Universitat Jaume IInvestigadores e investigadoras de la Universitat Jaume I de Castellón han demostrado la viabilidad de la síntesis de pigmentos cerámicos a partir de fangos residuales de las industrias de tratamientos superficiales (cromado y niquelado, entre otros), eliminando la necesidad y los costes del depósito en vertederos controlados y permitiendo el ahorro en materias primas y energía. Este nuevo proceso podría aplicarse en empresas de fabricación de pigmentos inorgánicos, industrias que incluyan tratamientos superficiales electroquímicos (automóvil, componentes metálicos, juguetes, etc.) y gestores de residuos tóxicos y peligrosos.
En el proceso de aplicación electroquímica de tratamientos superficiales se utilizan baños de sales que contienen el metal que se va a depositar. Sin embargo, con el uso, estos baños pierden efectividad y se les considera agotados, aunque todavía contienen una elevada concentración del metal junto con otros compuestos, que hay que gestionar correctamente porque la gran mayoría de metales pesados se consideran tóxicos y peligrosos.
La solución más habitual es precipitar los iones metálicos en medio alcalino (con algún tratamiento previo en algunos casos para modificar el estado de oxidación del metal), y facilitar así la formación del hidróxido. De este modo, se obtiene un fango que contiene los contaminantes, pero que dado su alto contenido en metales pesados debe depositarse en vertederos controlados para minimizar su impacto ambiental, suponiendo un doble coste para las empresas, por una parte, el transporte y depósito en vertederos y, por otra, la pérdida del valor de la materia prima que no es utilizada (sales de cromo, níquel, etc.).
La alternativa desarrollada por el equipo investigador castellonense supone la transformación de estos fangos en pigmentos cerámicos y sirve para valorizar un grupo de residuos tóxicos y peligrosos como materia prima de otro proceso. Los trabajos realizados indican que, combinando fangos de diferentes procesos, es posible generar una mezcla cuyo tratamiento térmico puede generar directamente pigmentos cerámicos, normalmente del grupo de las espinelas (óxidos mixtos). En algunos casos puede ser necesario complementar la composición con una pequeña proporción de materia prima adicional si no se consigue ajustar la relación estequiométrica entre elementos sólo con fangos.
Además del notable ahorro que supone reutilizar un residuo tóxico y peligroso como materia prima de pigmentos cerámicos, la mezcla de hidróxidos que forman los fangos suele ser más reactiva que las mezclas de óxidos utilizadas habitualmente para sintetizar pigmentos. Esto significa que pueden sintetizarse los pigmentos con tratamientos térmicos más cortos o a menor temperatura máxima, con lo que también se consigue un ahorro energético.
Este proceso consigue una mayor efectividad cuando la generación de los fangos se ha realizado sin introducir elementos que resulten perjudiciales para la calidad del pigmento cerámico, por lo que su transferencia al sector productivo lograría mayores ventajas si los procesos de generación de los fangos a partir de los baños agotados se realizan teniendo en cuenta su reaprovechamiento en la síntesis de pigmentos.
La tecnología se ha verificado a escala de laboratorio con muestras de fangos procedentes de diferentes procesos superficiales y el siguiente paso sería la creación de un consorcio con generadores de diferentes tipos de fangos y fabricantes de pigmentos inorgánicos para abordar la optimización y el escalado del proceso.
El equipo investigador, dirigido por Sergio Mestre Beltrán del Departamento de Ingeniería Química y del Instituto Universitario de Tecnología Cerámica Agustín Escardino de la UJI, ha estado formado por Enrique Javier Sánchez Vilches y M.ª José Orts Tarí.
Fuente: Universitat Jaume I – UJI
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