Se calcula, generalmente a partir de la suma de las concentraciones de iones de calcio y magnesio existentes (miligramos) por cada litro de agua; que puede ser expresado en concentraciones de CaCo3.
La dureza la adquiere el agua a través de las formaciones de roca que contienen los elementos que la producen. El poder solvente lo adquiere el agua, debido a las condiciones ácidas que se desarrollan a su paso por la capa de suelo, donde la acción de las bacterias genera Co2, el cual existe en equilibrio con el ácido carbónico. En estas condiciones el pH bajo el agua ataca las rocas, particularmente a la calcita, entrando los compuestos en solución.
Niveles y Tipos de Dureza
0 – 75 mg/1 CaCO3 agua blanda
75 – 150 mg/1 CaCO3 agua semi-dura
150 – 300 mg/1 CaCO3 agua dura
más de 300 mg/1 CaCO3 agua muy dura
Dureza temporal: Se produce por carbonatos y puede ser eliminada al hervir el agua o por la adición de Hidróxido de calcio.
El carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que en agua fría, así que hervir el agua precipita el bicarbonato de calcio fuera de la solución dejando agua menos dura. Este proceso de disolución y precipitación es el que provoca las formaciones de estalagmitas y estalactitas.
Dureza permanente: Es usualmente causada por la presencia de sulfato de calcio y magnesio y/o cloruros en el agua. No puede eliminarse por agitación térmica o por ebullición, es necesario agregar un proceso químico para eliminarla del agua. Entre estos proceso encontramos el ablandamiento con cal, cal-soda e intercambiadores iónicos con ciertas resinas.
Muchos consumidores ponen objeción cuando la dureza excede los 150 mg/1 CaCo3, algunos estudios han demostrado que hay una débil relación entre la dureza del agua y las enfermedades cardiovasculares, en especial sobre los varones.
Ablandamiento del agua
Método de cal – soda
El proceso de ablandamiento con cal – soda (Ca(OH)2 – Na2CO3) precipita la dureza del agua. En este proceso se llevan a cabo las siguientes reacciones, las cuales se deben de tener en consideración para estimar las cantidades de cal y soda necesarias para el ablandamiento.
1. CO2 + Ca(OH) 2 → CaCO3 + H2O
2. Ca (HCO3)2 + Ca (OH) 2 → 2CaCO 3 + 2H2O
3. Mg (HCO3)2 + Ca (OH) 2 → CaCO 3 + MgCO3 + 2H2O
4. MgCO3 + Ca(OH) 2 → Mg(OH) 2 + CaCO3
5. 2NaHCO3 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 + Na2CO3 + 2H2O
6. MgSO4 + Ca(OH) 2 → Mg (OH) 2 + CaSO4
7. CaSO4 + Na2CO3 → CaCO3 + Na2SO4
Método de intercambio iónico
Este método es una aplicación de un viejo proceso que desde hace años se ha usado para suavizar el agua doméstica. El sistema funciona mediante el intercambio de iones de una solución con los iones de carga similar de una resina. Cuando se utiliza el intercambio iónico para recuperar plata el complejo de tiosulfato de plata, de carga negativa, que se encuentra en el agua de lavado o en una mezcla de aguas de lavado residuales, se intercambia con el anión de la resina. A esto se le llama paso de agotamiento, y se realiza haciendo fluir la solución a través de una columna que contiene la resina.
Se utilizan tres sistemas comunes de intercambio iónico : el intercambio iónico convencional, la precipitación in situ y el circuito electrolítico de intercambio iónico (combinación de los dos primeros métodos).
Intercambio iónico convencional
La unidad de intercambio iónico colecta la plata del blanqueador-fijador. Después se relava con tiosulfato de amonio [(NH4) 2S2O3)] y, luego se desplata electrolíticamente. El efluente que sale de la unidad de desplatado se usa entonces para la siguiente etapa de relavado.
Intercambio iónico con precipitación in situ
Se utiliza ácido sulfúrico diluido para que la plata se precipite en los trozos de resina como sulfuro de plata, en vez de extraerla con un regenerador. La resina puede usarse en muchos ciclos sin que pierda su capacidad de recuperar plata. Cuando finalmente la pierde (al cabo de seis meses a un año), o cuando la plata es insuficiente para que la recuperación sea costeable, la resina se envía a un refinador de plata, que la incinera para extraer el metal.
Sistema electrolítico e intercambio iónico combinados
Este método usa un sistema electrolítico para la recuperación primaria, y un sistema de intercambio iónico con precipitación in situ para desplatar aún más el efluente.
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