.2 Fase 2: Elaboración de las Membranas Cerámicas 5.2.1 Barbotina 5.2.1.1 Densidad 5.2.1.2 Viscosidad 5.2.2 Membrana 5.2.2.1 Densidad y volumen 5.2.2.2 Contracción, diámetro membrana seca y diámetro membrana cocida 5.2.2.3 Porcentaje de absorción 5.2.2.4 Microscopia óptica 5.3 Fase 3. Evaluación del Filtrado con las Membranas 5.3.1 Agua residual de la mina coopselva 2 80 80 81 82 83 83 85 85 85 88 89 90 90 90 91 93 93 94 95 95 99 99 5.3.2 Características de las membranas posfiltrado 99 5.3.3 Evaluación del diseño experimental 103 5.3.3.1 Análisis con respecto al pH 5.3.3.2 Análisis con respecto al resistividad 5.3.3.3 Análisis con respecto al TDS 5.3.3.4 Análisis con respecto a la conductividad 5.3.3.5 Análisis con respecto a la turbidez 5.3.3.6 Análisis con respecto a la DQO 5.3.3.7 Análisis con respecto a la DBO5 6. Conclusiones 7. Recomendaciones Referencias Bibliográficas Anexos 104 105 107 108 109 110 111 114 115 116 122PregradoIngeniero(a) de Minas146 páginas. ilustraciones, (Trabajo Completo) 2.886 KBapplication/pdfspaUniversidad Francisco de Paula SantanderFacultad de IngenieríaSan José de CúcutaIngeniería de MinasDerechos Reservados - Universidad Francisco de Paula Santander, 2022info:eu-repo/semantics/openAccessAtribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional (CC BY-NC-SA 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2https://catalogobiblioteca.ufps.edu.co/descargas/tesis/1181055_1181085 .pdfSinterización y caracterización de membranas cerámicas a partir de arcillas, diatomitas y cenizas volantes para el tratamiento de aguas residuales minerasTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttps://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Aguas residualesProyectoIndustria MineralFiltraciónAguas residuales minerasMembranasDiatomitasCenizas volantes.Alfa Laval. 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