Caracterización fisicoquímica de los lodos rojos neutralizados y calcinados con posible actividad catalítica en procesos de oxidación avanzada

Physicochemical characterization of neutralized and calcined red sludge with possible catalytic activity in advanced oxidation processes

Resumen

Esta investigación tiene como propósito determinar el efecto de los tratamientos térmicos y lavados de lodos rojos proveniente de la Corporación Venezolana de Guayana-Bauxilum para obtener un material con posible actividad catalítica en procesos de oxidación avanzada. Para ello se determinaron las propiedades fisicoquímicas de los lodos rojos preparados, los cuales fueron tratados mediante diferentes procesos de neutralización: agua desionizada, peróxido de hidrógeno al 50% y salmuera, sometidos a  calcinación a temperaturas de 200 y 400 °C. Además, fueron caracterizados mediante las técnicas de fluorescencia de rayos X (XRF), difracción de rayos X (DRX), espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier (FT-IR), microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia por dispersión de energía de rayos X por microscopia electrónica de barrido (EDX-SEM). Se determinó la porosidad y área de superficie mediante el método BET (Brunauer-Emmett-Teller). El tamaño del dominio cristalino se obtuvo mediante la ecuación de Scherrer. Se aplicó un diseño de experimento factorial mixto 3x2 para determinar el efecto del método de neutralización y la temperatura de calcinación en los valores de superficie específica y su porcentaje de incremento. Los resultados demostraron la descomposición de la vaterita (CaCO₃) y la deshidratación de la goetita [α-FeO(‎OH‎)₃]  a hematita (α-Fe₂O₃),  y de gibbsita [α-Al(OH)₃]  a boehmita [α-AlO(OH) ] a una temperatura de 400 °C. Se demostró que en la superficie del lodo rojo tratado se encuentran sitios activos típicos de los procesos fotoquímicos (Fe⁺³) y fotocatalíticos (Ti y Mn). A una temperatura de calcinación de 400 °C, la superficie específica del lodo rojo se elevó en un 290%. El tamaño del dominio cristalino disminuyó considerablemente con el incremento de la temperatura de calcinado. Desde el punto de vista estadístico se pudo demostrar que la temperatura de calcinación  es un factor determinante en la superficie específica y su incremento porcentual.