Utilização de zeólita preparada a partir de cinza residuária de carvão como adsorvedor de metais em água

Abstract

Recebido em 10/10/01; aceito em 12/4/02 USE OF ZEOLITE FROM COAL BOTTOM ASH AS ADSORBENT OF METALS FROM WATER. Coal ashes produced in coal-fired power plant could be converted into zeolites and can be used as low-cost adsorbents for the treatment of effluents contaminated with high levels of toxic metals. The capacity of synthetic zeolites for the removal of cadmium, zinc and copper ions from aqueous solutions has been investigated under different operating conditions. Zeolite from bottom chimney showed higher removal efficiency for metals ions than zeolite from feed hopper and mixing mill. The results indicated that the treated bottom ash could be applied in environmental technology as an immobilizer of pollutants.Keywords: synthetic zeolites; low-cost adsorbents; toxic metals. INTRODUÇÃOUm dos principais problemas ambientais causados por usinas termoelétricas é derivado da produção de toneladas de cinzas de carvão no processo de geração de energia elétrica. A necessidade de retirar a baixo custo as cinzas da usina fez com que se adotassem práticas de disposição em áreas inadequadas e sem as medidas de proteção necessárias.A lixiviação de áreas de disposição de cinzas traz consigo a possibilidade de que elementos menores, como metais pesados, e íons sulfato possam ter acesso ao lençol freático contaminando fontes de abastecimento atuais e potenciais. O teor de compostos solúveis em cinza varia de traços a vários por cento e estas espécies também podem entrar na cadeia alimentar via plantas. O principal esforço no sentido de mitigar os impactos ambientais decorrentes da disposição destes resí-duos no meio ambiente deve ser dirigido no sentido de analisar suas potencialidades para a utilização em outros processos industriais.A maior parte do carvão consumido atualmente em usinas termoelétricas é queimada em caldeiras de carvão pulverizado. Neste tipo de caldeira, mais de três quartos da cinza produzida é leve o bastante para ser arrastada com os gases de combustão (cinza leve ou volante), sendo na sua maior parte coletada por equipamentos de retenção, como precipitadores eletrostáticos. As cinzas remanescentes são densas o suficiente para não serem emitidas para a atmosfera e caem, no fundo da caldeira, fundidas em partículas maiores (cinza pesada ou residuária).As cinzas de carvão mineral são constituídas basicamente de sílica (SiO 2 ) e alumina (Al 2 O 3 ), que respondem por cerca de 50% e 30% da sua massa, respectivamente. Utilizando-se as propriedades das cinzas de carvão é possível convertê-las em zeólita após tratamento químico. A capacidade de troca catiônica das cinzas é 100 mmol kg -1 e pode aumentar para mais de 3000 mmol kg -1 após o tratamento 1-3 . A zeólita é um aluminosilicato cristalino com armação estrutural incluindo cavidades ocupadas por cátions grandes e moléculas de água, ambos tendo considerável liberdade de movimento, permitindo troca iônica e desidratação reversível [4][5][6] . A remoção das molécu-las de água e a substituição dos cátions intercambiáveis não alteram a estrutura básica das...

Uso da cinza da casca do arroz (CCA) obtida da geração de energia térmica como adsorvente de Zn(II) em soluções aquosas

“…Os dados experimentais foram analisados usando-se os modelos de isoterma de Langmuir (Equação 3), Freundlich (Equação 5) 25 e BET (Equação 6), 2,3 C e /q e = 1/Q m b + C e /Q m (3) onde C e é a concentração do metal no equilíbrio (mg/L), q e é a quantidade adsorvida no equilíbrio (mg/g), Q m (mg/g) e b (L/mg) são constantes relacionadas com a capacidade de adsorção máxima e a energia de adsorção, respectivamente. O parâmetro R L (Equação 4) é uma constante adimensional chamada parâmetro de equilíbrio, o qual é definido como:…”

“…O valor de R L entre 0 e 1 indica adsorção favorável. 25 As variáveis da isoterma de Freundlich representam: x = quantidade do metal adsorvido pelo material (mg); m = massa da cinza (g); K f = constante de Freundlich; 1/n = fator de linearidade da isoterma; C e = concentração do metal na solução final em equilíbrio (mg/L), a Equação na forma linear é representada por: 26 log x/m = log K f + 1/n log C e (5) o valor de n na isoterma de Freundlich apresenta a mesma função do parâmetro R L na isoterma de Langmuir. Valores de n entre 2 e 10 representam uma adsorção favorável.…”

Estudo da adsorção de surfactante catiônico na matriz inorgânica fosfato de nióbio hidratado

“…Após este tempo, o material foi filtrado em funil de Büchner e seco a 50 °C. Realizaram-se experimentos com tempo de agitação de 1, 3, 5 e 7 h. 27,28 Para quantificação do surfactante, em 12 mL de CTAB adicionouse 0,24 mL de ácido pícrico em NaOH 0,002 mol/L e, em seguida, colocou-se 6,00 mL do solvente metil-isobutil-cetona (MIBK). Agitou-se a mistura por 5 min para a completa extração do par iônico formado e separou-se a fase orgânica com centrifugação a 3500 rpm durante 5 min.…”

“…27 As Figuras 5 e 6 mostram as formas linearizadas das Equações de Langmuir e Freundlich obtidas dos dados de adsorção do fosfato de nióbio hidratado como surfactante catiônico CTAB. As Equações de Langmuir e de Freundlich podem ser linearizadas e as constantes podem ser determinadas.…”

Estudo da adsorção de surfactante catiônico em uma matriz inorgânica preparada via óxido de nióbio

“…Dentre os modelos de adsorção com ligações químicas estudadas, os que mais se aplicam aos fenômenos de adsorção líquidos-sólidos são os modelos de Langmuir e de Freundlich [17]. Esses modelos são os mais freqüentemente usados para descrever isotermas para aplicações em tratamento de águas e de efluentes [18][19][20][21].…”