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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo comparativo do uso das argilas bentonita chocolate e verde na adsorção de metais pesados - níquel e cobre
Autor: Leite Neta, Otaciana Pereira 
Primeiro orientador: Vieira, Fernando Fernandes
Primeiro coorientador: Barros, Aldre Jorge Morais
Primeiro membro da banca: Cavalcante, Geralda Gilvânia
Segundo membro da banca: Almeida, Marcello Maia de
Terceiro membro da banca: Henrique, Israel Nunes
Resumo: A deposição dos efluentes industriais contaminados por metais pesados em águas superficiais e solos, se mostra como um dos grandes problemas encontrados atualmente, uma vez que os compostos metálicos são resistentes à decomposição e se acumulam nas cadeias alimentares, mantendo suas características tóxicas. Dentre os métodos utilizados para tratar águas contaminadas por metais, a adsorção ganha destaque, tornando importante a busca por adsorventes alternativos como a Bentonita. Desta forma, o objetivo desta pesquisa foi de avaliar a atuação de dois tipos de Bentonitas, chocolate e verde, como adsorvente de íons metálicos de Cobre (II) e de Níquel (II) em solução aquosa. As argilas foram lavadas, secas, manualmente moídas, uma parte delas foi calcinada a 500ºC, e as naturais e calcinadas foram passadas em peneira de 100 Mesh. A fim de otimizar o processo de adsorção, foi realizado um planejamento fatorial experimental do tipo 23, possuindo como variáveis independentes Concentração, Massa de adsorvente e Tempo de contado. Os resultados dos experimentos realizados com as Bentonitas, in natura e calcinadas, mostraram valores altos de remoção do metal, em curto período de tempo, contudo, com a calcinação, as argilas perderam um pouco da capacidade de remoção dos metais (atingindo valores acima de 97,79%, in natura e máxima de 92,50%, calcinada). Tomando como base as melhores condições obtidas do planejamento experimental, foram realizados os ensaios cinéticos, ajustando os dados experimentais aos modelos empíricos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem. Os dados se ajustaram bem aos dois modelos, contudo, o modelo de pseudo-segunda ordem obteve maiores valores de coeficiente de correlação (R²) e Teste F, indicando que a adsorção dos metais pelas argilas ocorreu por quimissorção. No estudo do equilíbrio de adsorção, também foi utilizado a melhor condição do planejamento experimental, e os dados experimentais foram ajustados aos modelos de Langmuir, Freundlich e Redlich-Peterson. O modelo de isoterma de equilíbrio que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o modelo de Redlich-Peterson, com β tendendo para zero, indicando que, em concentrações elevadas de concentração, essa isoterma assume a forma da isoterma de Freundlich, corroborando o que foi observado no estudo cinético. Os resultados de remoção obtidos para as Bentonitas in natura e calcinadas mostraram-se satisfatórios, devido ao alto poder de remoção dos íons metálicos em curto período de tempo, indicando que a argila Bentonita possui alto potencial de aplicação, devido seu baixo custo de aquisição e bom desempenho na remoção de Cobre (II) e Níquel (II) em soluções aquosas. Comparando os resultados de cada argila, in natura e calcinada, na adsorção de cada metal, aferiu-se que as Bentonitas naturais mostraram melhores resultados na adsorção de Cobre (II), sendo que, nas condições consideradas para a adsorção do íon cobre, a Bentonita chocolate natural obteve maiores resultados de remoção, quando comparada com a Bentonita verde natural.
Abstract: The deposition of contaminated industrial effluents by heavy metal in surface waters and soils, shows like one of the biggest problems found today, once that these metallic compounds are resistant to decomposition e accumulates itself in food chains, keeping its toxic characteristics. Between the methods used to treat waters contaminated by metals, the adsorption stands out, showing that is important to search for alternatives adsorbents like the bentonite. The objective of this research was to evaluate the actuation of two types of bentonite, the chocolate and the green one, as adsorbent of metallic ions of Copper (II) and Nickel (II) in aqueous solution. The clays were washed, dried, manually ground, part of them were calcinated in 500ºC, the natural and calcinated ones were ran through a 100 Mesh sieve. With the intention of optimizing the adsorption process, an experimental factorial planning of type 23 was carried out, having as independent variables the Concentration, Adsorbent mass, and Contact time. The experiment results performed with Bentonite, calcinated and in natura showed high metal removal values, in a short period of time, however, with the calcination, the clays lost some capacity of metal removal (reaching values above 97,79% in natura and maximum of 92,50%, calcinated). Based on the best conditions obtained from the experimental planning, we performed Kinect tests, adjusting the experimental data to the empirical models of pseudo-first and pseudo-second orders. The data were well adjusted for both models, however, the kinetic model of pseudosecond order obtained higher values of correlation coefficient (R²) and Test F, indicating that the adsorption of the metal by the clays occurred by chemisorpton. In the adsorption balance study, it was also used the best condition of experimental planning, and the experimental data were adjusted to the Langmuir Freundlich and Redlich-Peterson models. The model of isotherm balance that showed the best fit was the Redlich-Peterson model, with β tending to zero, indicating that, in higher concentrations, this isotherm assumes the form of Freundlich, corroborating what we saw in the Kinetic study. The removal results obtained for Bentonite in natura and calcinated was satisfactory, due to the high power of removal of metallic ions in a short period of time, indicating that the Bentonite clay has a high potential of application, due its low acquisition cost and good performance in Copper (II) and Nickel (II) removal in aqueous solutions. Comparing the results of each clay, in natura and calcinated, in the absorption of each metal, it was measured that the natural Bentonitas showed the best results in Copper (II) adsorption, being that, in the considered conditions to the copper ion adsorption, the chocolate natural Bentonita obtained the greatest results of removal, when compared to green natural Bentonita.
Palavras-chave: Tratamento de águas residuárias
Adsorção
Metais pesados
Bentonitas
Área(s) do CNPq: TRATAMENTO DE AGUAS DE ABASTECIMENTO E RESIDUARIAS::ESTUDOS E CARACTERIZACAO DE EFLUENTES INDUSTRIAIS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Estadual da Paraíba
Sigla da instituição: UEPB
Departamento: Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa - PRPGP
Programa: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA
Citação: Leite Neta, Otaciana Pereira. Estudo comparativo do uso das argilas bentonita chocolate e verde na adsorção de metais pesados - níquel e cobre. 2022. 116f. Dissertação (Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental - PPGCTA) - Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Embargado
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.bc.uepb.edu.br/jspui/handle/tede/4325
Data de defesa: 24-Fev-2022
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