Degradación del cianuro

Clasificación del cianuro
El cianuro que puede aparecer en agua o en aguas residuales se clasifica en tres categorías en función de la fuerza de su enlace:

1.)    Cianuro libre (CN-).
2.)    Cianuro fácilmente disociable (incluye al cianuro libre y cianuros que pueden formar complejos de débiles a moderadamente fuertes con metales como el cobre, níquel y plata).
3.)    Cianuros totales (se refiere a todas las categorías mencionadas anteriormente y a los complejos ferro- y ferricianuro).

Esta división corresponde a los parámetros de análisis que son medidos por los métodos DIN. Los datos obtenidos mediante este sistema se consideran método-dependientes, debido a que no es posible clasificar los tipos de cianuro por sí mismos ya que, rara vez habrá solo una especie. Normalmente nos encontraremos con una mezcla de cianuros en diversos complejos metálicos.


Oxidación de cianuros con cloro
El tratamiento de cloración alcalina, en el que generalmente se emplea blanqueador de cloro, era el proceso más utilizado para la eliminación de los cianuros presentes en las aguas residuales ya que permitía su degradación con costes relativamente bajos. No obstante, en la actualidad, su uso está cada vez más en entredicho y con frecuencia ha de ser sustituido por las siguientes razones:

1.)    La reacción del cloro con sustancias orgánicas tales como agentes tensioactivos o agentes complejantes conducen a la formación de compuestos orgánicos clorados, detectados como AOX (halógenos orgánicos absorbibles) y en ocasiones ésto provoca que se supere el límite de fijado por la ley.

2.)    No solo se forman AOX, sino también otras sustancias cloradas. Al inicio del tratamiento se genera cloruro de cianógeno y al final del mismo cloraminas tóxicas.

3.)    Dependiendo de la composición del agua, en términos de metales pesados, un tratamiendo éxitoso mediantes este método puede ser complicado y requiere mucho tiempo.

4.)    Tras la eliminación del cianuro con hipoclorito es bastante probable que los agentes complejantes orgánicos permanezcan en la solución. Ésto hace necesario el uso de grandes cantidades de sulfuros o sulfuros orgánicos para mantener su concentración dentro de los límites de metales pesados.

5.)    En la práctica, las cantidades de compuestos que se usan durante el blanqueo de cloro es cuatro veces superior al valor teórico. Ésto es debido a que el hipoclorito reacciona con el amoniaco que se forma durante la eliminación del cianuro y genera cloraminas tóxicas como la tricloramina, cuya presencia en aguas residuales no está permitida.

Finalmente, instituciones gubernamentales como el Ministerio de Medioambiente de Baden-Württemberg, recomiendan el uso de procesos de oxidación UV/H2O2 para la eliminación del cianuro al ser la tecnología más ecológica.

Tratamiento UV/H2O2 del cianuro

La eliminación fotoquímica de cianuros (oxidación UV) puede llevarse a cabo por una gran variedad de reacciones que dependen de la composición del agua y los complejos de cianuro presentes. Por otra parte, las descripciones de los mecanismos de reacción son, hasta la fecha, poco frecuentes y, en ocasiones, se dan algunos datos contradictorios sobre las posibles vías de oxidación.

 

A veces, el peróxido de hidrógeno, sin radiación UV, puede, por sí mismo y en condiciones apropiadas, oxidar el cianuro libre y parte de los complejos de cianuro. Estos procesos pueden tener tiempos de reacción muy largos dependiendo de la estabilidad de los complejos.

 

Lo mismo se aplica al radical generado mediante la fotólisis del peróxido de hidrógeno (proceso UV/H2O2) que reacciona inmediatamente con el cianuro.

 

En la oxidación de los complejos cianometálicos, la excitación de éstos mediante luz UV juega un papel importante debido a que pueden reaccionar directamente con el peróxido de hidrógeno:

 

Una de las reacciones más conocidas, la cual se investiga en la fotoquímica solar del agua superficial, es la de la eliminación de ferricianuros. Estas reacciones tiene lugar cuando el ferricianuro se oxida al aplicar el proceso de enviolet  con el fin de eliminar los cianuros totales (Ejemplo: Verichrome (Reino Unido): hasta 1500 mg/L, <1 mg/L).

 

De acuerdo a las ecuaciones anteriores, el cianuro se oxida a cianato. Se produce una reacción similar durante la fotólisis de complejos de cianuro de cobalto, que representa el complejo más estable de MeCN. El producto oxidado, cianato, procedente de las reacciones anteriores reacciona fácilmente mediante hidrólosis y da lugar a dióxido de carbono y amonio, aunque también es posible obtener nitrógeno y dióxido de carbono mediante una reacción secundaria de la oxidación del cianato.

 

Tratamiento UV/H2O2 del cianuro orgánico

No sólo es posible la oxidación UV de cianuros inorgánicos sino también la de los orgánicos. Es decir, el nitrito también se puede oxidar mediante el procedimiento de enviolet. En este caso, la reacciones que se describen a continuación para la reducción de la DQO y de TOC entran en acción. Bajo ciertas condiciones, la hidrólisis de nitritos puede provocar la liberación de cianuro, por lo que la desintoxicación del agua es necesaria.

Oxidación de cianuro en aguas residuales reales

En el tratamiento de aguas residuales o aguas subterráneas el cianuro no será, por lo general, el único contaminante ya que en los procesos a escala industrial se encuentran también componentes orgánicos tales como agentes tensioactivos o complejantes orgánicos. Además, las corrientes de aguas residuales a tratar consisten en la unión de aguas que proviene de distintas líneas.

Para el tratamiento de las aguas mencionadas en el párrafo anterior, las reacciones de eliminación del cianuro compiten con las de degradación de los componentes orgánicos. Para minimizar las reacciones no deseadas, las condiciones de tratamiento y los parámetros aplicados tienen que adaptarse a la composición del efluente de las fábricas. En ocasiones, las "reacciones secundarias" son deseables si, como resultado, provocan la eliminación de los agentes complejantes. Gracias a ésto, el uso de organosulfuros, cuyo precio es bastante elevado, puede reducirse o incluso evitarse si se logra la precipitación de la cantidad suficiente de metales pesados.

La existencia de estas posibilidades de optimización, presentes en los procesos de oxidación de UV de enviolet, garantizan, por tanto, un proceso económico con un costo mínimo de inversión y operación, especialmente cuando las aguas residuales tienen una composición compleja. Todo ésto hace posible el tratamiento de aguas residuales que contienen cianuro o EDTA (Ejemplo: Miba Gleitlager (Austria); DOW (Suiza)).

Oxidación de cianuro en aguas subterráneas

La eliminación de cianuro en aguas subterráneas es, normalmente, fácil de realizar a través de nuestra oxidación UV / H2O2:

Ejemplo 1:

Concentraciones actuales en los respectivos pozos:

Pozo 1: T-CN (cianuro, total): 2,9 mg/L

Pozo 2: T-CN (cianuro, total): 0,18 mg/L

Objetivo del proceso de oxidación UV/H2O2:

Reducir la cantidad por debajo de 50 µg/L mediante nuestro proceso de oxidación UV.

Eliminación de cianuro en aguas residuales industriales

En las aguas residuales industriales, la oxidación del cianuro es una etapa preliminar de la eliminación de los metales.

Ejemplo:  aguas residuales que contienen cianuro y EDTA.

Valores típicos de las aguas residuales:

cianuros fácilmente disociables: 550 mg/L

EDTA: 230 mg/L

TOC (carbono orgánico total): 1320 mg/L

Objetivos del proceso de oxidación UV/H2O2:

Reducir la cantidad de cianuros fácilmente disociables a 0,2 mg/L.

Eliminar el EDTA y la presencia de agentes orgánicos complejantes de manera que la composición de metales en las aguas cumpla los límites de seguridad.

Eliminación de cianuro en soluciones

Muchas soluciones del campo de la ingeniería de superficies contienen, cianuro para eliminar una capa de metal no deseado y un agente reductor para proteger una capa subyacente. El tratamiento de estas soluciones suele ser muy caro pero, mediante nuestro proceso Cyanomat el método pasa a ser mucho más rentable.

Ejemplo:  soluciones que contienen cianuro.
Valores típicos de aguas residuales:
Cianuros, totales: 50.000 mg/L
TOC (carbón orgánico total): 21.000  mg/L
Objetico del proceso de oxidación UV/H2O2:
Reducir la cantidad de cianuro fácilmente disociable al límite de 0,2 mg/L.          Eliminación de otros elementos orgánicos (nitrobencenoosulfonato) por oxidación UV para que el agua alcance el límite en la cantidad de metales exigido por la ley.