Adsorção de cádmio e chumbo em solução aquosa por lama vermelha natural e com diferentes ativações

Abstract

Some elements are considered toxic, even in low concentrations, causing many public health problems. Among the toxic metals cadmium and lead have highlighted, as they are widely used in industrial activities, can cause contamination of soil and surface water and groundwater. Several alternatives are being studied for the removal of these metals. The aluminum industry generates a by-product known as red mud, formed large-scale requiring large area for your disposal. Studies have been made in order to reduce the amount of waste generated through technologies that will enables their reuse. An alternative is the use of red mud as adsorbent for treating contaminated liquids and waste areas, which when activated by heat and chemical treatment have shown increased adsorption properties. Thus, in the first step of this work red mud samples were activated by heat and chemical treatment, characterized the adsorption isotherms obtained using the Langmuir model and Freundlich. Subsequently, we analyzed the effect of different values of pH and temperature in the adsorption and obtained time balance and adsorption kinetics of the reaction, allowing to quantify the adsorption potential of cadmium and lead. The red mud is a clay material with mesoporous and high alkaline content, and high electrical conductivity. In most cases studied, the samples were best described by the Freundlich model, and the red mud thermally activated 400ºC showed the best adsortpion capacity 0.96 mmol/g Cd2+ and 2.93 mmol/g Pb2+. In all cases, the greater adsorption efficiency occurred at pH around 7, the equilibration time was close to 420 minutes, the reaction kinetics followed best to the pseudo second order model and endothermic reaction occurred

Alguns elementos são considerados tóxicos, mesmo em baixas concentrações, causando diversos problemas de saúde pública. Dentre os metais tóxicos, o cádmio e chumbo possuem destaque, pois são amplamente utilizados em atividades industriais, podendo provocar contaminação do solo e de águas superficiais e subterrâneas. Diversas alternativas vêm sendo estudadas para a remoção destes metais. A indústria de aluminio gera um subproduto conhecido como lama vermelha, formado em larga escala necessitando de extensa área para sua disposição . Estudos vêm sendo feitos com o objetivo de reduzir a quantidade gerada de rejeitos por meio de tecnologias que possibilitem sua reutilização. Uma alternativa é o uso da lama vermelha como adsorvedor para tratamento de áreas contaminadas e efluentes líquidos, que quando ativada por tratamento térmico e químico tem apresentado aumento das propriedades de adsorção. Assim, na primeira etapa deste trabalho amostras de lama vermelha foram ativadas por tratamento térmico e químico, caracterizadas, obtidas as isotermas de adsorção, utilizando-se os modelos de Langmuir e Freundlich. Posteriormente, foram analisadas a influência de diferentes valores do pH e da temperatura na adsorção e obtidos o tempo de equilíbrio e cinética da reação da adsorção, permitindo quantificar o potencial de adsorção de cádmio e chumbo. A lama vermelha é um material argiloso, com mesosporos e cxom elevado teor alcalino, além de alta condutividade elétrica. Na maior parte dos casos estudados neste trabalho, as amostras foram melhores descritas pelo modelo de Freundlich, sendo que a alma vermelha ativada termicamente a 400ºC apresentou a melhor capacidade de adsorção, 0,96 m/mol/g de Cd2+ e 2,93 mmol/g de Pb2+. Em todos os casos, a maior eficiência de adsorção ocorreu em pH próximo a 7, o tempo de equilíbrio foi próximo a 420 minutos, a cinética da reação obedeceu melhor ao modelo de pseudo...