[ca] Avui en dia, les industries mineres i hidrometal·lúrgiques generen una quantitat considerable de residus líquids àcids (RLAs), que es caracteritzen per un baix pH i per la presència de metalls (p. ex. Fe, Cu i Zn i Terres Rares (TR) entre d'altres) i no metalls (p. ex. As, Be). Aquests efluents es tracten, generalment, mitjançant l'addició de calç morta per neutralitzar l'acidesa i eliminar els metalls com hidròxids i hidroxisulfats, i els no metalls com electròlits en base de calci. Finalment, l'efluent resultant es descarregaria en cossos d'aigua naturals. No obstant això, l'alt cost associat amb aquest tractament, fa que sigui necessari buscar alternatives més sostenibles. Actualment, la Unió Europea (UE) promou la implementació d'esquemes circulars per recuperar elements de valor afegit de efluents. A més, iniciatives com la Llista de Matèries Primeres Crítiques, promouen la recuperació de compostos valuosos a partir de recursos secundaris. Per tant, els RLAs poden ser una font d'àcids i metalls. Entre les alternatives a la neutralització amb calç, s'estan estudiant a dia d'avui les tecnologies de membrana. En aquesta Tesi, s'han seleccionat dues tecnologies de membrana com la nanofiltració (NF) i la diàlisi de difusió (DD) per a la valorització dels RLAs. El drenatge àcid de mines (DAM), que és un subproducte de la indústria minera, va ser tractat amb NF per a la recuperació d'àcid i la concentració dels metalls en dissolució. Els DAMs es caracteritzen per un pH àcid (<3) i per la presència de metalls (p. ex. Al, Fe, Cu i Zn, entre d'altres). Les TRs, que s'identifiquen com a matèries primeres crítiques per la UE, es troben en baixes concentracions. S'han avaluat diferents membranes de NF, incloent resistents a àcids, sota diferents composicions d'alimentació. Les membranes de NF, sobretot aquelles amb una capa activa de poliamida, van permetre obtenir alts rebutjos de metalls (<98%) i van afavorir el transport d'àcid. No obstant això, la seva baixa estabilitat en medi àcid fa que siguin susceptibles a ser usades en operacions a llarg termini. Els canvis en l'estructura de la capa activa de la membrana s'han avaluat mitjançant FSEMEDAX, FTIR i XPS. Es va observar que l'especiació de la dissolució té un impacte significatiu en el rebuig de la membrana. A més, s'ha desenvolupat una aproximació numèrica basada en el model Dissolució-Electro-Difusió considerant el transport reactiu, per tal de caracteritzar el transport d'espècies mitjançant permeances. Així mateix, s'ha estudiat i s'ha provat la capacitat de predicció del model desenvolupat per determinar la seva aplicació per al disseny de processos. A més, un RLA d'una indústria metal·lúrgica composta per una barreja de H2SO4 i HCl (0.3<pH<0.7) amb impureses no metàl·liques (As) i metàl·liques (Fe, Cu, Zn) s'ha tractat amb una membrana de poliamida (NF270). La membrana va ser capaç de rebutjar metalls en més del 80%, mentre que el transport d'As va ser inferior al 50%, degut a la seva presència com una espècie no carregada (és a dir, H3AsO4) que no és rebutjada per la càrrega de la membrana. Finalment, un RLA altament àcid (220 g/L H2SO4) d'una fosa de coure amb As com a principal impuresa (3.4 g/L) es va tractar en un mòdul de DD. La presència d'As(III) i As(V) va ser estudiada en la recuperació d'àcid i en el transport de ions sota diferents condicions d'operació. Es va observar que l'especiació d'As no influeix en la recuperació de l'àcid. L'As no va ser rebutjat (pas d'ions per sota del 50%) per la membrana a causa de la seva presència com una espècie no carregada, com H3AsO3 per l'As(III) i H3AsO4 per l'As(V). No obstant això, la membrana és capaç de rebutjar més As(III) que As(V) a causa de la presència del primer com un catió (H2AsO2+). Sota les condicions d'operació òptimes, va ser possible recuperar el 69±2% de l'àcid (146.3 g/L) amb As com a impuresa principal (1.3 g/L i amb un pas de el 39±1%), mentre que el contingut total de metalls estava per sota de 0.1 g/L.

[es] Hoy en día, las industrias mineras e hidrometalúrgicas generan una cantidad considerable de residuos líquidos ácidos (RLAs), caracterizadas por un bajo pH y por la presencia de metales (p. ej. Fe, Cu y Zn y Tierras Raras (TR) entre otros) y no metales (p. ej. As, Be). Estos efluentes se tratan, generalmente, mediante la adición de cal para neutralizar la acidez y eliminar los metales como hidróxidos e hidroxisulfatos, y los no metales como electrolitos en base de calcio. Finalmente, el efluente resultante se descargaría en cuerpos de agua naturales. Sin embargo, el alto coste de este tratamiento hace que sea necesario buscar alternativas más sostenibles. Actualmente, la Unión Europea (UE) promueve la implementación de esquemas circulares recuperar elementos de valor añadido de efluentes. Además, iniciativas como la Lista de Materias Primas Críticas, promueven la recuperación de compuestos valiosos a partir de recursos secundarios. Por lo tanto, los RLAs pueden ser una fuente de ácidos y metales. Entre las alternativas a la neutralización con cal, se están estudiando a día de hoy las tecnologías de membrana. En esta Tesis, se utilizarán dos tecnologías de membrana como la nanofiltracion (NF) y la diálisis de difusión (DD) para la valorización de los RLAs.El drenaje ácido de minas (DAM), que es un subproducto de la industria minera, fue tratado con NF para la recuperación de ácido y la concentración de los metales en disolución. Los DAMs se caracterizan por un pH ácido (<3) y por la presencia de metales (p. ej. Al, Fe, Cu y Zn, entre otros). Las TRs, identificadas como materias primas críticas por la UE, se encuentran en bajas concentraciones. Se evaluaron distintas membranas de NF, incluyendo resistentes a ácidos, bajo diferentes composiciones de alimentación. Las membranas de NF, sobre todo aquellas con una capa activa hecha de poliamida, permitieron obtener altos rechazos de metales (<98%) y favorecieron el transporte de ácido. Sin embargo, su baja estabilidad en medio ácido hace que sean susceptibles a ser usadas en operaciones a largo plazo. Los cambios en la estructura de la capa activa de la membrana se evaluaron mediante FSEM-EDAX, FTIR y XPS. Se observó que la especiación de la disolución tiene un impacto significativo en el rechazo de la membrana. Además, se desarrolló una aproximación numérica basada en el modelo de Disolución-Electro-Difusión considerando el transporte reactivo, con el fin de caracterizar el transporte de especies mediante permeanzas. Asimismo, se estudió y probó la capacidad de predicción del modelo desarrollado para determinar su aplicación para el diseño de procesos.Además, un RLA de una industria metalúrgica compuesta por una mezcla de H2SO4 y HCl (0.3<pH<0.7) con impurezas no metálicas (As) y metálicas (Fe, Cu, Zn) se trató con una membrana de poliamida (NF270). La membrana fue capaz de rechazar metales en más del 80%, mientras que el transporte de As fue inferior al 50%, que se debe a su presencia como una especie no cargada (es decir, H3AsO4) que no es rechazada por la carga de la membrana.Finalmente, un RLA altamente ácido (220 g/L H2SO4) de una fundición de cobre con As como principal impureza (3.4 g/L) se trató en un módulo de DD. La presencia de As(III) y As(V) fue estudiada en la recuperación de ácido y en el transporte de iones bajo distintas condiciones de operación. Se observó que la especiación de As no influye en la recuperación del ácido. El As no fue rechazado (paso de iones por debajo del 50%) por la membrana debido a su presencia como una especie no cargada, como H3AsO3 para el As(III) y H3AsO4 para el As(V). Sin embargo, la membrana es capaz de rechazar más As(III) que As(V) debido a la presencia del primero como un catión (H2AsO +). Bajo las condiciones de operación óptimas, fue posible recuperar el 69±2% del ácido (146.3 g/L) con As como impureza principal (1.3 g/L y con un paso del 39±1%), mientras que el contenido total de metales estaba por debajo de 0.1 g/L.