El cloruro férrico (FeCl₃), también conocido como cloruro de hierro (III), es uno de los productos químicos más utilizados en el tratamiento industrial de aguas y aguas residuales. Pertenece al grupo de los precipitantes y desempeña un papel importante en la eliminación de fosfatos, la precipitación de metales pesados y la eliminación de turbidez. El cloruro férrico es un fuerte agente oxidante muy utilizado en el tratamiento de aguas tanto municipales como industriales. Debido a su gran eficacia en la formación de flóculos, contribuye decisivamente a mejorar la calidad del agua y el cumplimiento de los valores límite.
Índice
Antecedentes técnicos y propiedades químicas
El cloruro férrico se presenta en forma sólida como una sal de color amarillo-marrón y es altamente higroscópico, es decir, atrae el agua del aire circundante. Se disuelve fácilmente en agua y forma iones de hierro (Fe³⁺), que pueden reaccionar con otros componentes de las aguas residuales. En solución acuosa, el cloruro férrico se hidroliza y forma hidróxido de hierro [Fe(OH)₃], que actúa como floculante.
La formación de escamas por cloruro férrico se basa en las siguientes reacciones químicas:
Hidrólisis:
- Cuando el cloruro férrico se disuelve en agua, se descompone en iones de hierro y cloruro. Los iones de hierro reaccionan con el agua para formar hidróxido de hierro.
- El hidróxido de hierro formado es poco soluble y forma flóculos que aglutinan la turbidez y las impurezas de las aguas residuales.
Coagulación y floculación:
- Los flóculos de hidróxido de hierro (III) aglutinan las partículas más finas y las impurezas neutralizando la carga superficial de las partículas. Esto permite que las partículas se adhieran a los flóculos, por lo que se agregan en unidades más grandes y pueden separarse fácilmente por sedimentación en sistemas CP, flotación o filtración.
Dependencia del pH:
- La reacción de precipitación del cloruro férrico depende en gran medida del pH. La formación óptima de flóculos se produce en el rango de ligeramente ácido a neutro (valor de pH de alrededor de 5 a 7). A valores de pH más altos, la solubilidad del hidróxido de hierro disminuye, lo que favorece la formación de flóculos.
Foto: Sistema CP (sistema de precipitación y floculación) ALMA Chem MCW con dosificación de cloruro férrico
Aplicaciones del cloruro férrico en el tratamiento de aguas residuales
El cloruro férrico se utiliza en numerosas aplicaciones industriales y municipales. Estas son algunas de las aplicaciones más importantes:
Eliminación de fosfatos:
- El cloruro férrico se utiliza para la precipitación de fosfatos en el tratamiento de aguas residuales municipales e industriales. Los fosfatos, que pueden provocar la eutrofización y el crecimiento de algas en las masas de agua, reaccionan con los iones de hierro y forman fosfatos de hierro poco solubles, que se sedimentan y se eliminan del agua. Esta reacción es especialmente relevante en el procesado de alimentos y la agricultura, donde se producen altas concentraciones de fosfatos.
Precipitación de metales pesados:
- El cloruro férrico se utiliza para precipitar metales pesados como el cromo, el cobre y el zinc. Estos metales reaccionan con el ion hierro (III) y forman hidróxidos metálicos insolubles que pueden eliminarse de las aguas residuales. La precipitación de metales pesados es esencial en la industria de la galvanoplastia, el tratamiento de metales y otras industrias de transformación con elevadas cargas de metales pesados.
Eliminación de compuestos orgánicos:
- El cloruro férrico también puede contribuir a la precipitación de compuestos orgánicos. La formación de flóculos y la acumulación de sustancias orgánicas reducen la demanda química de oxígeno (DQO) de las aguas residuales. Esto es especialmente importante en la industria de la pasta y el papel, donde se producen compuestos orgánicos como productos de desecho.
Eliminación de colores y olores:
- El cloruro férrico es eficaz para eliminar colorantes y sustancias olorosas de las aguas residuales. La formación de flóculos permite separar los compuestos orgánicos e inorgánicos que causan decoloración u olores. Se trata de un campo de aplicación habitual en la producción textil y de colorantes, así como en la industria alimentaria.
Foto: Estación de dosificación IBC para cloruro férrico, instalada en el contenedor de la sala técnica ALMA Modul.
Ventajas y retos del uso del cloruro férrico
Ventajas:
- Alta eficacia: el cloruro férrico proporciona una fuerte formación de flóculos, lo que permite separar eficazmente los sólidos y reducir los fosfatos y los metales pesados.
- Tiempo de reacción rápido: La reacción con el agua y otros iones de las aguas residuales es rápida, lo que hace que el cloruro férrico sea ideal para procesos continuos.
- Bajo consumo de productos químicos: Dado que el cloruro férrico es muy eficaz incluso en pequeñas cantidades, se reduce el consumo de productos químicos, lo que disminuye los costes de explotación.
Desafíos:
- Dependencia del pH: El proceso de floculación depende del pH, lo que requiere un control y seguimiento precisos del valor del pH en las aguas residuales.
- Propiedades corrosivas: El cloruro férrico es altamente corrosivo y requiere técnicas especiales de almacenamiento y dosificación. Los sistemas deben estar fabricados con materiales resistentes a la corrosión para garantizar su durabilidad a largo plazo.
- Formación de lodos: La precipitación de fosfatos y metales pesados da lugar a la formación de lodos, que deben deshidratarse y eliminarse mediante filtros prensa de cámara, por ejemplo. Esto puede generar costes adicionales de eliminación.
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Foto: Medios de explotación específicos para cada aplicación ALMA AQUA aguas residuales: precipitantes, floculantes, neutralizantes y otros productos
Conclusión
El cloruro f érrico es un precipitante indispensable en el tratamiento de aguas y aguas residuales y desempeña un papel fundamental en la eliminación de fosfatos, metales pesados y compuestos orgánicos. Gracias a su fuerte formación de flóculos y su rápido tiempo de reacción, el cloruro f érrico es ideal para una amplia gama de aplicaciones industriales. Con los productos personalizados y el apoyo experto de ALMAWATECH, el cloruro férrico puede integrarse de forma óptima en el proceso de aguas residuales, garantizando el cumplimiento de la normativa medioambiental y maximizando la eficacia del tratamiento.
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