{"id":7427,"date":"2023-03-27T16:17:30","date_gmt":"2023-03-27T08:17:30","guid":{"rendered":"https:\/\/www.activatedcarbon.net\/?p=7427"},"modified":"2023-04-23T09:38:59","modified_gmt":"2023-04-23T01:38:59","slug":"activated-carbon-for-iron-removal","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/activated-carbon-for-iron-removal\/","title":{"rendered":"Carb\u00f3n activado para eliminar el hierro"},"content":{"rendered":"

Carb\u00f3n activado para eliminar el hierro<\/b><\/h1>\n\n\n\n

La industrializaci\u00f3n fomenta el desarrollo econ\u00f3mico y social, pero el crecimiento de las instalaciones industriales intensifica las emisiones contaminantes, lo que afecta a todo el ecosistema. La contaminaci\u00f3n del agua es uno de los terribles efectos de la industrializaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Los datos muestran que casi 60% de las aguas superficiales y 50% del agua potable contienen iones de hierro. Debido a las actividades mineras, las depuradoras y otras actividades, el contenido de hierro en las fuentes de agua ha aumentado considerablemente en algunas zonas. Una acumulaci\u00f3n excesiva de hierro puede causar graves problemas de salud.<\/p>\n\n\n\n

En este estudio se utiliz\u00f3 la tecnolog\u00eda de adsorci\u00f3n con carb\u00f3n activado para tratar el hierro en el agua. Durante el experimento, se estudi\u00f3 la viabilidad de la eliminaci\u00f3n de iones de hierro mediante adsorci\u00f3n por lotes y lecho fijo.<\/p>\n\n\n\n

Introducci\u00f3n del hierro<\/b><\/h2>\n\n\n\n

El hierro, 26\u00ba elemento de la tabla peri\u00f3dica, es un elemento importante. Cubre aproximadamente el 5% de la corteza terrestre y es el segundo metal m\u00e1s abundante, despu\u00e9s del ox\u00edgeno, el silicio y el aluminio entre los elementos.<\/p>\n\n\n\n

El hierro elemental es un metal de transici\u00f3n. Los estados de oxidaci\u00f3n b\u00e1sicos son +2 (ferroso) y +3 (f\u00e9rrico), aunque tambi\u00e9n existen estados de oxidaci\u00f3n +4 (ferroso) y +6 (f\u00e9rrico). Los compuestos de hierro en estado +2 se denominan ferrosos y est\u00e1n formados por iones Fe de color verde claro, mientras que los compuestos de hierro en estado +3 se denominan f\u00e9rricos y contienen iones complejos de Fe, que pasan del amarillo al naranja y finalmente al marr\u00f3n, dependiendo del grado de hidr\u00f3lisis.<\/p>\n\n\n\n

En el agua oxigenada, los iones Fe2+ se oxidan a iones Fe3+. La velocidad de oxidaci\u00f3n depende principalmente de la concentraci\u00f3n de iones H+ y de la temperatura de la soluci\u00f3n. Por lo general, los iones ferrosos retienen una mayor cantidad de hierro en la soluci\u00f3n que los iones f\u00e9rricos, y los elementos ferrosos tienden a tener una mayor solubilidad en comparaci\u00f3n con el hierro elemental.<\/p>\n\n\n\n

Adsorci\u00f3n para eliminar el hierro<\/b><\/h2>\n\n\n\n

El hierro es muy t\u00f3xico y, por lo tanto, es necesario controlar este contaminante en los niveles de emisi\u00f3n. Existen muchas tecnolog\u00edas para eliminar el hierro del agua potable y de los residuos municipales, como el intercambio i\u00f3nico y el ablandamiento del agua, la extracci\u00f3n con fluidos supercr\u00edticos, la oxidaci\u00f3n aireada, la microfiltraci\u00f3n\/ultrafiltraci\u00f3n, los filtros de part\u00edculas aireados y la biorremediaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

El principal inconveniente de estas tecnolog\u00edas es que son caras o no pueden utilizarse sin electricidad. La adsorci\u00f3n es la adhesi\u00f3n de una sustancia adsorbida (adsorbato) a una superficie s\u00f3lida. Los adsorbatos existen en la fase fluida como solutos disueltos en l\u00edquidos o gases. Es preferible a otros tratamientos por su facilidad de uso, dise\u00f1o sencillo, gran capacidad, bajo coste, escasa generaci\u00f3n de subproductos y alta eficacia terap\u00e9utica.<\/p>\n\n\n\n

Se trata de un fen\u00f3meno de superficie que requiere que los contaminantes de las aguas residuales se acumulen en la superficie del adsorbente. Esta deposici\u00f3n de iones met\u00e1licos en el adsorbente se produce en la interfaz del adsorbente, dando lugar a una estructura bidimensional. Esto depende de las propiedades del adsorbente, como la carga superficial, el \u00e1rea superficial y la funcionalidad de la superficie.<\/p>\n\n\n\n

La adsorci\u00f3n tambi\u00e9n es superior a otros procesos de eliminaci\u00f3n debido a su gran eficacia y a la posibilidad de regenerar el adsorbente y recuperar el adsorbato. Una de las formas de superar estas dificultades es la adsorci\u00f3n de hierro por diversos adsorbentes. Debido a su comportamiento multifuncional, se ha determinado que el carb\u00f3n activado es muy activo en el tratamiento de aguas residuales.<\/p>\n\n\n\n

Estructura del carb\u00f3n activado<\/b><\/h2>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

La configuraci\u00f3n at\u00f3mica exacta del carb\u00f3n activado es desconocida, a pesar de su importancia comercial en la purificaci\u00f3n del agua y del aire. La configuraci\u00f3n del carb\u00f3n se prepara por pir\u00f3lisis. Estos carbones pueden clasificarse en dos grupos distintos, grafitizados y no grafitizados. El carbono derivado del carb\u00f3n activado es no grafitizable, lo que significa que puede transformarse en grafito cristalino incluso a temperaturas muy elevadas (\u22653000\u2103).<\/p>\n\n\n\n

Los estudios de difracci\u00f3n de neutrones han demostrado que los carbones no grafitizables tienen un armaz\u00f3n similar al de los fullerenos, como se muestra en la figura 1. Pero no se ha podido aportar ninguna prueba clara de que los \u00e1tomos est\u00e9n enlazados en forma de anillos pentagonales o hexagonales.<\/p>\n\n\n\n

Poros de carb\u00f3n activado<\/b><\/h2>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

Adem\u00e1s de la cristalizaci\u00f3n y la configuraci\u00f3n qu\u00edmica del carb\u00f3n activado, su estructura porosa tambi\u00e9n desempe\u00f1a un papel crucial en diversas aplicaciones. La capacidad de absorci\u00f3n del carb\u00f3n activado est\u00e1 muy relacionada con el \u00e1rea superficial, el volumen de los poros y la distribuci\u00f3n del tama\u00f1o de los poros.<\/p>\n\n\n\n

Depende principalmente de la naturaleza y el tratamiento qu\u00edmico de las materias primas. La estructura porosa del carb\u00f3n activado se produce eliminando las sustancias no carbonosas de la materia prima durante la carbonizaci\u00f3n, lo que produce un bloque de carb\u00f3n fijo con una estructura b\u00e1sica de poros y se desarrolla a\u00fan m\u00e1s durante el proceso de activaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

El proceso de activaci\u00f3n ampl\u00eda el di\u00e1metro de los poros creados durante la carbonizaci\u00f3n y, al mismo tiempo, crea algunos poros nuevos, lo que da lugar a una estructura porosa bien desarrollada. Los poros del carb\u00f3n activado se distribuyen en varios tama\u00f1os y formas. La distribuci\u00f3n del tama\u00f1o de los poros del carb\u00f3n activado resultante se ve afectada principalmente por el grado de impregnaci\u00f3n. Las condiciones de activaci\u00f3n y carbonizaci\u00f3n son los par\u00e1metros m\u00e1s cr\u00edticos que afectan al tipo de porosidad del carb\u00f3n activado resultante.<\/p>\n\n\n\n

Los carbones activados se clasifican por el tama\u00f1o de los poros de la siguiente manera: macroporos (>50nm), mesoporos (2-5nm) y microporos (<2nm). Los microporos pueden subdividirse a su vez en ultramicroporos (<0,5nm) y ultramicroporos (1-2nm). Los mesoporos sirven de v\u00edas para que las mol\u00e9culas adsorbidas atraviesen la red microporosa. Los macroporos no tienen ninguna funci\u00f3n, pero ayudan a guiar los iones met\u00e1licos hacia los mesoporos y las superficies microporosas. La distribuci\u00f3n caracter\u00edstica del tama\u00f1o de los poros del carb\u00f3n activado se muestra en la Fig. 2.<\/p>\n\n\n\n

Condiciones de trabajo del carb\u00f3n activado para el hierro<\/b><\/h2>\n\n\n\n

El proceso de adsorci\u00f3n depende en gran medida de diversos condicionantes como el pH, la dosificaci\u00f3n del sorbente, la concentraci\u00f3n inicial, el tiempo de contacto y la temperatura. El efecto de estos par\u00e1metros en la adsorci\u00f3n de hierro por carb\u00f3n activado se estudi\u00f3 en detalle para determinar las condiciones \u00f3ptimas.<\/p>\n\n\n\n

Se utiliz\u00f3 carb\u00f3n activado para excluir iones Fe(II) de la fase acuosa en varios intervalos de pH, de 2 a 6. Se observ\u00f3 que a pH<3, la eficiencia de eliminaci\u00f3n era la m\u00e1s baja. Se observ\u00f3 que a pH<3, la eficiencia de eliminaci\u00f3n era la m\u00e1s baja. A medida que aumentaba el valor de pH de la soluci\u00f3n, el porcentaje de eliminaci\u00f3n se incrementaba significativamente, alcanz\u00e1ndose la m\u00e1xima tasa de eliminaci\u00f3n a pH5,0.<\/p>\n\n\n\n

La cantidad de hierro adsorbido en el carb\u00f3n activado aumenta con el tiempo de contacto. Debido a la elevada fuerza motriz entre el adsorbente y los iones met\u00e1licos de la soluci\u00f3n, la velocidad de adsorci\u00f3n fue r\u00e1pida en los primeros 90 min.<\/p>\n\n\n\n

Los sitios de adsorci\u00f3n son accesibles al principio, se ralentizan y alcanzan el equilibrio en torno a los 150 min. La ampliaci\u00f3n del tiempo de funcionamiento a 6 h no tuvo ning\u00fan efecto sobre la concentraci\u00f3n residual de iones met\u00e1licos, lo que indica que el equilibrio se alcanz\u00f3 a los 150 min, m\u00e1s all\u00e1 de los cuales la acumulaci\u00f3n de iones de hierro dificult\u00f3 la difusi\u00f3n en el sorbente. La resistencia a la difusi\u00f3n aumenta con un mayor llenado de los microporos, lo que contradice el efecto del tiempo de contacto.<\/p>\n\n\n\n

La eliminaci\u00f3n de iones met\u00e1licos es un proceso altamente dependiente de la concentraci\u00f3n que puede reconocerse como un efecto del transporte de masas. La adsorci\u00f3n est\u00e1 regulada por la cobertura monocapa de mol\u00e9culas en el l\u00edmite del sorbente de carb\u00f3n activado.<\/p>\n\n\n\n

Por tanto, el proceso de adsorci\u00f3n es inicialmente muy r\u00e1pido. A concentraciones m\u00e1s elevadas, las vacantes presentes en la superficie del carbono estar\u00e1n rodeadas por m\u00e1s adsorbatos. Por lo tanto, los iones met\u00e1licos no s\u00f3lo fueron adsorbidos por la monocapa en la superficie perif\u00e9rica del adsorbente de carb\u00f3n activado, sino que tambi\u00e9n se difundieron en el interior de las part\u00edculas de carb\u00f3n activado.<\/p>\n\n\n\n

Conclusi\u00f3n<\/b><\/h2>\n\n\n\n

El carb\u00f3n activado adsorbe para eliminar el impacto del hierro en el medio ambiente. Aunque el hierro es un mineral importante para el ser humano, si el contenido de hierro en el agua supera un determinado nivel, har\u00e1 que el agua no sea potable, lo que provocar\u00e1 diversos trastornos de salud. El abastecimiento de agua potable es una necesidad humana universal. Por lo tanto, es esencial disponer de tecnolog\u00edas eficientes y asequibles para utilizar el carb\u00f3n activado en el tratamiento del agua con el fin de eliminar el hierro del agua y garantizar un agua potable segura.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

En este estudio se utiliz\u00f3 la tecnolog\u00eda de adsorci\u00f3n con carb\u00f3n activado para tratar el hierro en el agua. Durante el experimento, se estudi\u00f3 la viabilidad de la eliminaci\u00f3n de iones de hierro mediante adsorci\u00f3n por lotes y lecho fijo.<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":7429,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"elementor_theme","format":"standard","meta":{"_uag_custom_page_level_css":"","footnotes":""},"categories":[45,39],"tags":[],"class_list":["post-7427","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-application","category-knowledge-uncategorized"],"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/activatedcarbon.net\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Activated-Carbon-for-Iron-Removal-1.png",1000,450,false],"thumbnail":["https:\/\/activatedcarbon.net\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Activated-Carbon-for-Iron-Removal-1-150x150.png",150,150,true],"medium":["https:\/\/activatedcarbon.net\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Activated-Carbon-for-Iron-Removal-1-300x135.png",300,135,true],"medium_large":["https:\/\/activatedcarbon.net\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Activated-Carbon-for-Iron-Removal-1-768x346.png",768,346,true],"large":["https:\/\/activatedcarbon.net\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Activated-Carbon-for-Iron-Removal-1.png",800,360,false],"1536x1536":["https:\/\/activatedcarbon.net\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Activated-Carbon-for-Iron-Removal-1.png",1000,450,false],"2048x2048":["https:\/\/activatedcarbon.net\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Activated-Carbon-for-Iron-Removal-1.png",1000,450,false],"trp-custom-language-flag":["https:\/\/activatedcarbon.net\/wp-content\/uploads\/2023\/03\/Activated-Carbon-for-Iron-Removal-1-18x8.png",18,8,true]},"uagb_author_info":{"display_name":"zhulincarbon","author_link":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/author\/zhulincarbon\/"},"uagb_comment_info":0,"uagb_excerpt":"In this study, activated carbon adsorption technology was used to treat iron in water. During the experiment, the feasibility of removing iron ions by batch and fixed bed adsorption was studied.","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7427","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=7427"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/7427\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/7429"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=7427"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=7427"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/activatedcarbon.net\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=7427"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}