Adsorção de íons de metálicos utilizando cortiça funcionalizada com ferro fluido em sistemas em lotes e coluna de leito fixo

Abstract

Resumo:A água é um recurso hídrico valioso e apreciado pelas sociedades, sendo importante minimizar ou evitar a sua contaminação. Existem muitas técnicas para tratar a água contaminada com metais pesados, como adsorção, precipitação e colunas de troca iônica. Devido as limitações técnicas ou econômicas, novas tecnologias mais baratas, como a adsorção, são buscadas. Neste sentido, é proposta a utilização de adsorventes eficientes, como a cortiça, que é considerada como um material natural com uma combinação de propriedades que a tornam adequada para utilização em múltiplas aplicações, tanto na indústria como na construção, com destaque para o engarrafamento de vinhos e material de isolamento. Trabalho iniciou-se com a redução da cortiça com um diâmetro efetivo de 0.71 mm, com um coeficiente de uniformidade de 1.5 indicando que todas as partículas são perfeitamente iguais. Os parâmetros físicos e químicos da cortiça funcionalizada com fluido ferroso (densidade, porosidade e pH no ponto de carga zero) que influenciam no processo de adsorção. Presentou-se uma porosidade de 12.4 e densidade de 179.3 kg m-3 e pH no ponto de carga zero de 4.3. O adsorvente foi caracterizado mediante análises de infravermelho (IR) com bandas de 475 e 466 cm -1 relacionados com as vibrações Fe-O, difração de raios X (DRX) com um pico em torno 20ο correspondente a estrutura amorfa da cortiça e energia dispersiva de raios X (EDX). Os resultados da caracterização mostraram presença de magnetita. Foram realizadas experiências de adsorção em batelada, começando com soluções com concentrações de 2 mg L-1 para os íons Cu2+ , Mn2+ e Cd2+ , em agitação por 20 minutos em diferentes valores de pH (2, 6 e 8). A eficácia do adsorvente foi para os três íons estudados, que apresentaram eficiências de remoção superiores a 50%. Os modelos cinéticos de adsorção de Cu+2 , Cd+2 e Mn+2 em cortiça funcionalizada com fluido ferroso, confirmam uma melhor aplicabilidade da equação de pseudo segunda ordem, conforme demonstrado pelo coeficiente de determinação de 0.84, 0.97 e 0.85 respectivamente. Os resultados relativos às isotermas de adsorção de Cu+2, Cd+2 e Mn+2 mostraram que os dados de equilíbrio se ajustam muito bem ao modelo de Langmuir. No sistema em batelada obtive-se uma capacidade máxima de adsorção de 5.23 mg de cobre por grama de adsorvente e uma eficiência de 90% com um tempo de saturacão de 100 minutos, com seguintes condições: concentração inicial de 2 mg L -1 , tamanho de partícula, 0.841 mm, fluxo da solução de Cu+2 de 3.8 mL min-1 , massa do adsorvente igual a 50 mg.