NR-1964

Universidad Nacional de TrujilloESCUELA DE POSTGRADO

Seccin de Postgrado de Ingeniera

Maestra en Ciencias - Mencin en Gestin Ambiental

TRABAJO DE INVESTIGACIN:

Influencia de la dosis de cloruro de sodio, densidad de corriente y

tiempo de operacin sobre la eliminacin va electroqumica de

cianuro libre presente en soluciones acuosas

PARA OBTENER EL GRADO DE:

MAESTRO EN CIENCIAS

Autor:

Br. Snchez Carrin, Luis Enrique

Asesor:

M. Sc. Crdenas Alayo, Ranulfo Donato

TRUJILLO PER

2006

N Registro ....................

i

AGRADECIMIENTO

Mi sincero agradecimiento al personal que realiza actividades de investigacin en el

laboratorio de recubrimientos electrolticos de la Escuela Profesional Acadmico

Profesional de Ingeniera Metalrgica, por el apoyo en la realizacin de la presente

investigacin.

Agradezco tambin a todos mis profesores y compaeros de la escuela de post grado,

por los momentos y experiencias compartidos en clases y fuera de ellas.

Finalmente mi eterna gratitud a mi profesor Ms. Ing. Donato Crdenas Alayo, por su

amistad, apoyo y asesoramiento.

ii

INDICE

Pg.AGRADECIMIENTO ...........................................................................................

INDICE .................................................................................................................. i

RESUMEN ............................................................................................................ iii

ABSTRACT .......................................................................................................... v

LISTADO DE TABLAS ....................................................................................... vii

LISTADO DE FIGURAS Y FOTOGRAFAS ..................................................... viii

CAPTULO I: INTRODUCCIN

1.1 Realidad problemtica ..................................................................................... 1

1.2 Antecedentes bibliogrficos ............................................................................. 3

1.3 Marco terico ................................................................................................... 7

1.4 Problema de Investigacin .............................................................................. 10

1.5 Hiptesis .......................................................................................................... 10

1.6 Objetivos. 10

CAPTULO II: MATERIALES Y MTODOS 11

2.1 Material. .. ........................................................................................... 11

2.1.1 Material de estudio ................................................................................ 15

2.1.2 Equipos e instrumentos .......................................................................... 11

A. Equipos ............................................................................................. 11

B. Instrumentos ..................................................................................... 13

C. Accesorios ........................................................................................ 14

iii

2.2 Mtodos ......................................................................................................... 15

2.2.1 Seleccin de variables ........................................................................... 15

2.2.2 Diseo experimental .............................................................................. 17

2.2.3 Procedimiento experimental. 19

a. Preparacin de la muestra ......................................................................... 19

b. Preparacin de la celda e instalacin de equipos e instrumentos .............. 20

c. Someter la solucin a las condiciones del diseo experimental ........... 22

d. Retiro de la muestra ................................................................................. 22

e. Anlisis qumico de la muestra .............................................................. 22

f. Recoleccin de datos ............................................................................... 22

CAPTULO III: RESULTADOS ....................................................................... 24

CAPTULO IV: ANLISIS DE RESULTADOS ............................................. 29

CAPTULO V: CONCLUSIONES .................................................................... 34

CAPTULO VI: RECOMENDACIONES ........................................................ 35

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS .............................................................. 36

APNDICES 38

APENDICE I: Tablas y Figuras Auxiliares .................................................. 38

APENDICE II: Anlisis volumtrico de titulacin con nitrato de plata para

la determinacin de cianuro libre en solucin. .

42

APENDICE III: Frmulas, Clculos y Tablas para Anlisis Estadstico ..... 45

APENDICE IV: Fotografas ....................................................................... 51

iv

RESUMEN

En la presente investigacin se estudi la eliminacin de el in cianuro libre (CN-) de

una solucin acuosa preparada por la accin de la corriente elctrica en presencia de

Cloruro de Sodio y a un tiempo de operacin apropiado.

Para tal fin se prepar una solucin acuosa con una 500 ppm de cianuro libre, realizando

un total de 300 pruebas experimentales cada una de ellas con 3 rplicas. Se consideraron

tres variables independientes; La dosis de cloruro de sodio con 4 niveles (6, 10, 14 16

g/L), la densidad de corriente con 5 niveles (1.4, 1.5, 1.6 y 1.7 A/dm 2 ) y el tiempo de

operacin con 5 niveles (5, 15, 30, 45 y 60 minutos).

Las pruebas se realizaron en una celda electroqumica de vidrio, con un volumen de

solucin de 2,5 litros a pH de 6,5, temperatura de 30C y agitando a 43 RPM. La

determinacin del porcentaje de eliminacin del cianuro libre se calcul por diferencia

entre la concentracin inicial y final de ste en solucin; analizando por el mtodo

volumtrico de titulacin con solucin de nitrato de plata.

Se demuestra que la eliminacin de cianuro libre se incrementa al aumentar la dosis de

cloruro de sodio, la densidad de corriente y el tiempo de operacin, sin embargo para

tiempos mayores a 45 minutos se observa una disminucin en la eliminacin,

mostrndose un comportamiento asinttico de las curvas, el mayor porcentaje de

eliminacin fue de 99.32 %, para densidade de corriente de 1,7 A/dm2 y 60 minutos de

operacin.

v

De acuerdo al resultado del anlisis estadstico del modelo factorial a un nivel de

confianza del 95%, las tres variables estudiadas influyen significativamente en el

proceso de eliminacin de cianuro libre en soluciones acuosas preparadas. Mientras que

la interaccin de la dosis de cloruro de sodio y densidad de corriente, as como tambin,

la interaccin de tiempo y densidad de corriente, no influyen significativamente sobre el

porcentaje de eliminacin de cianuro libre.

vi

ABSTRACT.

In the present research was studied elimination of the free cyanide (CN_) ion in a

aqueous solution prepared by the action of the electrical current and presence of sodium

chloride and the time operation I the process.

For such purpose a aqueous solution was prepared with a 500 ppm of free cyanide, was

done 300 experimental tests, each of them with 3 replies. They were considered three

independent variables; the sodium chloride dose with 4 levels (6, 10, 14 16 g/L), the

current density with 5 levels (1.4, 1.5, 1.6 and 1.7 A/dm2) and the operation time with 5

levels (5, 15, 30, 45 and 60 minutes).

The tests were realized in a glass electrochemical cell, with 2,5 litres of solution to pH

6,5, temperature of 30C and shaking to 43 RPM. The percentage of elimination of free

cyanide was the difference of the initial and final concentration; the volumetric method

was the used here.

The amount of free cyanide eliminated increases when increase the dose of sodium

chloride, the current density and the operation time, nevertheless for times bigger than

45 minutes a decrease is observed in the elimination, showing asymptotic behavior of

the curves. The best percentage of elimination was 99.32 %, for current densities of 1,7

A/dm2 and 60 minutes of operation.

vii

According to the factorial model the statistical analysis at 95 % level of trust, the

sodium chloride dose, operation time and the current density influence significantly to

the process of free cyanide elimination. The interaction of sodium chloride dose and

current density, as well as also, the iteration of time and current density, they do not

influence significantly on the percentage of elimination of free cyanide.

viii

LISTADO DE TABLAS

Tabla N 1: Variables y Niveles Estudiados 17

Tabla N 2: Diseo de la Matriz Experimental . 18

Tabla N 3: Resultados experimentales promedio de los porcentajes de

eliminacin de cianuro libre. 25

Tabla N 4: Anlisis de varianza de los datos obtenidos en la evaluacin

del porcentaje de eliminacin de cianuro libre. 26

Tabla N I.1: Resultados experimentales de los porcentajes de eliminacin

de cianuro, a diferentes condiciones experimentales. .. 39

Tabla N IV.1: Resultados experimentales de los porcentajes de eliminacin

de cianuro, a diferentes condiciones experimentales para el

anlisis estadstico. 48

Tabla N IV.2: Totales interaccin Factor A vs Factor B. . 49

Tabla N IV.3: Totales interaccin Factor A vs Factor C . 49

Tabla N IV.4: Totales interaccin Factor C vs Factor B. . 49

Tabla N IV.5: Anlisis de varianza para el modelo experimental. . 50

ix

LISTADO DE FIGURAS Y FOTOGRAFAS

Figura N 1: Celda electroltica con una solucin de cloruro de sodio 8

Figura N 2: Generacin de cloro y otros productos por la electrlisis de la

solucin inica de cloruro de sodio. 9

Figura N 3: Planteamiento esquemtico del problema de investigacin . 15

Figura N 4: Diagrama del Procedimiento Experimental. . 19

Figura N 5: Circuito Electroqumico Experimental. 21

Figura N 6: Porcentaje de eliminacin de cianuro libre en funcin del

tiempo a diferentes densidades de corriente. 27

Figura N 7: Porcentaje de eliminacin de cianuro libre en funcin del

tiempo a diferentes concentraciones de cloruro de sodio. 28

Foto N 1: Equipo utilizado para las pruebas experimentales. .. 51

Foto N 2: Determinacin de cianuro libre por titulacin. . 52

Foto N 3: Inicio de la titulacin. 53

Foto N 4: Fin de la titulacin. 53

i

CAPITULO I

INTRODUCCIN

1.1 Realidad problemtica

En los ltimos aos debido a la gran riqueza de recursos naturales y humanos de

nuestro pas acompaados de una legislacin promotora de la inversin en minera,

se han desarrollado grandes inversiones en grandes yacimientos mineros en todo el

pas, poseemos la mina de oro ms grande de Latinoamrica, Yanacocha, en

Cajamarca, y actualmente la mina Barrick en el departamento de la Libertad.

Este incremento de la minera en nuestra regin ha conllevado a preocupaciones

colaterales como son la alteracin o perturbacin al medio ambiente, ya que el uso

de reactivos qumicos de alta toxicidad para organismos superiores son empleados

en el beneficio de metales valiosos.

Si tenemos como referencia que el Per es el segundo productor de oro en

Latinoamrica y el stimo en el mundo y que para la extraccin del oro el cianuro

de sodio es ampliamente utilizado en soluciones acuosas para la disolucin o

lixiviacin, debemos entender que la administracin de los efluentes de esta

ii

actividad debe ser administrado con responsabilidad y tecnologa adecuada dentro

de la normatividad.

Por otro lado las preocupacin por la extraccin responsable de los recursos

naturales ha obligado al estado peruano a normar sobre temas ambientales, tenemos

una amplia legislacin desde la Constitucin Poltica del Per, el Cdigo de lo

Recursos Naturales y Medio ambiente, el Cdigo Penal y otras normas que

establecen las obligaciones y sanciones para los agentes involucrados. Dentro de

ste contexto las empresas mineras estn cada da buscando alternativas

tecnolgicas adecuadas para la administracin de sus efluentes que les permita estar

dentro de lo que establece la normatividad vigente como es el caso de Los Niveles

Mximos Permisibles para Afluentes Lquidos en las Actividades Minero

Metalrgicas.

iii

1.2 Antecedentes bibliogrficos.

Hasta 1965, aproximadamente, la nica forma de tratar los residuos de la industria

minera era por medio de la degradacin natural. En el Per, hasta 1996, la

eliminacin de residuos de cianuro de operaciones mineras se realizaron por

degradacin natural; sin embargo en la actualidad todas las plantas de cianuracin

vienen desarrollando algn mtodo de tratamiento de sus relaves o efluentes.

(Tremolada, J y Zamora, 1994)

El nivel mximo permisible de cianuro total (NMP) establecido por el MEM es de

1.00 ppm. y la ley general de aguas (1969) establece para las aguas usadas en riego

de vegetales y consumo de animales un valor de 0,005 ppm de cianuro total.

(Ministerio de Energa y Minas, 1996)

Mediante el uso de el Hongo Apergillus se han alcansado una destruccin de

98,87% (Reyes, I, 1998)

Utilizando un bio-reactivo de base enzimtico se ha llegado a elminar de 99,09% en

tiempo de exposicin de 360 minutos.(iquen, W. y Samillan, C. 1996)

Se ha evaluado los efectos del pH, tiempo de operacin de los hongos de los

gneros Trichoderma y Aspergillus en la biodegradacin de cianuro de sodio,

consiguindose biodegradaciones de 99.5 % en tiempos superiores a las 120 horas

de reaccin. (Guzmn, S. y Obando E. 1996)

Se ha estudiado el la influencia del pH, oxgeno y tiempo de en la destruccin de

cianuros por la accin de Fusarium Moniliforme en relaves mineros,

iv

consiguindose eliminacin del 95,23% para tiempos de operacin de 132 horas.

(Marins, L. y Ros, M. 1996).

Se han obtenido resultado de eliminacin de cianuro de sodio del 100 % a

concentraciones bajas 50 ppm a tiempos de operacin de 25 minutos, usando el

mtodo de clorinacin alcalina in situ.

(Casanova, M. y Marquez, L. 2001)

Para minimizar el dao de un efluente hacia la naturaleza se tiene tres

posibilidades: Dilucin, remover el agente txico y/o convertirlo en un producto

qumico menos txico (algunas veces referenciados como degradacin o

destruccin cuando de especies cianuradas se refiere)

Los principales mtodos para el tratamiento o degradacin de cianuro en efluentes

son:

1. Remocin del Cianuro.

2. Oxidacin a especies de cianuro menos txicos, por ejemplo con clorinacin

alcalina.

3. Formacin de complejo menos txico; por ejemplo Fe(CN)2 - Fe(II).

(Smith, A. y Mudder t., 1996).

En la clorinacin alcalina es un mtodo no muy generalizado, destruye al cianuro

libre y al cianuro disociable en cido dbil (CNWAD) por oxidacin pero no

destruye los complejos cianurados de hierro y cobalto.

El agente activo de la oxidacin por cloro, del cianuro libre y complejos

cianurados, es el in hipoclorito. Este es generado por la disolucin del cloro en

agua. Alternativamente el in hipoclorito puede ser generado por la dilucin de una

sal soluble, como por ejemplo cloruro de sodio o cloruro de calcio sometido a

electrlisis.

v

El cianuro libre reacciona con el ClO- en solucin acuosa generando CNCl,

conocido como gas lacrimgeno .

CN- + H2O + ClO- = CNCl(g) + 2OH-

Y similarmente con el cloro libre:

CN- + Cl2 = CNCl(g) + Cl-

Sin embargo, a un pH alto el CNCl(g) es fcilmente hidrolizado a cianato e iones

cloro.

CNCl + 2 OH- = CNO- + Cl- + H2O.

En la prctica, la oxidacin sucede entre 10-15 minutos. El rango inicial de la

oxidacin puede disminuir notablemente con el incremento del pH a cercanos 11,y

la oxidacin usualmente sucede a pH 10-11.

El cloro y las especies hipocloradas reaccionan tambin con un buen nmero de

otras especies comnmente frecuentes en efluentes tales como: compuestos

orgnicos, sulfuros, thiocianatos, etc. Si estos componentes se presentan en

cantidades significativas, resultara un alto consumo de cloro y con el consecuente

problema econmico. El consumo de cloro requerido en la prctica es de 8 a 24 Kg

de Cl2 por Kg CN- . (Marsen, J. y House I., 1992.)

La generacin del hipoclorito de sodio en el propio sitio es un proceso simple que

hasta en los ltimos 10-15 aos con el desarrollo de nodos especiales de bajo

consumo elctrico han hecho que el proceso sea econmico y confiable.

Tpicamente el consumo elctrico de una celda moderna es de 2.5 kw/h y 3,5 libras

de sal por cada libra de cloro equivalente generado.

En 1930 generadores electrolticos eran usados en desinfeccin de aguas de

albercas, pero el alto consumo elctrico de los electrodos hacan que el cloro

equivalente generado fuera bastante mas costoso que el cloro gas y

consecuentemente fue desechado.

vi

La tecnologa de los generadores de hipoclorito de sodio in-situ es muy sencilla y

confiable. Parte del principio de la electrlisis del agua salada o el paso de

electricidad entre el nodo y el ctodo a travs del agua salada el cual hace que el

H2O y el ClNa reaccionen y formen el ClONa liberando hidrgeno en el ctodo

Esta tecnologa Es prcticamente la misma que para la obtencin del cloro

elemental.

Reacciones en la Celda

El cloro se genera en el nodo mientras el ctodo produce hidrgeno as:

(1) 2 CL - ------------ >CL2 +2e-

(2) 2 H20 + 2 e- ----------- > H2 + 2 OH-

Estando aun en la celda el cloro reacciona inmediatamente y forma cido

hipocloroso de acuerdo a esta reaccin:

(3) C l2+ H20 --------- > HOCl + H* + Cl-

Considerando que comenzamos con sal (NaCL), todas las reacciones llevan a lo

siguiente:

(4) 2 NaCl + 3 H20 ---------- > 2 NaOH + H2+ HOCl + HCl

En la misma celda, todo el cido hipocloroso se disocia y forma el Ion hipoclorito

el cual se considera como Cloro libre Disponible de acuerdo a la siguiente reaccin

de equilibrio:

(5) HOCl < ------- > OCl- + H+

Si las concentraciones de HOCl y OCl- Son las mismas, la reaccin total en la celda

es como sigue:

(6) 2 NaCl + 3 H20 ------- > NaOCl + HOCl + NaOH + 2H2 (Jos T. Masis, 1998).

vii

1.3 Marco terico.

Ionizacin.

Al combinarse sodio con cloro, para formar cloruro de sodio, cada tomo de sodio

cede un electrn a un tomo de cloro, dando como resultado un in sodio con carga

positiva y un in cloro con carga negativa.

Cl2 + 2.Na 2.NaCl

Cuando el cloruro de sodio se disuelve en agua, los iones se disocian y pueden

moverse libremente.

NaCl Na+ + Cl-

La Electrlisis.

El proceso de electrolisis consiste en aplicar una corriente elctrica a una

determinada sustancia inica llamada electrolito, lo que permite separar sus iones.

La electrolisis reproduce en una celda electroqumica donde se distinguen dos

compartimentos o electrodos: el polo positivo (o nodo) y el polo negativo (o

ctodo), de forma que al aplicar la corriente, los iones positivos son atrados hacia

el polo de signo contrario(es decir, hacia el ctodo) y los iones negativos son

atrados hacia el nodo, tal como lo podemos apreciar en la figura N 1. donde se

puede apreciar la disociacin del cloruro de sodio.

viii

Cuando la corriente elctrica aplicada en un proceso electroltico es referida a un

rea especfica, se le denomina densidad de corriente; la misma que se expresa en

amperios por unidad de rea.

Figura N 1: Celda electroltica con una solucin de cloruro de sodio.

Ley de Faraday.

Esta ley expresa la electrolisis de modo cuantitativo, donde se establece que la

cantidad de iones liberados hacia el nodo y el ctodo es proporcional a la cantidad

de electricidad que pasa por el circuito.

As, cuando se aplica corriente elctrica a una solucin que contiene iones de Na+ y

Cl-, esto originara una precipitacin en el ctodo (carga negativa) del in Na+ y en

el nodo (carga positiva) se generara iones cloro, y la cantidad de estos iones se

realizara en funcin a la corriente aplicada, aso como en la cantidad de iones en la

solucin.

(Arbellot L. 1980)

ix

Generacin de Cloro.

El proceso de obtencin de cloro ms utilizado es la electrolisis de una disolucin

salina de cloruro de sodio NaCl, mediante el paso de energa elctrica a travs de la

disolucin. Se producen simultneamente cloro (Cl2)e hidrxido de sodio (NaOH),

tambin denominado soda custica, obtenindose tambin como co-producto

hidrgeno gas (H2)

La electrolisis se produce en una celda donde hay dos compartimentos o electrodos:

el polo positivo o nodo y el polo negativo o ctodo, de forma que al pasar la

corriente elctrica a travs de la disolucin salina, los iones positivos Na + son

atrados hacia el polo de signo contrario, el ctodo, y los iones negativos (Cl ) son

atrados hacia el nodo, una representacin esquemtica se nuestra en la figura N

2.

Figura N 2: Generacin de Cloro y otros productos por la electrlisis de la

solucin inica de cloruro de sodio.

(Universidad Nacional del Callao, 2004)

x

1.4 Problema de Investigacin.

Cul es la influencia de la dosis de cloruro de sodio, densidad de corriente y tiempo

de operacin sobre la eliminacin va electroqumica de cianuro libre en soluciones

acuosas preparadas?

1.5 Hiptesis

Segn los antecedentes bibliogrficos y tericos relacionados con la Ley de Faraday,

y la ley de Ohm se plante la hiptesis: al aumentar la dosis de cloruro de sodio,

mayor densidad de corriente y mayor tiempo de se obtendr un mayor porcentaje de

eliminacin de cianuro libre presente en una solucin acuosa.

1.6 Objetivos.

a. Determinar cual es la influencia de la dosis de cloruro de sodio, densidad de

corriente y tiempo de operacin sobre la eliminacin va electroqumica de

cianuro libre presente en soluciones acuosas preparadas.

b. Establecer las condiciones de operacin en las cuales se obtiene un mayor

porcentaje de eliminacin de cianuro libre.

c. Proponer una metodologa prctica al fenmeno de eliminacin del cianuro libre

va electroqumica.

xi

CAPTULO II

MATERIALES Y MTODOS

2.1 Materiales.

2.1.1 Material de estudio

La muestra de estudio fue 150 litros de una solucin acuosa preparada con

una concentracin de 500 mg/L (500 ppm) de cianuro libre preparado a partir

de sales de cianuro de sodio (NaCN), con pH de 10,5; regulado con

hidrxido de sodio (NaOH). stos 150 litros permitieron realizar 300 pruebas

experimentales de 2.5 litros cada una.

El NaCN tiene las siguientes caractersticas.

Nombre comercial : cianuro de sodio

presentacin : pellets de color blanco

pureza : 97%.

Usos ms frecuentes : En la industria minera para la extraccin de oro y

plata y en galvanotecnia para baos de cincado y

cobreado alcalino.

2.1.2 Equipos e instrumentos

A. Equipos:

Generador de corriente continua (transformador-rectificador)

xii

voltaje de entrada : 220 voltios AC

voltaje de salida : 0 25 voltios DC

intensidad de salida : 0 100 Amperios

potencia : 3750 vatios

Agitador

material : PVC

voltaje : 9 voltios

rpm : 43

Restato (resistencia variable)

material : alambre de nicrn

longitud : 20 centmetros

Celda electroqumica

dimensiones : 16x23x24 centmetros

material : vidrio

espesor : 0,4 centmetros

volumen operacin: 2,5 litros

Recipiente para refrigeracin

dimensiones : 25x30x35 centmetros

material : vidrio

espesor : 0,4 centmetros

nodos:

material : grafito

forma : cilndrica

cantidad : 02 unidades

xiii

Ctodos:

material : acero inoxidable

forma : tetradrica

cantidad : 03 unidades

rea catdica total : 3,75 dm2

B. Instrumentos:

Multitester digital (voltmetro)

marca : DT830B

rango : 0 a 1000 voltios

sensibilidad : 0,5%

Multitester digital (ampermetro)

marca : DT830B

rango : 0 a 10 amperios

sensibilidad : 1,0%

Balanza analtica

marca : SARTORIUS

rango : 0,001 mg a 300 g

sensibilidad : 0,001 mg

pHmetro digital

marca : CHECHER C6

sensibilidad : 0,1

Cronmetro digital

Marca : CASIO

xiv

Sensibilidad : 0,01 segundos

C. Accesorios:

Conductores elctricos

material : cobre

dimetro : 14 AWG

xv

2.2 Mtodos.

2.2.1 Seleccin de variables

La seleccin de las variables y niveles se bas en el anlisis de los

antecedentes y fundamento terico de los procesos electroqumicos y la

realizacin de pruebas preliminares.

Figura N 3: Planteamiento esquemtico del problema de investigacin.

A. Variables independientes:

Para la seleccin de variables se tuvo e cuenta los antecedentes y

fundamentos tericos y los niveles se tomaron de acuerdo a las pruebas

preliminares.

Dosis de cloruro de sodio (g/L)

Densidad de corriente, A/dm2.

Tiempo de operacin, min

ELIMINACIN DECIANURO LIBRE VAELECTROQUMICA

Densidad deCorriente(A/dm2)

Tiempo deoperacin

(min)

Dosis de clorurode sodio

(g/L)

Eliminacin deCianuro Libre (%)

Solucin acuosapreparada 500 ppmde cianuro libre

xvi

B. Variable dependiente:

Eliminacin de cianuro libre, %

xvii

2.2.2 Diseo experimental

Se utiliz el diseo factorial con tres variables independientes con cuatro

niveles, para la variable A (dosis de cloruro de sodio), cinco niveles para la

variable B (densidad de corriente) y cinco niveles pata la variable C(tiempo).

Las mismas que se presentan en la tabla N 1.

Tabla N 1: Variables y Niveles Estudiados

Variables Independientes NivelesDosis de cloruro de sodio, g/L (FACTOR A) 6 10 14 16Densidad de corriente, A/dm2 (FACTOR B) 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7Tiempo de operacin, min (FACTOR C) 5 15 30 45 60

Las condiciones constantes de operacin fueron:

pH = 10,5

agitacin = 43 RPM

temperatura = 30C

El nmero total de pruebas fueron:

N de pruebas totales = (N pruebas de la matriz) (N de rplicas)

N de pruebas totales = (100)(3) = 300

El diseo experimental se sintetiza en la tabla N 2.

18

Tabla N 2 : Diseo de la Matriz Experimental

FACTOR B

b1 b2 b3 b4 b5FACTOR C

NIV

EL

ES

c1 c2 c3 c4 c5 c1 c2 c3 c4 c5 c1 c2 c3 c4 c5 c1 c2 c3 c4 c5 c1 c2 c3 c4 c5a1 a1b1c1 a1b1c2 a1b1c3 a1b1c4 a1b1c5 a1b2c1 a1b2c2 a1b2c3 a1b2c4 a1b2c5 a1b3c1 a1b3c2 a1b3c3 a1b3c4 a1b3c5 a1b4c1 a1b4c2 a1b4c3 a1b4c4 a1b4c5 a1b5c1 a1b5c2 a1b5c3 a1b5c4 a1b5c5

a2 a2b1c1 a2b1c2 a2b1c3 a2b1c4 a2b1c5 a2b2c1 a2b2c2 a2b2c3 a2b2c4 a2b2c5 a2b3c1 a2b3c2 a2b3c3 a2b3c4 a2b3c5 a2b4c1 a2b4c2 a2b4c3 a2b4c4 a2b4c5 a2b5c1 a2b5c2 a2b5c3 a2b5c4 a2b5c5


FAC

TO

R A


N de pruebas totales = (N pruebas de la matriz) (N de rplicas)

N de pruebas totales = (100)(3) = 300

19

2.2.3 Procedimiento Experimental

El procedimiento y secuencia experimental utilizado se aprecia en la figura

N 2

Figura N 4: Diagrama del Procedimiento Experimental

a. Preparacin de la solucin inicial:

Se preparo 150 litros de una solucin con una concentracin de 500 ppm

de cianuro libre, para ello fue necesario fijar el pH a 10.5, con hidrxido

de sodio, luego se adicion la sal de NaCN hasta conseguir la

concentracin deseada.

ANLISIS QUMICO DEMUESTRAS

PROCESAMIENTO DEDATOS

PREPARACIN DE LASOLUCIN INICIAL

MEDICIONESEXPERIMENTALES

RETIRO DEMUESTRAS

ACONDICIONAMIENTODE LA CELDA E

INSTALACIN DEEQUIPOS E

INSTRUMENTOS

20

b. Acondicionamiento de la celda e instalacin de equipos e

instrumentos:

En la figura N 3 se muestra el circuito electroqumico

Los electrodos (nodo y ctodo) y el agitador se montaron en la celda

electroqumica que contuvo la solucin acuosa preparada (electrolito): Esta

celda se acondicion dentro de un recipiente de mayor capacidad por

donde se hizo circular agua para refrigeracin.

Los electrodos, mediante conductores de cobre, se conectaron al generador

de corriente continua, el nodo al terminal positivo y el ctodo al negativo.

Para el control y ajuste del flujo de corriente a travs del circuito,

requerido para el nivel de experimentacin, se instal una resistencia

variable (restato).

Para la medicin de la densidad de corriente se instal en serie un

ampermetro, y para registro referencial del voltaje se instal en paralelo

un voltmetro.

Para medir la temperatura de la solucin contenida en la celda y poder

controlarla a 30C se instal un termmetro dentro de ella.

21

Figura N 5: Circuito Electroqumico Experimental

LEYENDA

Ampermetro

Voltmetro

Restato

Termmetro

Generador decorriente continua

A V G

Electrolito

Anodo Ctodo

Agua pararefrigeracin

+

_

Rx

e

22

c. Mediciones experimentales:

Una vez instalados los equipos e instrumentos, se procedi a llenar la celda

electroqumica con la solucin preparada, con la dosis de cloruro de sodio

establecida para cada experimento; luego fue sometida a la densidad de

corriente respectiva, regulando sta, si es necesario, con el restato y

mantenindola a stas condiciones de acuerdo a los tiempos establecidos.

Manteniendo una temperatura constante de 30 C y agitando a 43 RPM.

d. Retiro de muestras:

Teniendo en cuenta los tiempos (5, 15, 30, 45 y 60 minutos) establecidos

segn el diseo experimental se tom una muestra de 15 ml de la solucin

contenida en la celda para efectos de anlisis qumico cianuro libre

presente en solucin.

e. Anlisis qumico de muestras:

La nuestra tomada de la celda se filtr e inmediatamente se tom 10 ml de

sta solucin para establecer la cantidad de cianuro libre por el mtodo

volumtrico de titulacin con solucin de nitrato de plata.

f. Procesamiento de datos:

La eliminacin de cianuro libre expresados en se obtuvieron en funcin de

la concentracin inicial y final. La inicial se determin mediante anlisis

de la solucin preparada antes de someterla a experimentacin, y la final

se analizando las muestras tomadas al cumplirse los tiempos fijados en el

23

diseo experimental.

24

CAPTULO III

RESULTADOS

En la tabla N 3 se muestra los resultados experimentales promedio de los porcentajes

de eliminacin de cianuro libre en solucin.

25

Tabla N 3: Resultados experimentales promedio de los porcentajes de eliminacin de cianuro libre, a diferentes niveles de dosis de

cloruro de sodio, densidad de corriente y tiempo de operacin.

Densidad de corriente

1,3 A/dm2 1,4 A/dm2 1,5 A/dm2 1,6 A/dm2 1,7 A/dm2

Tiempo (minutos)

NaC

l (g/

L)

5 15 30 45 60 5 15 30 45 60 5 15 30 45 60 5 15 30 45 60 5 15 30 45 606 13,87 29,87 45,37 55,70 67,24 14,57 31,72 50,24 62,97 73,10 15,77 34,36 51,69 62,27 75,59 17,03 34,80 52,60 62,98 78,67 24,64 39,46 56,75 68,21 86,76

10 20,80 32,25 50,53 64,26 80,55 19,40 38,81 55,67 70,33 81,59 16,95 40,00 61,17 75,97 84,43 20,66 39,44 60,43 76,50 92,40 24,02 44,06 63,97 82,18 94,91

14 20,49 37,63 60,93 78,09 90,28 23,84 40,95 65,27 81,60 92,98 22,30 45,08 68,10 86,90 95,12 22,20 47,21 70,33 90,41 96,16 28,86 49,13 75,39 92,74 98,41

16 26,20 47,09 68,01 86,32 95,80 24,18 46,36 68,35 88,06 97,19 22,35 47,20 74,74 93,00 98,48 19,81 48,14 76,07 96,65 98,65 24,12 49,72 75,65 96,58 99,32

26

Tabla N 4: Anlisis de varianza de los datos obtenidos en la evaluacin del

porcentaje de eliminacin de cianuro libre

FUENTE DEVARIACIN

SUMA DECUADRADOS

GRADOS DELIBERTAD

MEDIA DECUADRADOS

Fo F(tablas)

Cloruro de Sodio (A) 15162,22 3 5054,07 110,44 2,6

Densidad deCorriente (B) 2699,64 4 674,91 14,75 2,37

Tiempo (C) 179207,00 4 44801,75 978,98 2,37Interaccin AB 875,03 12 72,92 1,59 1,75Interaccin AC 3688,65 12 307,39 6,72 1,75Interaccin BC 908,02 16 56,75 1,24 1,65Interaccin ABC 870,64 48 18,14 0,40 1,38Rplicas 4216,58 2 2108,29 46,07 2,6Error 9152,74 200 45,76Total 216780,51 299 725,02

Nivel de confianza del 95%

F0,05(v1,v2)

27

Figura N 6: Porcentaje de eliminacin de cianuro libre en funcin del tiempo a diferentes densidades de corriente.

1.3 A/dm2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Tiempo (minutos)

(a)

Elim

inac

in

de C

N-(%

)

6 g/L NaCl10 g/L NaCl14 g/L NaCl16 g/L NaCl

1.4 A/dm2

0102030405060708090

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Tiempo (minutos)

(b)

Elim

inac

in

de C

N- (

%)

6 g/L NaCl10 g/L NaCl14 g/L NaCl

16 g/L NaCl

1,5 A/dm2

0102030405060708090

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60Tiempo (minutos)

(c)

Elim

inac

in

de C

N- (%

)

6 g/L NaCl

10 g/L NaCl14 g/L NaCl

16 g/L NaCl

1,6 A/dm2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Tiempo (minutos)(d)

Elim

inac

in

de C

N- (

%)

6 g/L NaCl10 g/L NaCl14 g/L NaCl

16 g/L NaCl

1.7 A/dm2

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Tiempo (minutos)

Elim

inac

in

de C

N- (

%)

6 g/L NaCl10 g/L NaCl14 g/L NaCl16 g/L NaCl

28

Figura N 7: Porcentaje de eliminacin de cianuro libre en funcin del tiempo a diferentes concentraciones de cloruro de

sodio.

6 g/L de NaCl

0102030405060708090

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Tiempo (minutos)(a)

Elim

inac

in

de C

N- (

%)

1,3 A/dm21,4 A/dm2

1,5 A/dm2

1,6 A/dm21,7 A/dm2

10 g/L de NaCl

0102030405060708090

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Tiempo (minutos)(B)

Elim

inac

in

de C

N- (

%)

1,3 A/dm2

1,4 A/dm21,5 A/dm2

1,6 A/dm2

1,7 A/dm2

14 g/L de NaCl

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Tiempo (minutos)(c)

Elim

inac

in

(%)

1,3 A/dm21,4 A/dm2

1,5 A/dm21,6 A/dm2

1,7 A/dm2

16 g/L de NaCl

0

1020

3040

50

6070

8090

100

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Tiempo (minutos)(d)

Elim

inac

in

(%)

1,3 A/dm21,4 A/dm2

1,5 A/dm21,6 A/dm21,7 A/dm2

29

CAPTULO IV

DISCUSIN DE RESULTADOS

La influencia de la dosis de cloruro de sodio y densidad de corriente para diferentes

tiempos de operacin sobre la eliminacin de cianuro libre se muestran en la tabla N 3

las figuras 4a, 4b, 4c, 4d, y 4 e, y en las figuras 5, 5b, 5c y 5 d.

4.1 Influencia de la dosis de cloruro de sodio

Al aumentar la dosis de cloruro de sodio la eliminacin porcentual de cianuro libre

se incrementa, las caractersticas de las curvas en funcin del tiempo son no

lineales; sin embargo; se tornan con tendencias asintticas para tiempos mayores a

45 minutos, sucediendo esto para los valores mas altos de dosis de cloruro de sodio,

tal como se puede apreciar el la figura 5c y 5d.

Si tomamos por ejemplo, una densidad de corriente de 1,7 A/dm2 , se obtuvo una

eliminacin de 99.32% para una dosis de cloruro de sodio de 16 g/L y a un tiempo

de 60 minutos (ver tabla N 3 y figura 5d).

El incremento de la eliminacin de cianuro libre al aumentar la dosis de cloruro de

sodio se explica por que se libera mayor cantidad de cloro que es agente oxidante

conjuntamente con el oxigeno, tal como se puede apreciar en las siguientes

relaciones:

30

CN- + Cl2 = CNCl(g) + Cl-

A un pH alto el CNCl(g) es fcilmente hidrolizado a cianato e iones cloro.

CNCl + 2 OH- = CNO- + Cl- + H2O.

Otra explicacin estara dado que al tener mayor concentracin de cloruro de sodio

existira mayor cantidad de iones que facilitaran el paso de la electricidad

aumentando el rendimiento de la electrlisis.

4.2 Influencia de la densidad de corriente:

Conforme se aumenta la densidad de corriente, la eliminacin porcentual de cianuro

libre se incrementa. En las curvas de eliminacin vs. tiempo se observa un

comportamiento asinttico para tiempos mayores de 45 minutos para experimentos

de densidades de corriente de 1,5; 1,6 y 1,7 A/dm2 y para los niveles ms altos de

dosis de cloruro de sodio tal como se puede apreciar en la figura 4c, 4d y 4e.

El aumento se explica fundamentalmente por dos razones, una de ellas esta

relacionada con la Primera Ley de Farday: donde se establece que la cantidad de un

elemento, en este caso el cloro, es depositado o liberado en forma proporcional a la

cantidad de electricidad que atraviesa la solucin. Otra explicacin estara dado que

al existir mayor cantidad de cloro, este aumentara la concentracin de ste in

aumentando la posibilidad de reaccin con el cianuro libre.

31

As, por ejemplo, el nivel ms bajo de densidad de corriente (1,3 A/dm2) donde el

porcentaje de eliminacin es de 95,80% y comparemos con el nivel ms alto de

densidad de corriente (1,3 A/dm2) la eliminacin llega al 99.32%, como se puede

apreciar no existe una diferencia importante entre ambos casos, esto estara

relacionado directamente con la concentracin de cloro en la solucin, por ello si se

aumentara la densidad de corriente a valores ms altos la eliminacin no variara

significativamente. Estos valores que se toman corresponden a una dosis de 16 g/l

de cloruro de sodio y 60 minutos de operacin. (ver tabla N 3 y figuras 4a y 4e)

4.3 Influencia del tiempo de operacin:

Conforme se aumentan los tiempos de operacin tambin aumentan los porcentajes

de eliminacin de cianuro libre

Se puede apreciar en las figuras que las curvas para los diferentes niveles en los

primeros 5 minutos se entrecruzan, esto se debe que es un tiempo muy corto y an

no se puede fijar el paso de corriente con exactitud, por ello es recomendable no

tomarlo como referencia estos valores.

Para tiempos mayores a 5 minutos se puede apreciar una relacin proporcional no

lineal entre el porcentaje de eliminacin y el tiempo de operacin, consiguindose

los valores ms altos de eliminacin densidades de corriente 1.6 y 1.7A/dm2 y para

dosis de cloruro de sodio de 14 y 16 g/L.

32

Tomemos por ejemplo la figura 5c, en ella podemos apreciar que existe una

diferencia entre los niveles de densidad de corriente importante(las curvas estn

separadas), mientras que en la figura 5d esta diferencia se hace mas corta(las curvas

estn ms pegadas) , lo que nos permite tener presente que es mas influyente el

cloruro de sodio que la densidad de corriente en el proceso de eliminacin de

cianuro libre en funcin del tiempo, esta conclusin tambin se puede apreciar en el

anlisis de varianza.

Del anlisis de la tabla N 4, es decir la comparacin del Fo experimental con el F de

tabla a un nivel de confianza del 95% se puede afirmar:

Que los efectos de cada uno de los factores: dosis de cloruro de sodio, densidad de

corriente y tiempo de operacin influyen significativamente sobre el porcentaje de

eliminacin de cianuro libre en solucin acuosa.

Que el tiempo de operacin tiene mayor influencia significativa en la eliminacin de

cianuro libre, seguido de la dosis de cloruro de sodio y la densidad de corriente.

Que la interaccin de los factores cloruro de sodio y densidad de corriente, as como

tambin, la interaccin de tiempo y densidad de corriente no influyen

significativamente sobre el porcentaje de eliminacin de cianuro libre en solucin

33

Que la interaccin entre los factores dosis de cloruro de sodio y tiempo de operacin

tienen una influencia significativa sobre el porcentaje de eliminacin cianuro libre

en solucin.

De los resultado obtenido en el presente trabajo, en comparacin con otros mtodos o

variables estudiadas, como es el caso de la eliminacin de cianuro de sodio por medios

biolgicos, la eliminaciones mximas alcanzadas estn por encima del 90 %, sin

embargo los tiempos son elevados; en el mejor de los casos son mayores a 360 minutos

por acciones de una base oxidante y del orden de 130 horas usando la accin de el

hongo de los gneros Trichodema Aspergillus.

Para el caso de clorinacin alcalina por la generacin de cloro en una celda

electroqumica se han obtenido resultados de del 100% para concentraciones bajas de

cianuro de sodio (50 ppm), en el presente trabajo se consigui una eliminacin de

99,32% con una concentracin de 500 ppm.

34

CAPTULO V

CONCLUSIONES

5.1. La dosis de cloruro de sodio, densidad de corriente y tiempo de operacin influyen

significativamente sobre el porcentaje de eliminacin de cianuro libre en

soluciones acuosas.

5.2. El tiempo de operacin tiene mayor influencia significativa en la eliminacin de

cianuro libre, seguido de la dosis de cloruro de sodio y la densidad de corriente.

5.3. El mayor porcentaje de eliminacin fue de 99.32 %, esta se consigui con una

dosis de cloruro de sodio de 16 g/L, una densidad de corriente de 1, 7 A/dm2 y un

tiempo de operacin de 60 minutos.

5.4. El tiempo de operacin ptima estara a 45 minutos, ya que por encima de estos

valores la proporcin de eliminacin en funcin del tiempo decrece.

5.5. Para tiempos menores a 5 minutos los valores obtenidos para el porcentajes de

eliminacin no tienes una tendencia proporcional al incremento de los otros

factores, densidad de corriente y dosis de cloruro de sodio, esto se debe a que las

condiciones de operacin no se han estabilizado.

35

CAPTULO VI

RECOMENDACIONES

6.1. Realizan investigaciones con respecto a la salinidad de la solucin residual,

para poder ajustar la dosis de cloruro de sodio a cantidades menores y

optimizar otras variables como la agitacin y el tiempo de operacin.

6.2. Evaluar el rendimiento de la celda, es decir, evaluar las reacciones de la celda

cuantitativamente.

6.3. Evaluar el rendimiento de la celda electroltica en funcin a la disposicin y

material de los electrodos.

36

CAPTULO VII

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

TREMOLADA, J y ZAMORA F., 1994. Tcnicas de Tratamiento de

Cianuro de Sodio a partir de Efluentes de Cianuracin Aplicacin

industrial en Minera Aurfera Retamas S.A. III Simposium Nacional de

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MINISTERIO DE ENERGA Y MINAS, 1996. Gua de Monitoreo para la

Actividad Minera

REYES, I, 1998., Destruccin del enlace triple del cianuro, en efluentes de

minera aurfera, en funcin del pH y concentracin de aspergillus , tesis

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reactivo FPL-M, velocidad de agitacin y pH del medio. Tesis para

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para obtener el titulo de ingeniero, Trujillo-Per

37

CASANOVA, M. y MARQUEZ, L. 2001., Influencia de la dosis de NaCl,

densidad de corriente aplicada y concentracin inicial sobre el % de

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ingeniero, Trujillo-Per.

SMITH, A. Y MUDDER T., 1996. Tratamientos de Residuos de

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ARBELLOT L. 1973, recubrimientos electrolticos . Edit. Hispano Europea,

Barcelona Espaa.

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO, 2004., Curso de

actualizacin para ingenieros.

38

APENDICES

39

APENDICE I

TABLAS Y FIGURAS AUXILIARES

Tabla N I.1: Resultados experimentales de los porcentajes de eliminacin decianuro, a diferentes condiciones experimentales.

REPLICAS

NFACTORA NaCL

(g/L)

FACTOR BDensidad de

Corriente(A/d2)

FACTOR CTiempo

(minutos) 1 2 3PROMEDI

O TOTAL

1 6 1,3 5 19,88 20,90 24,32 21,70 65,102 6 1,3 15 27,67 31,07 30,87 29,87 89,623 6 1,3 30 53,27 41,25 41,60 45,37 136,124 6 1,3 45 57,71 57,06 52,32 55,70 167,105 6 1,3 60 72,18 62,71 66,82 67,24 201,726 6 1,4 5 11,18 11,63 20,90 14,57 43,717 6 1,4 15 50,39 31,40 32,20 38,00 113,998 6 1,4 30 61,65 46,51 45,76 51,31 153,929 6 1,4 45 71,74 62,79 54,80 63,11 189,34

10 6 1,4 60 84,86 74,42 66,10 75,13 225,3811 6 1,5 5 8,90 18,61 21,59 16,36 49,0912 6 1,5 15 43,33 32,56 37,50 37,80 113,3913 6 1,5 30 46,66 43,02 44,32 44,67 134,0014 6 1,5 45 63,33 58,15 59,09 60,19 180,5715 6 1,5 60 80,10 69,77 70,42 73,43 220,3016 6 1,6 5 14,77 18,14 18,18 17,03 51,1017 6 1,6 15 37,50 31,67 35,23 34,80 104,4018 6 1,6 30 52,28 46,15 43,18 47,21 141,6219 6 1,6 45 69,32 58,24 61,36 62,98 188,9320 6 1,6 60 84,16 79,12 72,73 78,67 236,0121 6 1,7 5 22,54 14,65 36,72 24,64 73,9122 6 1,7 15 39,14 40,24 38,98 39,46 118,3723 6 1,7 30 60,16 57,31 52,77 56,75 170,2424 6 1,7 45 63,48 75,61 65,54 68,21 204,6325 6 1,7 60 96,47 84,15 79,66 86,76 260,2726 10 1,3 5 22,22 20,90 23,60 22,24 66,7227 10 1,3 15 52,62 33,33 32,90 39,62 118,8528 10 1,3 30 76,83 52,77 43,03 57,54 172,6229 10 1,3 45 84,20 63,84 55,90 67,98 203,9430 10 1,3 60 97,90 80,79 71,39 83,36 250,0831 10 1,4 5 17,90 13,95 22,03 17,96 53,8832 10 1,4 15 30,53 39,52 34,46 34,84 104,5133 10 1,4 30 55,80 56,40 50,28 54,16 162,4834 10 1,4 45 73,05 68,61 58,19 66,62 199,8535 10 1,4 60 89,47 79,65 67,23 78,78 236,35

36 10 1,5 5 17,65 10,47 22,73 16,95 50,85

40

NFACTORA NaCL

(g/L)

FACTOR BDensidad de

Corriente(A/d2)

FACTORC Tiempo(minutos)

REPLICAS PROMEDIO TOTAL

37 10 1,5 15 52,16 34,88 32,97 40,00 120,0138 10 1,5 30 81,08 55,81 46,60 61,17 183,5039 10 1,5 45 95,55 73,26 59,09 75,97 227,9040 10 1,5 60 100,00 87,21 68,18 85,13 255,3941 10 1,6 5 23,86 15,38 22,73 20,66 61,9742 10 1,6 15 42,61 46,17 29,55 39,44 118,3343 10 1,6 30 67,05 65,38 48,86 60,43 181,2944 10 1,6 45 87,51 79,49 62,50 76,50 229,5045 10 1,6 60 97,95 97,44 81,82 92,40 277,2146 10 1,7 5 26,96 21,95 23,16 24,02 72,0747 10 1,7 15 43,56 45,12 43,50 44,06 132,1848 10 1,7 30 60,60 69,51 61,81 63,97 191,9249 10 1,7 45 78,98 89,02 78,55 82,18 246,5550 10 1,7 60 92,25 99,08 93,39 94,91 284,7351 14 1,3 5 22,71 12,09 30,27 21,69 65,0752 14 1,3 15 42,57 36,72 36,83 38,71 116,1253 14 1,3 30 65,97 59,32 50,42 58,57 175,7154 14 1,3 45 88,30 74,01 69,25 77,19 231,5655 14 1,3 60 98,94 90,96 82,12 90,67 272,0256 14 1,4 5 19,10 27,91 20,90 22,64 67,9157 14 1,4 15 39,33 42,44 37,85 39,88 119,6358 14 1,4 30 73,04 76,16 53,67 67,62 202,8759 14 1,4 45 91,01 83,72 72,88 82,54 247,6160 14 1,4 60 97,75 95,81 84,18 92,58 277,7561 14 1,5 5 17,03 25,58 24,29 22,30 66,9162 14 1,5 15 54,27 46,51 34,46 45,08 135,2463 14 1,5 30 80,86 69,77 53,67 68,10 204,3064 14 1,5 45 96,81 92,14 71,75 86,90 260,7065 14 1,5 60 98,94 98,26 88,70 95,30 285,8966 14 1,6 5 20,46 20,00 26,14 22,20 66,5967 14 1,6 15 51,14 52,98 37,50 47,21 141,6268 14 1,6 30 75,00 81,46 54,55 70,33 211,0069 14 1,6 45 96,59 97,35 77,27 90,41 271,2270 14 1,6 60 100,00 98,54 90,91 96,48 289,4571 14 1,7 5 24,75 34,14 27,68 28,86 86,5872 14 1,7 15 53,52 56,10 45,76 51,79 155,3873 14 1,7 30 77,31 80,49 68,36 75,39 226,1674 14 1,7 45 93,36 93,90 90,96 92,74 278,2275 14 1,7 60 98,50 98,78 97,97 98,41 295,2476 16 1,3 5 28,89 29,94 27,89 28,91 86,7277 16 1,3 15 59,10 42,37 39,81 47,09 141,2878 16 1,3 30 84,09 60,45 59,48 68,01 204,0279 16 1,3 45 95,45 85,31 78,19 86,32 258,9580 16 1,3 60 99,23 96,61 92,49 96,11 288,3381 16 1,4 5 14,59 30,23 27,70 24,18 72,5382 16 1,4 15 47,92 47,67 43,50 46,36 139,0983 16 1,4 30 70,84 70,93 63,28 68,35 205,04

41

NFACTORA NaCL

(g/L)

FACTOR BDensidad de

Corriente(A/d2)

FACTORC Tiempo(minutos)

REPLICAS PROMEDIO TOTAL

84 16 1,4 45 91,67 90,70 81,81 88,06 264,1785 16 1,4 60 98,43 97,67 95,48 97,19 291,5886 16 1,5 5 31,01 15,13 20,90 22,35 67,0487 16 1,5 15 54,93 47,67 38,98 47,20 141,5988 16 1,5 30 95,07 72,09 57,06 74,74 224,2389 16 1,5 45 97,18 96,51 85,31 93,00 279,0190 16 1,5 60 98,59 98,49 97,74 98,27 294,8291 16 1,6 5 20,63 12,66 26,14 19,81 59,4292 16 1,6 15 59,77 56,33 40,91 52,34 157,0193 16 1,6 30 85,03 87,60 69,32 80,65 241,9594 16 1,6 45 98,85 98,48 92,61 96,65 289,9495 16 1,6 60 100,00 98,86 98,07 98,98 296,9396 16 1,7 5 26,74 22,54 8,90 19,39 58,1897 16 1,7 15 48,22 50,20 46,89 48,44 145,3198 16 1,7 30 76,19 76,76 74,01 75,65 226,9699 16 1,7 45 96,43 95,57 97,74 96,58 289,75

100 16 1,7 60 99,47 99,40 99,10 99,32 297,96

TOTAL 6316,56 5892,44 5399,11 17608,10

42

APENDICE II

ANLISIS VOLUMTRICO DE TITULACIN CON NITRATO DE

PLATA PARA LA DETERMINACIN DE CIANURO LIBRE EN

SOLUCIN

Equipos y Materiales:

Balanza.

Bureta.

Pipeta

Baso de precipitacin

Soporte universal

Reactivos:

Nitrato de plata, AgNO3

Ioduro de Potasio, KI.

Hidrxido de Sodio, NaOH

Cianuro de Sodio.

Agua destilada.

Procedimiento:

El procedimiento consiste en determinar la concentracin cianuro libre mediante una

solucin titulante de nitrato de plata (AgNO3) de concentracin conocida y como

indicador ioduro de potasio,(KI)

Preparacin de la solucin titulante de nitrato de plata.

43

Es importante tener presente que para la preparacin de la solucin titulante es

necesario conocer el volumen de la muestra, solucin con contenido de cianuro,

la concentracin y el volumen consumido.

Para el caso de la presente investigacin se tomo una muestra de 10 ml y se

tomo como referencia la concentracin inicial de 50 ppm (su equivalente 50

mg/100 ml), se debe titular en 4ml.

Clculos:

Para neutralizar 50 ppm 50 mg/100ml de NaCN:

mgmlxmlmg 500100100

50 =

de NaCN

Peso de nitrato de plata requerido.

De acuerdo a la siguiente reaccin:

323 )(2 NaNOCNNaAgNaCNAgNO ++

NaCNAgNO 98................9,169 3

NaCNXAgNO 500................3

Luego:

X=0,8668 mg de 3AgNO

Si necesitamos preparar un litro de solucin

4 ml .. 0,8868 mg de 3AgNO

1 000 ml X

X = 216,71 mg/litro

Normalidad de la solucin:

N = M, porque i =1

M = n de moles/ 1 litro = (peso de 3AgNO /PM)/1 litro

44

N = (0,21671 g/169,9)/ 1 litro

Luego:

N = 0,00127 N

Clculo del Factor:

1 ml tiene 0,21671 mg de 3AgNO

Neutraliza:

169,9 98

0,21671 .. X

Luego

X = 1, 2499999999 x 10-1 gr de NaCN

(Xmg/1000ml)(10ml)=(1,25x10-1 mg/ml)(X ml consumido)

X=1,25x10-1 x 1000 (X ml consumido)/10

El factor es: 12,5

Para determinar la concentracin de cianuro libre:

X=12,5 x (volumen consumido) = Concentracin de CN- en ppm o mg/litro

45

APENDICE III

FRMULAS, CLCULOS Y TABLAS PARA ANLISIS

ESTADSTICO

- La suma total de cuadrados corregida se determin usando la ecuacin.

- La suma de los cuadrados de los efectos principales.

abcnYYSS

a

i

b

j

c

k

n

lijklT

2

1 1 1 1=

= = = =

3554)17608,10()99,10(...)27,67()19,88(

2222

+++=TSS

216780,511033484,291250264,80

==

T

T

SSSS

abcnY

bcnYSS

a

i

iA

2...

1

2... =

=

1033484,29355

)5021,81()4750,77()4202,70()3632,82( 2222

+++

=ASS

1033484,291048646,51=ASS

15162,22=ASS

abcnY

acnY

SSa

j

jB

2...

1

2... =

=

1033484,29354

)3814,64()3615,47()3494,73()3371,61()3311,66( 22222

+++

=BSS

1033484,291036183,92=BSS

2699,64=BSS

abcnY

abnYSS

c

k

kC

2

1

2... =

=

354)5337,42()4709,43()3749,97()2525,91()1285,37( 22222

++++

=cSS

46

- La suma de los cuadrados de las interacciones de dos factores.

- La suma de los cuadrados de la interacciones de tres factores.

179207,00=cSS

CA

a

i

b

i

ijAB SSSSabcn

Ycn

YSS = = =

2

1 1

2

CA

a

i

b

k

ikAC SSSSabcn

Ybn

YSS = = =1 1

2

179207,00-15162,22-1033484,2935

)1469,63(...)539,76()282,92( 222

+++

=ACSS

3688,65=ACSS

CB

a

j

b

k

jkBC SSSSabcn

Yan

YSS = = =1 1

2

179207,00-2699,64-1033484,2934

)1138,21(...)465,86()283,62( 222

+++

=BCSS

908,02=BCSS

BCABCBA

a

i

b

j

c

k

ijkABC SSSSSSSSSSabcn

YabcnYSS =

= = =

2

1 1 1

2

( ) ( ) ( )[ ]908,02-3688,65-875,03-179207,00

-2699,64-15162,22-1033484,29297,96...89,6265,1031 222 +++=ABCSS

.870,64=ABCSS

2699,64-15162,22-1033484,2935

)1018,16(...)726,34()659,65( 222

+++

=ABSS

.875,03=ABSS

47

Finalmente despus de observar que:

abcnY

nYSS

a

i

b

j

c

k

ijkABCSubtotales

2

1 1 1

2

)( = = = =

1033484,293

3710686,45)( =ABCSubtotalesSS

203411,20)( =ABCSubtotalesSS

)( ABCSubtotalesTE SSSSSS =

.20,20341151,217680 =ESS

.31,14269=ESS

1033484,29554

)11,539944,5892(6316,56 222

++=

xxSSREPLICAS

58,4216=REPLICASSS

48

Tabla N IV.1: Resultados experimentales de los porcentajes de eliminacin de cianuro, a diferentes condiciones experimentales para

el anlisis estadstico.

DENSIDAD DE CORRIENTE (A/dm2)

1,30 1,40 1,50 1,60 1,70

TIEMPO (minutos)

NaCl (g/L)

5,00 15,00 30,00 45,00 60,00 5,00 15,00 30,00 45,00 60,00 5,00 15,00 30,00 45,00 60,00 5,00 15,00 30,00 45,00 60,00 5,00 15,00 30,00 45,00 60,00

19,88 27,67 53,27 57,71 72,18 11,18 50,39 61,65 71,74 84,86 8,90 43,33 46,66 63,33 80,10 14,77 37,50 52,28 69,32 84,16 22,54 39,14 60,16 63,48 96,47 1292,69

20,90 31,07 41,25 57,06 62,71 11,63 31,40 46,51 62,79 74,42 18,61 32,56 43,02 58,15 69,77 18,14 31,67 46,15 58,24 79,12 14,65 40,24 57,31 75,61 84,15 1167,15

24,32 30,87 41,60 52,32 66,82 20,90 32,20 45,76 54,80 66,10 21,59 37,50 44,32 59,09 70,42 18,18 35,23 43,18 61,36 72,73 36,72 38,98 52,77 65,54 79,66 1172,98

65,10 89,62 136,12 167,10 201,72 43,71 113,99 153,92 189,34 225,38 49,09 113,39 134,00 180,57 220,30 51,10 104,40 141,62 188,93 236,01 73,91 118,37 170,24 204,63 260,27 3632,82

6,00

4238,23 8030,88 18528,82 27922,29 40689,34 1910,97 12993,77 23692,15 35848,24 50796,31 2410,18 12857,79 17957,24 32606,37 48530,32 2610,75 10898,44 20054,82 35693,05 55699,17 5463,34 14010,56 28983,00 41872,81 67742,88 622041,74

22,22 52,62 76,83 84,20 97,90 17,90 30,53 55,80 73,05 89,47 17,65 52,16 81,08 95,55 100,00 23,86 42,61 67,05 87,51 97,95 26,96 43,56 60,60 78,98 92,25 1568,30

20,90 33,33 52,77 63,84 80,79 13,95 39,52 56,40 68,61 79,65 10,47 34,88 55,81 73,26 87,21 15,38 46,17 65,38 79,49 97,44 21,95 45,12 69,51 89,02 99,08 1399,93

23,60 32,90 43,03 55,90 71,39 22,03 34,46 50,28 58,19 67,23 22,73 32,97 46,60 59,09 68,18 22,73 29,55 48,86 62,50 81,82 23,16 43,50 61,81 78,55 93,39 1234,46

66,72 118,85 172,62 203,94 250,08 53,88 104,51 162,48 199,85 236,35 50,85 120,01 183,50 227,90 255,39 61,97 118,33 181,29 229,50 277,21 72,07 132,18 191,92 246,55 284,73 4202,70

10,00

4452,15 14125,15 29799,11 41593,21 62540,79 2903,50 10922,50 26398,18 39938,75 55862,07 2585,29 14402,24 33670,90 51937,31 65224,66 3840,65 14001,78 32866,97 52668,39 76844,03 5194,74 17472,67 36834,20 60789,33 81070,96 837939,53

22,71 42,57 65,97 88,30 98,94 19,10 39,33 73,04 91,01 97,75 17,03 54,27 80,86 96,81 98,94 20,46 51,14 75,00 96,59 100,00 24,75 53,52 77,31 93,36 98,50 1677,25

12,09 36,72 59,32 74,01 90,96 27,91 42,44 76,16 83,72 95,81 25,58 46,51 69,77 92,14 98,26 20,00 52,98 81,46 97,35 98,54 34,14 56,10 80,49 93,90 98,78 1645,16

30,27 36,83 50,42 69,25 82,12 20,90 37,85 53,67 72,88 84,18 24,29 34,46 53,67 71,75 88,70 26,14 37,50 54,55 77,27 90,91 27,68 45,76 68,36 90,96 97,97 1428,36

65,07 116,12 175,71 231,56 272,02 67,91 119,63 202,87 247,61 277,75 66,91 135,24 204,30 260,70 285,89 66,59 141,62 211,00 271,22 289,45 86,58 155,38 226,16 278,22 295,24 4750,77

14,00

4233,99 13483,53 30874,59 53620,11 73994,37 4612,08 14310,26 41157,82 61312,73 77144,39 4476,37 18291,13 41739,36 67963,58 81735,95 4434,80 20054,91 44522,51 73558,48 83782,81 7495,85 24143,49 51149,91 77407,37 87168,09 1062668,48

28,89 59,10 84,09 95,45 99,23 14,59 47,92 70,84 91,67 98,43 31,01 54,93 95,07 97,18 98,59 20,63 59,77 85,03 98,85 100,00 26,74 48,22 76,19 96,43 99,47 1778,31

29,94 42,37 60,45 85,31 96,61 30,23 47,67 70,93 90,70 97,67 15,13 47,67 72,09 96,51 98,49 12,66 56,33 87,60 98,48 98,86 22,54 50,20 76,76 95,57 99,40 1680,20

27,89 39,81 59,48 78,19 92,49 27,70 43,50 63,28 81,81 95,48 20,90 38,98 57,06 85,31 97,74 26,14 40,91 69,32 92,61 98,07 8,90 46,89 74,01 97,74 99,10 1563,31

86,72 141,28 204,02 258,95 288,33 72,53 139,09 205,04 264,17 291,58 67,04 141,59 224,23 279,01 294,82 59,42 157,01 241,95 289,94 296,93 58,18 145,31 226,96 289,75 297,96 5021,81

16,00

7520,38 19960,52 41623,36 67056,34 83133,79 5260,35 19346,65 42043,07 69787,71 85021,58 4494,28 20046,47 50277,36 77845,14 86921,53 3531,32 24651,53 58537,79 84065,87 88167,78 3384,78 21115,44 51512,10 83952,19 88779,38 1188036,70

283,62 465,86 688,47 861,56 1012,15 238,04 477,22 724,32 900,97 1031,07 233,88 510,23 746,03 948,18 1056,41 239,09 521,35 775,86 979,58 1099,60 290,75 551,24 815,29 1019,15 1138,21

3311,66 3371,61 3494,73 3615,47 3814,64 17608,10

49

Tabla N IV.2: Totales interaccin Factor A vs Factor B

FACTOR A vs FACTOR B1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

6 659,65 726,34 697,36 722,04 827,4310 812,22 757,07 837,64 868,30 927,4714 860,48 915,77 953,05 979,88 1041,5916 979,30 972,42 1006,68 1045,25 1018,16

Tabla N IV.3: Totales interaccin Factor A vs Factor C

FACTOR A vs FACTOR C5 15 30 45 60

6 282,92 539,76 735,91 930,56 1143,6710 305,50 593,88 891,81 1107,74 1303,7614 353,06 667,99 1020,05 1289,31 1420,3616 343,89 724,28 1102,20 1381,82 1469,63

Tabla N IV.4: Totales interaccin Factor C vs Factor B

FACTOR C vs FACTOR B1,3 1,4 1,5 1,6 1,7

5 283,62 238,04 233,88 239,09 290,7515 465,86 477,22 510,23 521,35 551,2430 688,47 724,32 746,03 775,86 815,2945 861,56 900,97 948,18 979,58 1019,1560 1012,15 1031,07 1056,41 1099,60 1138,21

50

Tabla N IV.5 : Anlisis de varianza para el modelo experimental

FUENTE DEVARIACIN

SUMA DECUADRADOS

(SS)

GRADOS DELIBERTAD

(g.l)

MEDIA DECUADRADOS

(MS)Fo

F(tablas)

FACTOR (A) SSA (a-1) SSA/g.lA MSA/MSEFACTOR (B) SSB (b-1) SSB/g.lB MSB/MSEFACTOR (C) SSC (c-1) SSC/g.lC MSC/MSEInterraccin AB SSAB (a-1)(b-1) SSAB/g.lAB MSAB/MSEInterraccin AC SSAC (a-1)(c-1) SSAC/g.lAC MSAC/MSEInterraccin BC SSBC (b-1)(c-1) SSBC/g.lBC MSBC/MSEInterraccin ABC SSABC (a-1)(b-1)(c-1) SSABC/g.lABC MSABC/MSERplicas SSREPLICAS (n-1) SSREPLICAS/g.lREPLICAS MSREPLICAS/MSEError SSE abc(n-1) SSE/g.lETotal SST abcn-1 SST/g.lTOTAL

51

APENDICE V

FOTOGRAFAS

Foto N 1: Equipo utilizado para las pruebas experimentales.

52

Foto N 2: Determinacin de cianuro libre por titulacin

53

Foto N 3: Inicio de la titulacin. Foto N 4: Fin de la titulacin.

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