Influencia de la densidad de corriente y tiempo sobre la remoción de hierro por electrocoagulación de soluciones ácidas artificiales

Abstract

El objetivo que se buscó en la presente investigación fue determinar la influencia del tiempo de residencia y densidad de corriente sobre el porcentaje de remoción de hierro total a partir de una solución acida artificial, mediante el proceso de electrocoagulación. La metodología empleada abordó aspectos físico-químicos, como la caracterización del efluente (pH y concentración de hierro total) y de uno de los lodos formados después del proceso mencionado (espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR)), la cuantificación de hierro total se realizó mediante la determinación de curva de calibración y ecuación de la misma (espectrofotometría UV-visible). El diseño experimental, de naturaleza explicativa y cuantitativa, consideró tres niveles de tiempo de residencia (40, 80 y 120 minutos) y tres densidades de corriente (16 mA/cm2, 33 mA/cm2 y 49 mA/cm2). Los resultados obtenidos y los análisis estadísticos de los mismos indican variaciones significativas en la capacidad de remoción de hierro total de acuerdo a los niveles de las variables independientes utilizadas (tiempo y densidad de corriente). Los resultados de la secuencia experimental podemos concluir que tanto el tiempo de residencia como la densidad de corriente aplicada en el proceso de electrocoagulación influyeron de forma significativa en el porcentaje de remoción de hierro total catiónico presente en las soluciones acidas artificiales. La tendencia reportada entre las variables de estudio evaluadas fue directa, esto, a mayor tiempo de residencia y a mayores densidades de corriente utilizadas los porcentajes de reducción catiónica de hierro fueron mayores, de esta forma se logró el máximo porcentaje de remoción del 99.80% (49 mA/cm2 y 120 minutos). La variable independiente de mayor significancia en el proceso de electrocoagulación desarrollada fue la densidad de corriente, pues el incremento de esta genera fuertes cambios en términos de porcentajes de remoción en hierro como se videncia en las figuras del capito de resultados. Los productos caracterizados de los lodos señalan la presencia de hidróxido de hierro, como se evidencia en el respectivo espectro FTIR.

The objective sought in the present investigation was to determine the influence of residence time and current density on the percentage of total iron removal from an artificial acid solution, through the electrocoagulation process. The methodology used addressed physical-chemical aspects, such as the characterization of the effluent (pH and total iron concentration) and one of the sludge formed after the aforementioned process (Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)), the quantification of total iron It was carried out by determining the calibration curve and its equation (UV-visible spectrophotometry). The experimental design, of an explanatory and quantitative nature, considered three levels of residence time (40, 80 and 120 minutes) and three current densities (16 mA/cm2, 33 mA/cm2 and 49 mA/cm2). The results obtained and their statistical analyzes indicate significant variations in the total iron removal capacity according to the levels of the independent variables used (time and current density). From the results of the experimental sequence we can conclude that both the residence time and the current density applied in the electrocoagulation process significantly influenced the percentage of removal of total cationic iron present in the artificial acid solutions. The trend reported between the study variables evaluated was direct, that is, the longer the residence time and the higher current densities used, the percentages of cationic reduction of iron were higher, in this way the maximum removal percentage of 99.80% was achieved (49 mA/cm2 and 120 minutes). The most significant independent variable in the electrocoagulation process developed was the current density, since the increase in this generates strong changes in terms of iron removal percentages as seen in the figures in the results chapter. The characterized sludge products indicate the presence of iron hydroxide, as evidenced in the respective FTIR spectrum.