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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2017, 37(2): 228-236

SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y NATURALEZA DE LA REACCIÓN ALCALINA DE JAROSITA DE TALIO
(SYNTHESIS, CHARACTERIZATION AND NATURE OF THE ALKALINE REACTION OF THALLIUM JAROSITE)

Hernán Islas, Francisco Patiño, Martín Reyes, Mizraim U. Flores, Iván A. Reyes, Elia G. Palacios, Sayra Ordoñez, Víctor H. Flores

Online: 01-04-2017

GA-781

Abstract


En el proceso hidrometalúrgico del Cinc, la precipitación de jarosita es empleada como medio de eliminación de hierro, sulfato y metales alcalinos como el talio. Las jarositas se consideran un residuo industrial potencialmente peligroso que puede ser fácilmente filtrado y acumulado al aire libre, causando su descomposición por los agentes atmosféricos y la liberación de los metales tóxicos contenidos en la estructura, incluido el talio un elemento que es altamente tóxico para el ser humano. Este estudio contempla la síntesis y caracterización (MEB-EDS, DRX, ICP, gravimetría, etc.) de la jarosita de talio. Con los resultados se determinó la fórmula química aproximada: [Tl0.86(H3O)0.14Fe3.11(SO4)2.11(OH)6.11(H2O)0.44]. Las partículas muestran una geometría semiesférica con tamaños mayoritarios de 38-44 µm. El estudio de la naturaleza de la descomposición de la jarosita de talio se llevó a cabo en medio alcalino (NaOH) y con los resultados fue posible elaborar una curva tipo S de los iones SO42- y Tl+ que fueron liberados durante el proceso de descomposición. Los puntos experimentales obtenidos se ajustan al modelo de núcleo decreciente para partículas esféricas de tamaño constante, donde la reacción química controla el proceso de descomposición. Fueron analizados los sólidos parcialmente descompuestos por MEB-EDS, donde fue posible observar un núcleo sin reaccionar, un frente de reacción y una capa de ceniza. Los productos de la descomposición total corresponden a un compuesto amorfo de acuerdo a DRX.

In the hydrometallurgical process of Cinc, the precipitation of jarosite particles is employed as means of the elimination of iron, sulfate and alkaline metals such as thallium. Jarosites are considered a potentially hazardous industrial waste that can be easily filtered and accumulated in outdoors, which causes their decomposition by atmospheric agents and the liberation of toxic metals contained in the structure, including thallium, an element that is highly toxic to humans. This study comprises the synthesis and characterization of the thallium jarosite (SEM-EDS, XRD, ICP, gravimetry, etc.). With the results was possible to determine the chemical formulae of the compound: [Tl0.86(H3O)0.14]Fe3.11(SO4)2.11(OH)6.11(H2O)0.44]. The particles showed a semispherical geometry with an average size from 38-44 µm. The study of the nature of the decomposition of thallium jarosite was carried out in alkaline medium (NaOH). With the obtained results it was possible to elaborate a S type curve for the SO42- and Tl+ ions that were liberated throughout the entire decomposition process. The obtained experimental points fits to the model of decreasing core for spherical particles of constant size, where the chemical reaction controls the whole of the decomposition process. Moreover we studied the partial decomposed solids using SEM-EDS, where it was possible to observe an unreacted core, a reaction front and a layer of ashes. The products of total decomposition correspond to an amorphous compound according to XRD results.


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