La idea principal del trabajo consistía en la recuperación de boro a partir de salmuera sintética
mediante electrodiálisis con membranas bipolares (EDBM). En este caso, la recuperación de boro se
consigue mediante la obtención de ácido bórico. Además, gracias al proceso de membranas empleado,
también es posible la producción de hidróxido de sodio.
Para optimizar esta recuperación de boro, se estudiaban diferentes parámetros de operación de la
EDBM, como los volúmenes, los proveedores de las membranas y el efecto de las membranas
bipolares.
La investigación estaba compuesta por diferentes experimentos con el objetivo de intentar conseguir
la mayor recuperación y concentración de boro. Para ello, los parámetros a estudiar durante los
experimentos serían las conductividades y el pH de las disoluciones, junto a la concentración y
composición obtenidas en las pruebas de análisis de las muestras.
En primer lugar, se evaluó si el uso de una membrana catiónica al final de una celda aumentaba la
concentración de boro en una solución. Los resultados mostraron que había un mayor porcentaje de
concentración de boro y sodio cuando se utilizó la membrana catiónica.
A continuación, se redujeron los volúmenes de los tanques del equipo de 3 litros a 1 litro, para
determinar el efecto del volumen inicial. Se observó que el pH de las muestras no varió mientras que
la evolución de las conductividades durante el proceso de EDBM fue más eficiente.Además, al estudiar
la concentración de los elementos de interés se observó que tanto el boro como el sodio aumentaron
considerablemente su concentración al reducir el volumen de los tanques.
Otra prueba que se realizó fue reducir aún más el volumen del tanque de la disolución ácida (a 0.5 L)
con la intención de aumentar más la concentración de boro, dejando eso sí, los demás tanques a un
volumen de 1 litro. Tras obtener unos valores de concentración de boro mayores a todos los
experimentos realizados anteriormente, se llegó a la conclusión de que la reducción de volumen
permitió que los elementos que forman la disolución aumentasen su concentración.
Por último, se comparó del uso de membranas de diferentes proveedores (PCCell GmbH y Mega
RALEX®) con las condiciones operacional óptimas determinadas previamente. Tras realizar los
experimentos, se determinó que las membranas PCCell son más eficientes que las membranas Mega,
debido a su mayor eficiencia energética, sumada a que la concentración obtenida de boro recuperado
para el caso de las membranas PCCell fue mayor.
La idea principal del treball consisteix en la recuperació de bor a partir de salmorra sintètica mitjançant
electrodiàlisi amb membranes bipolars (EDBM). En aquest cas, la recuperació de bor s'aconsegueix
mitjançant l'obtenció d'àcid bòric. A més, gràcies al procés de membranes emprat, també es possible
la producció d'hidròxid de sodi.
Per optimitzar aquesta recuperació de bor, s'estudiaven diferents paràmetres d'operació de l'EDBM,
com els volums, el proveïdors de les membranes i l'efecte de les membranes bipolars.
La investigació estava composta per diferents experiments amb l'objectiu d'intentar aconseguir la
major recuperació i concentració de bor. Per això, els paràmetres a estudiar durant els experiments
serian les conductivitats i el pH de les dissolucions, juntament amb la concentració i composició
obtingudes en les proves d'anàlisis de les mostres.
En primer lloc, es va avaluar si l'ús d'una membrana catiònica al final d'una cel·la augmentava la
concentració de bor en una solució. Els resultats van mostrar que hi havia una major percentatge de
concentració de bor i sodi quan es va utilitzar la membrana catiònica.
A continuació, es van reduir els volums dels tancs de l'equip de 3 litres a 1 litre, per determinar l'efecte
del volum inicial. Es va observar que el pH de les mostres no va variar mentre que l'evolució de les
conductivitats durant el procés d'EDBM va ser més eficient. A més, en estudiar la concentració dels
elements d'interès es va observar que tant el bor com el sodi van augmentar considerablement la seva
concentració en reduir el volum dels tancs.
Una altra prova que es va realitzar va ser reduir encara més el volum del tanc de dissolució àcida (a 0,5
L) amb la intenció d'augmentar més la concentració de bor, deixant això sí, els altres tancs a un volum
d'1 litre. Després d'obtenir uns valors de bor més alts que tots el experiments realitzats anteriorment,
es va arribar a la conclusió que la reducció del volum va permetre que els elements que formen la
dissolució augmentessin la seva concentració.
Finalment, es va comparar l'ús de membranes de diferents proveïdors (PCCell GmbH i Mega RALEX)
amb les condicions operacionals òptimes determinades prèviament. Després de realitzar els
experiments, es va determinar que les membranes PCCell son més eficients que les membranes Mega,
a causa de la seva major eficiència energètica, afegida al fet que la concentració obtinguda de bor
recuperat per al cas de les membranes PCCell va ser major.
The main idea of the work consists of the recovery of boron from synthetic brine through
electrodialysis with bipolar membranes (EDBM). In this case, boron recovery is achieved through the
production of boric acid. Additionally, thanks to the membrane process employed, the production of
sodium hydroxide is also possible.
To optimize this boron recovery, different operating parameters of EDBM were studied, such as
volumes, membrane suppliers, and the effect of bipolar membranes.
The research was composed of various experiments with the aim of achieving the highest boron
recovery and concentration. To do this, the parameters to be studied during the experiment were the
conductivities and pH of the solutions, along with the concentration and composition obtained in the
sample analysis test.
First, it was assessed whether the use of a cationic membrane at the end of a cell increased the
concentration of boron in a solution. The results showed that there was a higher percentage of boron
and sodium concentration when the cationic membrane was used.
Next, the volumes of the equipment tanks were reduced from 3 liters to 1 liter to determine the effect
of the initial volume. It was observed that the pH of the samples did not change while the evolution of
conductivities during the EDBM process was more efficient. Furthermore, when studying the
concentration of the elements of interest, it was observed that both boron and sodium significantly
increased their concentration when reducing the volume of the tanks.
Another test that was conducted was to further reduce the volume of the acidic solution tank (to 0,5
L) with the intention of increasing the boron concentration, while keeping the other tanks at a volume
of 1 liter. After obtaining higher boron concentration values then all the experiments conducted
previously, it was concluded that the volume reduction allowed the elements in the solution to
increase their concentration.
Finally, the use of membranes from different suppliers (PCCell GmbH and Mega RALEX) was compared
under previously determined optimal operational conditions. After conducting the experiments,
optimal operational conditions were stablished. After conducting the experiments, it was determined
that PCCell membranes are more efficient than Mega membranes due to their higher energy efficiency,
combined with the fact that the concentration of recovered boron for PCCell membranes was higher.
