Producción de sílice precipitada a partir de ceniza quemada del bagazo de caña de azúcar

Abstract

La ceniza de bagazo de caña es un subproducto obtenido a partir de la quema de bagazo de caña para energía eléctrica. Anualmente, en Guatemala se obtienen 1,020 GWh de energía por medio de esta biomasa. Por lo cual esto genera simultáneamente 7.5 millones de toneladas de ceniza de bagazo de caña, siendo está una fuente rica en dióxido de silicio, representando más del 50% del contenido de la ceniza y por el momento no se le ha encontrado ningún uso. Por lo que objetivo principal de este proyecto es realizar una extracción del dióxido de silicio para utilizarlo como materia prima en la producción de sílice precipitada. Para proponer una metodología fue necesario caracterizar la materia prima y los reactivos a utilizar observando los posibles procesos para realizar la extracción del silicio. Con la metodología propuesta se utilizó hidróxido de potasio ya que como subproducto del proceso se obtiene cloruro de potasio comúnmente conocido por su utilización como fertilizante, durante la experimentación se obtuvo 4.187 gramos de sílice precipitada con un rendimiento aproximadamente del 82.81%. Además, por medio del método estadístico de superficie de respuesta con un modelo de box benkhen, se realizó una determinación de las mejores condiciones de operación del proceso en el reflujo de reacción, para maximizar la obtención de silicatos y aprovechar de la mejor manera la ceniza de bagazo de caña. Se obtuvo que las proporciones óptimas con una relación de 1.5 de ceniza/KOH, un tiempo de reacción 165 minutos y 85°C, indicando que la variable que tiene un mayor impacto en el rendimiento es la relación de ceniza/KOH. Con estos parámetros de operación se obtuvo un 60.29% de rendimiento de sílice obtenida de la muestra. Por medio de lecturas de FTIR se comprobó la presencia de la sílice precipitada afirmando que se obtuvo el producto deseado. Las herramientas estadísticas de superficie de respuesta permitieron mostrar gráficamente el rendimiento de cada muestra analizada. En conclusión, se logró proponer una metodología de producción de sílice precipitada con los parámetros de operación adecuados obteniendo un rendimiento por arriba del 60%.