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UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE QUERTARONombre del proyecto:RECUPERACIN DE CINC DE DESECHO DE PILASMemoria que como parte de los requisitos para obtener:Proyecto de integradoraPRESENTA:JOS ARANDA ROMOYUNNUEN ZEPEDA CORTSEDITH VIRGILIO SNCHEZMISAHELL DAVID SNCHEZ VELSQUEZSAL VILLAGMEZ SALAS

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Asesor de la materia:Ing. Gerardo Vergara Garca

Santiago de Quertaro, Qro. 4 de Diciembre del 2014ResumenEl presente trabajo tiene como objetivo presentar un mtodo viable para la recuperacin de cinc de las pilas alcalinas, ya que al trmino de su vida til son desechadas y en algunas ocasiones almacenadas en lugares especiales, provocando la contaminacin de recursos naturales puesto que estas contienen elementos txicos altamente peligrosos.Para cumplir con el objetivo se deben de clasificar y desmantelar las pilas para extraer el nodo (parte de la pila donde se encuentra el cinc a recuperar) y despus por un proceso de lixiviacin con cido clorhdrico o cido sulfrico para obtener as las sales, seguido de la tcnica de electrodeposicin para poder reutilizar el cinc como un recubrimiento para evitar la corrosin de acero y cobre.(Palabras clave: cinc, pila, hidro-electrometalurgia)

IntroduccinLas pilas son aquellas que se convierten en energa qumica a energa elctrica, formada por dos electrodos metlicos, un nodo y un catado sumergidas en un electrolito dando como resultado una serie de reacciones de tipo xido-reduccin, en donde uno de los metales en este caso el nodo sufre una oxidacin mientras que el ctodo sufre una reduccin, esto sucede por la diferencia de potencial.El descubrimiento de la pila como generador de energa, desde su creacin hasta la actualidad ha facilitado la vida del hombre, implementando las nuevas y diversas tecnologas, sin embargo, esto ha llevado tambin a un problema, dado que las pilas son un grave riesgo como residuo; pues al trmino de su vida til son desechadas y en algunas ocasiones almacenadas en lugares especiales, provocando la contaminacin de los recursos naturales como agua, suelo, aire y a nuestra propia salud.Esta problemtica lleva a implementar un mtodo para su reciclaje y obtener un beneficio de este material, puesto que no se degradan fcilmente, entre estos tenemos al mercurio, cromo, cinc, arsnico, cadmio y plomo; el tiempo de biodegradacin de las pilas es de ms de 1000 aos. A los 50 aos de desechada la pila comienza su degradacin, pero sus elementos siguen siendo nocivos para la salud.Las pilas al ser desechadas se oxidan con el paso del tiempo por la descomposicin de sus elementos y de la materia orgnica que las recubre, lo que provoca daos en la envoltura y, por consiguiente, libera al ambiente sus componentes txicos, ya que estas contienen diversos metales pesados, que representan un riesgo.

AntecedentesLos metales han sido y seguirn siendo una parte muy importante en el desarrollo de cualquier civilizacin humana, sin embargo en diversas concentraciones son dainas para la salud, siendo as necesario su reciclaje y de ser posible su reutilizacin como materia prima.Existen instituciones como el CINVESTAV que alertaron sobre los daos a la salud que puede ocasionar la contaminacin por pilas alcalinas usadas y errneamente desechadas que incluso provocan la muerte de personas.La Universidad de el Salvador llevo a cabo un proyecto de recuperacin del zinc de las pilas asi tambin como la Universidad estando presente en el desarrollo tecnolgico y cientfico sin los cuales este no se habra dado, sin embargo, muchos de ellos son difciles de obtener, por lo tanto, cualquier mtodo para su reciclado e incorporacin a la vida til es de gran aportacin.La finalidad de este proyecto, tiene su origen en la inquietud de como poder reutilizar los metales contenidos en las pilas, los cuales despus de pasar por reacciones qumicas son confinados en desechos sanitarios, con lo cual no vuelven utilizarse, se convierten en desperdicio ya que es un recurso no renovable y es una problemtica muy grave.

JustificacinEn Mxico, a pesar de no ser un fabricante de pilas, se consumen alrededor de 20 mil toneladas de pilas primarias anualmente, esto quiere decir que en promedio los habitantes consumen un total de 6-8 pilas, estas pilas despus de su consumo pasan a un proceso de encapsulado donde muchas veces son utilizadas como relleno de cimientos de edificios. La idea de recuperar el cinc es para su utilizacin en distintos mbitos del laboratorio as como justificar su recuperacin en vez de la encapsulacin ya que ha demostrado ser un proceso igualmente peligroso para el medio ambiente, con esto, tener materia prima para experimentacin en el laboratorio proporcionada por los alumnos as como la conciencia del reciclado de materia prima.

ObjetivosPara el presente proyecto, se acordaron los siguientes objetivos de acuerdo los 4 meses de la materia: Hacer la electrodeposicin por lo menos del 10% de los gramos recuperados de cinc usando la hidrometalurgia en el plazo la primera semana de diciembre. Elaborar un manual didctico para el laboratorio que sirva como mtodo para la recuperacin de cinc, como practica sustentable del cual se termina para el mes de diciembre.

AlcancesEste proyecto tiene como extensin el laboratorio del edificio de Nanotecnologa, as como el laboratorio de Tecnologas Ambientales por sus distintos utensilios y herramientas, para esto se llevara a cabo en los primeros meses una investigacin amplia sobre los distintos tipos de pilas, sus riesgos as como sus mtodos de extraccin de metales adems de la recoleccin de las mismas; para el ltimo mes se trabajara en el proyecto de forma prctica empezando por el desmantelamiento de las pilas, haciendo soluciones de cido clorhdrico y sulfrico para hacer la lixiviacin y finalizando con la electrodeposicin, completando as los 3 meses que cubre est cuatrimestre.

Anlisis de riesgoPara este proyecto se han encontrado ciertas limitantes donde el tiempo es un punto clave, al ser un cuatrimestre que cubre prcticamente tres meses se han tenido tiempos muy cortos para dejar todo en forma, la cantidad de pilas, as como sus distintas formas, tamaos y materiales ha llevado a tener que seccionar ciertas de estas ya solo se concentra en obtener el cinc de estas, desde el punto del laboratorio se ha encontrado con que algunos reactivos han sido usados de manera incorrecta y se encuentran contaminados as que esto bajara el rendimiento de las reacciones de lixiviacin por lo que se opt por invertir en conseguir algunos de estos.

Fundamento tericoDefinicin de pilas y baterasEl hecho de que una reaccin qumica sea capaz de producir electricidad fue descubierto accidentalmente en 1785 por Luigi Galvani, un profesor italiano de fisiologa, cuando disecaba una rana. l observo que la pata de la rana temblaba ligeramente cuando se tocaba con un alambre de acero. La primera batera fue inventada por Alessandro Volta. l trat de explicar lo que realmente pasaba en la pata de la rana. Para ello dise una batera que consisti en un arreglo de piezas alternadas de dos metales diferentes separados por un papel previamente mojado con una solucin cida. Esta pila voltaica produjo un flujo continuo de corriente directa. Durante muchos aos, las pilas de volta fueron la nica fuente prctica de corriente elctrica continua. Eventualmente fueron reemplazadas por la dnamo al final del siglo XIX. Desde entonces una creciente demanda por fuentes de poder porttiles ha catalizado el desarrollo de la industria de las bateras a travs de los aos, resultando en el descubrimiento y desarrollo de decenas de tipos y tamaos diferentes de bateras, desde la minscula batera de zinc-aire usada en ayudas auditivas, hasta las sofisticadas bateras hermticamente selladas de estado slido litio-iodo utilizadas en la mayora de los marcapasos.Por definicin una pila o clula es un sistema o dispositivo que convierte energa qumica en energa elctrica mediante reacciones de xido-reduccin est formada por dos electrodos: el nodo (polo negativo) y el ctodo (polo positivo) sumergidos en un electrolito (Figura 1). Los electrodos fueron constituidos con metales potencialmente peligrosos, los electrolitos pueden ser cidos o bases dependiendo del tipo de pila, adems en las pilas pueden ser encontrados plstico, papel/cartn y acero.Una batera define un conjunto de pilas dispuestas en serie o en paralelo, para producir el voltaje deseado. En la prctica, la poblacin no hace distincin entre los trminos batera y pila. En el presente trabajo ser adoptado el trmino batera para referirse a pilas y bateras en general, pues la clasificacin determinada se basa en los componentes internos de stos sistemas, tenindose dentro de cada clasificacin tanto pilas, como bateras. (Juliana Madrigal Araya, 2010)

Figura 1: Composicin de pila de cincPor ejemplo, la reaccin entre cinc y bromo en medio acuoso se puede dividir en dos procesos separados de transferencia de electrones: + Oxidacin + Reduccin + + Reaccin neta ( = 1.86 )Una batera est compuesta por dos cedas galvnicas conectadas por un conductor metlico e inmerso en un mismo electrlito. Al conectarse a travs del conductor metlico los electrones se transfieren de un electrodo al otro permitiendo as que se produzca trabajo elctrico. La diferencia de potencial entre los electrodos a circuito abierto se conoce como la fuerza electromotriz o FEM de la celda. Esta cantidad se puede relacionar a la energa libre de Gibbs de la reaccin por medio de la relacin: Donde es el nmero de electrones trasferidos y es la constante de Faraday, que corresponde a 96484.6 coulombs/equivalente.Los principales componentes en cualquier celda galvnica incluyen: Un electrodo negativo del cual los electrones fluyen hacia el circuito externo. Los reactivos en el electrodo negativo son generalmente fuertes reductores, los cuales tienden a dar electrones cuando forman cationes. (Vante, 2002) Un electrodo positivo hacia el cual los electrones fluyen del circuito externo. Los reactivos en el electrodo positivo son generalmente fuertes agentes oxidantes que aceptan electrones con facilidad cuando producen aniones. Un separador, el cual es un medio inerte poroso aislante o una membrana permeable selectiva que permite el transporte de iones entre los electrodos, al mismo tiempo sirviendo de separador de los electrodos. Clasificacin de las bateras Las bateras pueden ser clasificadas tanto por el estado electroltico, por la reversibilidad del proceso de generacin de energa, por sus formas, asi como por los componentes internos. Por el estado electrolitoExisten dos categoras de bateras: hmedas y secas de acuerdo al estado de agregacin de su electrolito. En las secas o semislidas, el electrolito se encuentra en su forma de pasta, gel, o cualquier tipo de matriz slida, las ms comunes son de zinc-carbono y las alcalinas de Manganeso, por lo general tienen electrolitos alcalinos. En cuanto a las bateras hmedas, el electrolito se encuentra en estado lquido y en general es cido. Las bateras hmedas ms comunes son las de Plomo-cido o grandes bateras automotoras. Por la reversibilidad del proceso de generacin Las bateras pueden ser primarias (no recargables) o secundarias (recargables). En las primarias la reaccin qumica se lleva a cabo en una sola direccin, es decir, irreversiblemente y termina cuando toda la energa qumica del sistema fue consumida. En el caso de las bateras secundarias, la reaccin qumica es reversible, pero pueden ser recargadas por una fuente de energa externa. Por sus formasLas especificaciones de la Comisin Internacional de Energa (IEA en ingls) establecen un sistema de clasificacin general de las bateras, por grupos segn se muestra en la figura 2 siendo el formato AA el ms usado.

Figura 2: Formas de las pilas.

Figura 2: formas de pilas (continuacin).Por sus componentes internos Segn los electrodos internos (electrodos y electrolito), las bateras pueden ser clasificadas segn por lo presentado en la tabla 1.Tipo de batera Principales componentes Usos/ forma

(Leclanc)nodo: zinc.

Ctodo: dixido de manganeso.

Electrolito: cloruro de amonioUsos: aparatos pequeos que requieren poca energa como aparatos radio, relojes de pared.

Forma: cilndrica, de diversos tamaos.

Zinc-Carbono de alto desempeo(heavy-duty o long-life)nodo: zinc.

Ctodo: dixido de manganeso.

Electrolito: pasta de cloruro de zinc. Usos: aparatos pequeos que requieren poca energa como radios y relojes de pared.

Forma: cilndrica de distintos tamaos.

Alcalinas de Manganesonodo: zinc en polvo.

Ctodo: dixido de manganeso ( ).

Electrolito: hidrxido de potasio/sodio (Medio alcalino).Usos: grabadoras, linternas, cmaras fotogrficas, juguetes mecanizados.

Forma: Cilndrica de diversos tamaos, rectangular y de botn.

nodo: polvo de zinc amalgamado.

Ctodo: xido de mercurio.

Electrolito: potasio e hidrxido de zinc.Usos: aparatos auditivos, cmaras, instrumentos elctricos, equipamientos acsticos, mino calculadoras, transmisores, juegos electrnicos.

Forma : botn.

-nodo: zinc amalgamado en polvo

Ctodo: xido de plata y grafito.

Electrolito de hidrxido de potasio/sodio.Usos: aparatos auditivos, cmaras, instrumentos elctricos, equipamientos acsticos, mini calculadoras, transmisores, juegos electrnicos.

Forma: botn.

Zn- airenodo: Zinc.

Ctodo: carbn activado, donde el oxgeno se torna electroqumicamente activo.

Electrolito: hidrxido de potasioUsos: aparatos auditivos.

Forma: botn.

Litionodo: litio metlico (potencial electroqumico ms alto).

Ctodo: dixido de manganeso.

Electrolito: varios compuestos orgnicos y soluciones salinas.Usos: relojes, calculadoras, juegos de bolso.

Forma: botn y cilndro.

nodo: cadmio.

Ctodo: nquel.Usos: telfonos inalmbricos, celulares, etc.

Forma: botn o cilndrico.

nodo: liga MH: Nquel, vanadio, titanio y niobio.

Ctodo: Nquel ms voluminoso.Usos: En aparatos electrnicos como cmaras digitales.

Forma: prima y cilndrico en tamao AA.

Ion LitioGrafitoLitioxido de CobaltoUsos: computadoras porttiles y celulares.

Forma: cilndrica, concha prismtica de aluminio bordes redondeados y prismtica de concha de acero.

Plomo cidonodo: plomo metlico

Ctodo: xido de plomo

Electrolito de cido sulfrico y sellado con un revestimiento de polipropileno usado.Usos: aplicacin parecidas a las bateras de Ni-Cd.

Forma: pequeas bateras: cilndrica y prismtica.

En la mayora de ellas el ctodo es un agente oxidante, generalmente u xido metlico. El nodo es constituido por un metal que sufre corrosin en varios grados en el electrolito (Juliana Madrigal Araya, 2010). Mtodos de extraccin Los procesos que se utilizan para la recuperacin de los componentes de las pilas son bsicamente de 2 tipos: hidrometalrgicos y pirometalrgicos (y en algunos casos la combinacin de ambos). Se entiende por pirometalrgicos aquellos procesos que se desarrollan a una temperatura entre - y por hidrometalrgicos aquellos que se desarrollan en solucin acuosa. Junto con stos, algunos procesos mecnicos se utilizan para preparar las materias primas de entrada. (Alvarado, 2010)Hidrometalurgia La hidrometalurgia es la rama de la metalurgia extractiva que estudia todos los procesos extractivos que ocurren en medios acuosos, que permiten la extraccin y obtencin de metales y/o compuestos acuosos desde sus minerales o materiales de reciclaje. (Introduccin a la metalurgia, 2003, Jaime Simpson) En la hidrometalurgia se emplean soluciones para la obtencin de los metales de inters. Como primera etapa en el proceso hidrometalrgico se disponen los metales en disolucin gracias a reactivos lixiviantes. Una vez que se tiene la pureza de la sal metlica es preciso reducir el in metlico a metal lo que se realiza bien con Hidrgeno o bien por electrlisis.En hidrometalurgia es posible operar econmicamente con pequeas plantas, aun al tamao de planta porttiles, disendolas casi a la medida de a fuente del mineral de inters y situndose in situ mientras que la pirometalurgia no ofrece esta facilidad al tener requerimientos energticos elevados.Se puede sealar que las tcnicas hidrometalrgicas son las tcnicas analticas por va hmeda ms econmicas. La existencia de muchas posibilidades de trabajo dificulta el encontrar la opcin ms favorable, sin embargo la eleccin se clarifica en tanto que para un metal determinado solo son posibles dos o tres combinaciones econmicamente rentables. El agente lixiviante, que debe usarse en gran cantidad, se seleccionar teniendo en cuenta la composicin mineralgica del concentrado as como su regeneracin. En otros casos, para aumentar la recuperacin o la selectividad se recurre a un proceso pirometalrgico como preparatorio a la lixiviacin. (Alvarado, 2010)ElectrodeposicinLa electrodeposicin es el mtodo de cubrir objetos con una pelcula fina de otro metal. El principio que rige este fenmeno es la electrolisis.La electrodeposicin implica la reduccin (disminucin del estado de oxidacin; ganancia de electrones) de un compuesto metlico disuelto en agua y una deposicin del metal resultante sobre una superficie conductora. (del Castillo, 2008)La teora del proceso de electrodeposicin fue postulada inicialmente por Faraday y es uno de los tratamientos ms utilizados para superficies metlicas para protegerlas de la corrosin, brindarles acabados decorativos segn el metal empleado, para, refinar, conformar o revestir. Tiene su fundamento en el fenmeno de electrolisis que procede cuando se hace pasar una corriente directa de electricidad entre electrodos sumergidos en una solucin que contiene sales metlicas. Como resultado se tiene que los metales en su forma inica migraran hacia el ctodo o electrodo negativo (Figura 3). La parte no metlica del electrolito, tambin en forma de iones, migrara a su vez hacia el nodo o electrodo positivo. Basado en este principio es posible, en teora, recubrir con una capa de espesor uniforme de cualquier metal una superficie metlica, pero existen restricciones de tipo qumico, electroqumico, metalrgico y econmico que reducen el nmero de metales que es posible emplear.

Figura 3: Principio de la electrodeposicinLos recubrimientos ms comunes son de Aluminio, Cobre, Nquel, Zinc, Cromo, Bronce, Estao, Oro y Plata entre otros, y las sales de las que se compone el electrolito varan entre cloruros, sulfatos y cianuros. Aunque el agua es el solvente ms comn empleado para las sales metlicas, existen desarrollos de investigaciones en los cuales se emplean soluciones no acuosas, solventes orgnicos y sales fundidas. En todo proceso de electrodeposicin es de vital importancia que las superficies estn qumicamente limpias, concretamente exenta de grasas, partculas extraas no derivadas del metal base, como arena y polvo; y xidos los cuales influyen negativamente en la calidad del depsito. A continuacin se presentan las principales etapas de limpieza que se siguen antes del recubrimiento a escala industrial, aunque estas etapas pueden tener variacin dependiendo de la forma y tipo de limpieza:a) Limpieza de grasas y slidos. Generalmente se lleva a cabo en solucin acuosa con una fase de inmersin en caliente seguida por una de limpieza electroltica. Se usan solventes orgnicos (keroseno, gasolina), soluciones alcalinas (Hidrxido de sodio, Carbonato de Sodio) y emulsiones dependiendo del tipo de suciedad a remover.b) Activacin. En esta etapa se asegura que la superficie se encuentra libre de xidos para dar lugar a enlaces intermetlicos de buena calidad en el depsito. La activacin debe realizarse antes de la electrodeposicin y no deben presentarse retardos entre ambas operaciones. Para la activacin en aceros se hace una inmersin de 2 minutos a temperatura ambiente en una solucin de cido clorhdrico del 10% al 20%, o tambin es posible emplear cido sulfrico al 50% cuando se involucran componentes que requieren buena adhesin como el cromado.El proceso de recubrimiento electroltico se rige por las dos leyes de Faraday que establecen:1) El metal se depositar proporcionalmente en peso a la corriente usada. As entre mayor sea la densidad de corriente alcanzada, mayor ser el grosor del depsito dentro de una medida de tiempo dada (ecuacin 1) (1)

Dnde:W= Cantidad de elemento liberado en la electrolisis (mg o g)I= Corriente (amperes (A))t= tiempo (seg u hr)Z= equivalente electroqumico del metal (mg/C o g/A.h)El equivalente electroqumico (Z) representa el nmero de gramos depositados cuando ha circulado una cantidad de corriente de un Coulomb y se calcula de la siguiente manera: (2)Y su vez el equivalente gramo o qumico se define como: (3)Dnde: EG= Equivalente gramoM= peso atmicoF= nmero de Faraday N=Numero de cargas que intervienen por tomo-gramo.El nmero de Faraday se define como la cantidad de electricidad necesaria para depositar el peso equivalente en gramos de un elemento. (Alvarado, 2010)2) La velocidad de deposicin estar controlada por el equivalente qumico del metal que se deposita. Para las mismas condiciones de proceso la cantidad en peso de un metal depositado ser diferente cuando vare dicho equivalente, pues para una misma cantidad de electricidad el peso de un elemento liberado es proporcional a ste, mediante: (4)Aplicaciones prcticasLa electrodeposicin es una tecnologa muy importante, debido a que permite recubrir materiales baratos y muy accesibles con capas de diferentes metales.No slo se aplica para obtener mejores propiedades, su uso se extiende a mltiples aplicacin, en las cuales, de otra manera, resultara muy costoso alcanzar estos objetivos, como proteccin contra la corrosin, mejora de las propiedades mecnicas y acabados estticos (Del Castillo, 2008).

Normas y leyes de Mxico para el desecho de las pilasLeyes Residuos slidos UrbanosPorque son las que provienen de los hogares y que son utilizados para uso domstico en aparatos electrnicos regidos por la Ley General para la Prevencin y Gestin Integral de Residuos, LGPGIR, Artculo 5, Fraccin XXXIII Los residuos que hayan sido clasificados como peligrosos y los que tengan las caractersticas de peligrosidad conforme a lo que en ella se establece, como en el caso de las pilas y bateras, debern ser manejados de acuerdo a lo previsto en el Reglamento de la Ley General del Equilibrio Ecolgico y la Proteccin al Ambiente (LGEEPA) en materia de residuos peligrosos.Norma oficial mexicanaResiduos peligrosos Cuando se encuentran mencionadas en el Artculo 31 de la LGPGIR (a base de mercurio o nquel-cadmio); estn listadas en la NOM-052-SEMARNAT-2005 (nquel-cadmio y zinc-plata); as como las que posean caractersticas CRETIB, que es el acrnimo de clasificacin de las caractersticas a identificar en los residuos peligrosos: corrosivo; explosivo; txico ambiental; inflamable y biolgico-infeccioso.No existe una norma establecida para saber que pilas al terminar su vida til pueden convertirse en residuos peligrosos y aquellas que se convertirn en residuos slidos urbanos. Es importante que se implemente una norma para llevar a cabo medidas preventivas e implementar lineamientos para el manejo y resguardo de estos residuos.La SEMARNAT y la Industria, han estado trabajando en una Norma Oficial Mexicana, denominada PROY-NMX-AA-104-SCFI-2006, que por algn motivo se encuentra detenida(INE. Las pilas en Mxico: Un diagnstico ambiental. 2009)Trabajo legislativoIniciativas:1.-12 de marzo de 2008. Sen. Silvano Aureoles. PRD. Se reforma y adiciona la Fraccin V del Artculo 31 de la Ley General para la Prevencin y Gestin Integral de Residuos. Pretende incorporar como residuos peligrosos, sujetos a un plan de manejo a las pilas y bateras elctricas que contengan litio, nquel, mercurio, cadmio, manganeso, plomo o zinc.Dictamen en proceso de estudio2.-9 de julio de 2008. Dip. Jos Luis Espinosa Pia. PAN. Se modifica el Artculo 7 de la Ley General para la Prevencin y Gestin Integral de los Residuos (Regulacin de Pilas). Otorga facultad a SEMARNAT para prohibir la importacin, fabricacin, comercializacin y distribucin de pilas y bateras que contengan mercurio y / o nquel, cadmio, xido de plata y zinc, mismas que potencialmente pueden convertirse en residuos peligrosos, excepta de esta medida a aqullas que sean empleadas con fines de seguridad nacional, pblica y salud.En proceso de estudioPuntos de Acuerdo1.-30 de abril de 2008. Dip. Jos Luis Espinosa Pia. PAN. Se exhorta a las SEMARNAT, SENER y SSA, y a la Direccin General de Normas de la Secretara de Economa a expedir una Norma Oficial Mexicana que regule la disposicin final de pilas y bateras importadas o fabricadas en Mxico, con el propsito de garantizar las condiciones necesarias para el bienestar de la poblacin y la proteccin al medio ambiente. Hasta la fecha no ha habido resolucin sobre la misma.Enestudio2.-26 de marzo de 2009. Sen. Toledo Infanzn. PRI. Se exhorta a la SEMARNAT a implementar un Programa de gestin integral de pilas y bateras, que fomente el uso eficiente, la reduccin en la generacin de residuos y el manejo adecuado; as como a informar cul es la situacin que guarda el Proyecto de Norma que establece las especificaciones para la clasificacin de pilas y bateras para el manejo ambientalmente adecuado de stas, cuando sean desechadas", y en caso de que se haya cumplido el proceso de consulta sea publicada la Norma.Dictamen AprobadoAcciones que se han realizado en Mxico para la recoleccin de pilasEn Mxico se llevan a cabo programas de recoleccin de pilas en muchos de las ciudades del pas, el 95 % del mercado total de pilas corresponde a pilas alcalinas y de zinc-carbono. Mxico en conjunto con elInstituto Nacional de Ecologa (INE)y SEMARNATha puesto en funcionamiento programas de reciclaje que buscan acopiar las pilas y bateras para disponer de ellas de acuerdo con los riesgos que traen sus componentes.Se generan tratos para la recoleccin de sus pilas no tiles en empresas y tiendas de autoservicio, tambin se crearon programas de recoleccin en escuelas, centros comerciales, lugares concurridos y edificios gubernamentales, ya que se promueve la cultura de la recoleccin y el reciclado de este residuo, generando as tambin conciencia ambiental difundiendo los riesgos de la conservacin de pilas y bateras de un modo incorrecto.

Plan de actividadesEn el siguiente recuadro se muestra el cronograma que se realiz para lograr los objetivos y se muestra paso a paso el proceso del proyecto indicando fechas Mes SeptiembreOctubreNoviembreDiciembre

Planteamiento del problema.

Designacin de tareas.

Investigacin

Recoleccin de datos, cifras, documentacin.

Avance, revisin.

Metodologa.

Pruebas, ensayos.

Documentacin del proyecto

Experimentacin

Laboratorio.

Recursos materiales y humanosEquipo y recursos humanos necesarios para la realizacin del presente proyecto:Nombre de Equipo/ReactivoEspecificaciones

Balanza de Precisin Lectura: 0.001 gr

Plato Caliente Con Agitador0 C 370 C

Fuente De Poder0-12 V ; 0-3 Amp

Erlenmeyers250 Ml

Beakers200 Ml

Horno.

cido Sulfrico98% De Pureza

cido Clorhdrico30.5% De Pureza

Embudo de Vidrio.

Papel Filtro.

Agua Destilada.

Mortero.

Microscopio.

Recursos humanos1.- Laboratorista del edificio de Nanotecnologa.2.- Laboratorista del edificio de Tecnologas Ambientales.3.- Laboratorista del edificio 7EE.Desarrollo del proyectoEl procedimiento experimental constara de dos partes, una donde se har la extraccin de cinc y la segunda se comprender por la electrodeposicin. A continuacin se muestra la figura 4 con los reactivos y los utensilios de laboratorio.

Figura 4: cido sulfrico, cido clorhdrico, 4 Beakers, 4 Erlenmeyer, 1 Embudo.Proceso de extraccin hidrometalrgicaPor hidrometalurgia se entiende el proceso de lixiviacin (disolucin) de los componentes valiosos de la mena y su posterior recuperacin en la solucin por distintos mtodos. El nombre de hidrometalurgia se refiere al empleo generalizado de soluciones acuosas como agente de disolucin. (Alvarado, 2010)

1.- Se desmantela la pila con pinzas para obtener el nodo, (Figura 5)

Figura 5: Pila de cinc-carbono de 1.5 volts desmantelada.2. Extraccin del nodo, el proceso vara dependiendo de la marca, despus de eso se deja secar a la intemperie dependiendo de qu tan hmedo este el papel que lo contenga y se procede a moler con un mortero hasta que quede un polvo fino.3.- Se procede a preparar dos soluciones al .25 molar de cido clorhdrico y cido sulfrico con las cuales se pasara al proceso de lixiviado (Figura 6).

Figura 6: Elaboracin de soluciones .25 molar de HCl y H2SO44.- Se muestran las reacciones que hubo al combinarlas con el nodo molido de las pilas de cinc, esta se someti a agitacin constante, las dos reacciones fueron exotrmicas (Figura 7 y figura 8).

Figura 7: Reaccin del cido sulfrico con el nodo de la pila, en esta no se present grumos al final de la reaccin.

Figura 8: Reaccin del cido clorhdrico con el nodo de la pila, en esta, se presentaron grumos, la hiptesis fue que la reaccin necesito mayor concentracin.

5.- Se sumergen las placas para la electrodeposicin en agua regia (20% de cido sulfrico y 80% de cido muritico) para limpiar el material de basura y algunos xidos (Figura 9).

Figura 9: Limpieza de placas de cobre con agua regia.6.- Despus de haberlas lijado con lija nmero 320, 600, 1000, 1500 y 2000 se dejan en una solucin al .2 molar de cido clorhdrico para retirar xidos. Al trmino se alistan los materiales para la electrodeposicin (Figura 10)

Figura 10: Fuente de poder, ctodo (cobre) y nodo (aluminio)A continuacin se muestran fotos de la electrodeposicin as como los recubrimientos que hubo en las placas, estos dos procesos tuvieron una hora de duracin, se anexa una foto de la solucin del sulfato de cinc, donde, segn la hiptesis se form sulfato de cobre a la hora de la electrolisis. (Figura 11, figura 12, figura 13, figura 14)

Figura 11: Electrodeposicin del cloruro de cinc.

Figura 12: Recubrimiento de la placa de cobre del cloruro de cinc.

Figura 13: Recubrimiento de sulfato de cinc en placa de cobre

Figura 14: Reaccin resultante de la electrodeposicin con el sulfato de cinc, se cree que es sulfato de cinc debido a la electrolisis.

Resultados obtenidosCaracterizacin de las muestrasPara la caracterizacin de las muestras, se cont con 3 muestras, una servir de testigo para hacer la comparacin con las otras dos a las que se les hizo la electrodeposicin de cloruro de cinc y el sulfuro de cinc, todas sern atacadas con nital al 20% (20ml de cido ntrico y 80 ml de alcohol del 96%) as se podr comprobar si la electrodeposicin se tiene propiedades anticorrosivas para nuestro material. Las pruebas son realizadas con el microscopio que se encuentra en el segundo laboratorio del edificio de Nanotecnologa. (Figura 15, figura 16 y figura 17)

Figura 15: Pieza testigo donde se muestra la mitad del ataque qumico producido por el nital a la derecha y la placa sin ataque del lado izquierdo.

Figura 16: Recubrimiento de sulfuro de cinc, se pueden notar lneas entre verdes entre la placa, la hiptesis

Figura 17: Recubrimiento de cloruro de cinc, el recubrimiento se ve homogneo y no hubo un ataque tan agresivo por parte del nital.

Conclusiones y recomendacionesSe concluy con los objetivos fijados quedando en duda algunas de las reacciones que ocurrieron dentro de la electrodeposicin ya que se necesita un estudio con pruebas ms extenso y se aclara que este mtodo solo sirve con pilas alcalinas de cinc-carbn. Se recomienda usar equipo de seguridad como lo es la mascarilla para evitar oler los gases que despiden las reacciones provocadas por la lixiviacin, guantes por el continuo contacto con las partes de la pila ya que el electrolito tiende a ser desconocido en la mayora de los casos, por lo tanto puede ser un potencial peligro toxico para la gente que trabaja con esto. Este mtodo puede ser usado para explicar una breve introduccin a la electroqumica as como entender un poco ms sobre la trata de residuos peligrosos.

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