Inmovilización del níquel obtenido de residuos electrónicos en matrices vítreas aprovechables en cerámica tradicional

Abstract

La presente investigación evaluó el potencial de la vitrificación para la inmovilización de los metales presentes en residuos electrónicos, específicamente baterías de Ni MH, mediante su incorporación en matrices vítreas posconsumo. Adicionalmente, se busca valorizar el material inertizado obtenido con el fin de emplearlo como materia prima en cerámica. Se analiza el efecto de la concentración del precursor y del tipo de fundente utilizado en la elaboración del producto, empleando bórax y carbonato de litio como fundentes.

La experimentación se inició con la obtención y preparación física del precursor, generando un polvo fino útil como pigmento. Posteriormente, se elaboraron los productos vitrificados pigmentados, a estos se les realizó el ensayo TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) bajo la normativa U.S. EPA 1311, prueba que superan satisfactoriamente casi todas las matrices vítreas, solo sobrepasando los límites una frita de vidrio formulada con bórax con la adición del 5 wt.% de residuos de la pila de Ni-MH; por lo que, posterior a la vitrificación, pueden ser considerados como residuos no peligrosos.

Los productos vítreos o fritas pigmentadas fueron empleadas como materia prima en la elaboración de esmaltes cerámicos para evaluar la estética y funcionalidad del material. Los esmaltes fueron sometidos a lixiviación siguiendo la NTC-ISO-6486. Se analizó y digitalizó el color de los materiales obtenidos, traducido a coordenadas RGB y CIELAB.

Los datos obtenidos indican que la vitrificación reduce la movilidad del material sólido particulado, que constituye los electrodos de las baterías, dando lugar a materiales con alta resistencia a la lixiviación y con potencial aplicación como productos cerámicos. En términos generales, la vitrificación y el acabado estético obtenidos al emplear carbonato de litio como fundente son superiores a los alcanzados con bórax. Asimismo, los esmaltes evaluados presentan concentraciones de Pb, Cd, Ni y Co por debajo de los límites establecidos.

Se concluye que la vitrificación es una buena estrategia de valorización para residuos de baterías de Ni MH, permitiendo transformar este material potencialmente tóxico en un producto con valor agregado y funcional para el sector cerámico.