Investigadores logran recuperar hierro de lodos de refinería para reutilizarlo en el tratamiento de agua

Un equipo de investigación de la Universidad de Huelva ha desarrollado un procedimiento para recuperar el hierro contenido en los lodos generados durante el tratamiento de agua industrial en refinerías de petróleo y reutilizarlo como reactivo dentro del propio proceso. La técnica permite recuperar entre el 80 % y el 85 % del hierro presente en el residuo y transformarlo en cloruro férrico reutilizable, reduciendo el volumen de residuos enviados a vertedero y manteniendo una eficacia similar a la de los productos comerciales.

Se trata de la primera vez que este tipo de lodos, residuos semisólidos generados durante la clarificación de agua procedente de embalses en refinerías, se reutilizan para recuperar el hierro que contienen y transformarlo de nuevo en un producto industrial. Hasta ahora, estos materiales se consideraban residuos de difícil gestión y se eliminaban mediante vertido.

En las refinerías de petróleo se requieren grandes volúmenes de agua limpia para producir vapor y refrigerar equipos. Antes de su uso, el agua debe someterse a procesos de tratamiento para eliminar partículas y metales. En la etapa de clarificación se añade cloruro férrico, un compuesto rico en hierro que actúa como coagulante, agrupando las partículas en suspensión para facilitar su sedimentación.

“El problema es que ese proceso genera un lodo rojizo muy concentrado en hierro que, hasta ahora, se enviaba al vertedero”, explica el investigador de la Universidad de Huelva Juan Antonio Ramírez Pérez.

Del lodo al hierro reutilizable

Según detallan los investigadores en el artículo 'Iron recovery from water clarification sludge as ferric chloride', publicado en la revista Sustainable Horizons, el proceso parte del lodo generado tras la clarificación del agua. Este residuo contiene el hierro añadido al inicio del tratamiento.

El siguiente paso del proyecto será evaluar la viabilidad del proceso a escala industrial e integrarlo en la propia planta de tratamiento de agua de una refinería.

Para recuperarlo, el equipo recogió lodos procedentes del tratamiento del agua del embalse del río Piedras (Huelva). En el laboratorio, el material fue filtrado para eliminar el exceso de humedad y posteriormente secado para obtener un sedimento sólido concentrado.

En una segunda fase, los investigadores trataron este sólido con ácido clorhídrico, un reactivo ampliamente utilizado en procesos industriales por su capacidad para disolver metales y transformar materiales. El objetivo era disolver el hierro presente en el lodo y convertirlo nuevamente en cloruro férrico, el mismo compuesto utilizado como coagulante en el tratamiento del agua.

Durante los ensayos, el equipo ajustó variables como la proporción entre sólido y ácido, el tiempo de reacción y la concentración del reactivo para optimizar la recuperación del metal.

Resultados comparables a los productos comerciales

Con este procedimiento, los investigadores obtuvieron una disolución con cerca de un 14 % de hierro, una concentración similar a la del cloruro férrico comercial empleado en procesos de clarificación.

Entre el 80 % y el 85 % del hierro contenido en el lodo original pudo recuperarse, lo que reduce la cantidad de residuo que termina en vertedero y disminuye la necesidad de adquirir reactivos comerciales.

“Además, conseguimos recuperar entre el 80 % y el 85 % del hierro que contenía el lodo original, lo que reduce la cantidad de residuo que acaba en vertedero y disminuye la necesidad de adquirir el producto comercial”, señala el investigador Juan Pedro Bolívar Raya.

Para comprobar su eficacia, el equipo realizó ensayos de coagulación con distintos tipos de agua y comparó el comportamiento del producto recuperado con el de dos coagulantes comerciales utilizados en plantas industriales.

Entre el 80 % y el 85 % del hierro contenido en el lodo original pudo recuperarse, lo que reduce la cantidad de residuo que termina en vertedero y disminuye la necesidad de adquirir reactivos comerciales.

Las pruebas se realizaron con tres tipos de agua: agua de embalse, agua con alta carga de materia orgánica y agua con elevado contenido en sólidos en suspensión, similar a la que presenta turbidez tras episodios de lluvia intensa.

Los resultados demostraron que el cloruro férrico recuperado presenta una eficacia prácticamente equivalente a la de los productos comerciales en los procesos de clarificación.

“Nuestra propuesta demuestra que es posible reutilizar los propios residuos de la industria sin que los procesos de la planta pierdan eficacia ni calidad”, señala Ramírez Pérez.

Hacia su aplicación a escala industrial

El siguiente paso del proyecto será evaluar la viabilidad del proceso a escala industrial e integrarlo en la propia planta de tratamiento de agua de una refinería. El equipo ya trabaja junto con la industria en el diseño de una instalación piloto que permita gestionar el lodo generado y transformarlo in situ, cerrando así el ciclo del hierro dentro de la instalación.

Los investigadores también plantean extender esta estrategia a otros residuos industriales ricos en hierro, como las cenizas de pirita, con el objetivo de mejorar su gestión ambiental y su aprovechamiento económico.

El estudio ha sido desarrollado por la Unidad de Valorización de Residuos y Contaminación Ambiental del Centro de Investigación en Recursos Naturales, Salud y Medioambiente (RENSMA) y ha contado con financiación del proyecto Behaviour of natural radionuclides under acid mine drainage conditions, financiado por la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía y por MOEVE (Parque Energético La Rábida).