El cromo (VI), también conocido como cromo hexavalente o cromato, es un estado de oxidación altamente reactivo y tóxico del elemento cromo. Es una de las formas de cromo más peligrosas y perjudiciales para el medio ambiente, ya que es altamente tóxico, cancerígeno y soluble en agua. En el tratamiento de aguas industriales y residuales, el cromo (VI) es el foco de atención del control de contaminantes, ya que se utiliza en diversas industrias y su liberación al medio ambiente está sujeta a estrictas normativas legales.
Índice
Antecedentes técnicos
El cromo (VI) está presente en soluciones acuosas en forma de iones cromato (CrO₄²-) o iones dicromato (Cr₂O₇²- ), en función del pH del agua. Estos iones son muy móviles y fuertemente oxidantes, lo que aumenta su toxicidad. A diferencia del cromo (III), que es menos tóxico y suele precipitar en forma de hidróxido sólido, el cromo (VI) sigue siendo muy soluble en medios ácidos y neutros, por lo que es más difícil de eliminar.
El cromo (VI) se utiliza en diversos procesos industriales, entre ellos
- Galvanoplastia: El cromo (VI) se utiliza en el acabado superficial y el cromado de metales para crear una superficie resistente a la corrosión.
- Colores y pigmentos: El cromo (VI) se utiliza en la producción de pigmentos y colorantes para tonalidades especiales.
- Conservantes de la madera: El cromo (VI) se utiliza en los conservantes de la madera para protegerla de los insectos y la podredumbre.
- Industria química: se utiliza como agente oxidante en la síntesis química y para la producción de productos químicos de cromo.
Toxicología y contaminación ambiental
El cromo (VI) es extremadamente tóxico para los seres humanos y el medio ambiente. Puede entrar en el cuerpo humano por inhalación, ingestión o contacto con la piel y se sabe que provoca cáncer, daños renales y pulmonares y reacciones alérgicas. Debido a estos peligros, el uso y la eliminación de aguas residuales que contienen cromo (VI) están sujetos a una estricta normativa medioambiental.
- Movilidad en el medio ambiente: Los iones de cromo (VI) son muy solubles en agua y pueden penetrar fácilmente en las aguas subterráneas, donde ponen en peligro los recursos de agua potable. También es muy tóxico para los organismos acuáticos en las masas de agua.
Tratamiento de aguas residuales de cromo(VI)
Debido a la elevada toxicidad y movilidad del cromo (VI), es necesario un tratamiento exhaustivo de las aguas residuales que lo contienen antes de que puedan verterse o reutilizarse. El método más común para tratar el cromo (VI) en las aguas residuales industriales es la reducción química a cromo (III), que luego puede eliminarse por precipitación en forma de hidróxido de cromo.
1. reducción del cromo (VI) a cromo (III)
El tratamiento del cromo (VI) suele comenzar con la reducción del cromo hexavalente a cromo (III), que es mucho menos tóxico y más fácil de eliminar. Para ello se añaden agentes reductores como:
- Bisulfito de sodio (NaHSO₃)
- Dióxido de azufre (SO₂)
- Sulfato de hierro(II) (FeSO₄)
Esta reacción reduce el cromo(VI) tóxico a cromo(III), que puede precipitarse en etapas posteriores como hidróxido de cromo insoluble [Cr(OH)₃]:
2. Ajuste del pH y precipitación
Tras la reducción, el valor del pH de las aguas residuales debe elevarse a un rango alcalino (pH 8-9) para que el cromo(III) reducido precipite en forma de hidróxido de cromo [Cr(OH)₃]. Aquí, el cromo(III) disuelto se convierte en una forma insoluble añadiendo hidróxido de sodio (NaOH) o lechada de cal (Ca(OH)₂), que puede eliminarse por sedimentación o filtración puede separarse por sedimentación o filtración.
3. floculación y sedimentación
Tras la precipitación, el lodo de cromo formado se agrega mediante floculación con floculantes (como polielectrolitos) para permitir una sedimentación más rápida y una mejor separación sólido-líquido.
Foto: Sistema CP ALMA CHEM MCW para la eliminación de metales pesados, AOX, hidrocarburos, cianuro y cromo (utilizando bisulfito sódico).
4. intercambio iónico y carbón activado
En algunos casos, especialmente cuando se requieren concentraciones muy bajas de cromo, se requieren pasos adicionales como filtración con carbón activado o el uso de intercambiadores de iones para eliminar hasta las últimas trazas de cromo del agua.
Foto: Intercambiador de iones ALMA ION para la eliminación de contaminantes específicos como el cromo.
Retos en el tratamiento del cromo (VI)
Reducción eficaz y control del pH
El control preciso de los procesos de reducción y del valor del pH es crucial para garantizar que el cromo (VI) se reduce completamente a cromo (III). Una reducción incompleta provoca que el cromo (VI) tóxico permanezca en las aguas residuales.Formación de lodos
La precipitación química del cromo da lugar a la formación de lodos de cromo, que deben deshidratarse periódicamente y eliminarse de forma adecuada. Esto requiere un tratamiento adicional e incurre en costes de eliminación.Concentraciones residuales
Incluso después de un tratamiento completo, puede quedar una concentración residual de cromo (VI) en el agua. En tales casos, deben utilizarse procesos avanzados como el intercambio iónico o la filtración por membrana para cumplir los límites legales.
Ámbitos de aplicación del cromo (VI)
El cromo (VI) se encuentra en diversos sectores industriales que requieren medidas específicas para tratar los contaminantes:
Industria de la galvanoplastia
El cromo (VI) se utiliza en baños galvánicos para recubrir metales y crear superficies resistentes a la corrosión. Las aguas residuales de estos procesos suelen contener altos niveles de cromo (VI), que debe tratarse antes de verterse o reciclarse.Industria textil y del cuero
El cromo (VI) se utiliza en el curtido del cuero para conservarlo y estabilizarlo. En la industria textil, se utiliza para determinados tintes. Las aguas residuales producidas aquí deben someterse a pruebas exhaustivas para determinar su contenido en cromo y ser tratadas.Industria química y farmacéutica
El cromo (VI) se utiliza en la producción de productos químicos y como agente oxidante en la industria farmacéutica. El tratamiento de estas aguas residuales suele ser complejo, ya que puede haber sustancias orgánicas adicionales que influyan en el proceso de reducción.- Industria del vidrio y la cerámica
El cromo (VI) se utiliza en la coloración del vidrio y la producción de cerámica. También en este caso se producen aguas residuales que deben tratarse antes de verterse al medio ambiente.
Ventajas del tratamiento con cromo (VI)
Reducción efectiva a cromo(III): La reducción del cromo (VI) a cromo (III) es un método probado para reducir drásticamente la toxicidad de las aguas residuales y minimizar la contaminación ambiental.
Cumplimiento de la legislación: Mediante el tratamiento completo del cromo (VI), las empresas pueden garantizar el cumplimiento de la estricta normativa legal y minimizar los riesgos para las personas y el medio ambiente.
Conclusión
El cromo (VI) supone un riesgo significativo para el medio ambiente y la salud humana, por lo que debe tratarse exhaustivamente en las aguas residuales industriales. La reducción del cromo (VI) a cromo (III), seguida de la precipitación y eliminación del hidróxido de cromo resultante, es un método probado y eficaz para reducir la contaminación por cromo y cumplir los límites legales. Plantas como la de precipitación y floculación de ALMA CHEM MCW confían en estas tecnologías para apoyar a las empresas en el tratamiento seguro y respetuoso con el medio ambiente del cromo.
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