ADSORÇÃO DE CORANTES REATIVOS SOBRE CARVÃO EM COLUNA DE LEITO FIXO

Regina de F P M Moreira (PQ); Humberto Jorge José(PQ); José Luciano Soares (PG) Vivian Stumpf Madeira (IC)

Departamento de Engenharia Química e Engenharia de Alimentos, Universidade Federal de Santa Catarina

Palavras chave: adsorção, corantes reativos; carvão

O consumo global de produtos têxteis está atualmente ao redor de 30 milhões de toneladas, com expectativa de crescimento de 3% ao ano. O tingimento desse total desses produtos consomem aproximadamente 800.000 toneladas de corantes (Glover & Pierce, 1992). A descarga dos efluentes líquidos das indústrias têxteis contêm uma grande carga de corantes e que se forem lançados aos rios, sem tratamento adequado, podem causar destruição da vida aquática. Além de causar poluição visível, os corantes tem a tendência de seqüestrar metais, então causando microtoxicidade aos peixes e outros organismos aquáticos ( Nassar & Magdy, 1997). A remoção dos corantes do efluente é difícil, pois eles são estáveis a luz e ao calor, e são biologicamente não degradados. Então, os métodos convencionais usados no tratamento de efluentes, como os sistemas de tratamento primário e secundário, não são adequados (McKay et al, 1981).

Existe um crescente interesse no uso de materiais de baixo custo que possam ser usados para adsorver corantes. Vários materiais têm sido testados, como argilas (Nassar, 1994), bagaço de cana (Nassar & El-Geundi, 1991), madeira e outros resíduos celulósicos (Asfour, et al., 1985; McKay, G. & Allen, 1983). Carvão ativado é o adsorvente mais efetivo e extensivamente usado para o tratamento de efluentes (Davies et al., 1978).

O uso de carvão mineral com elevado teor de cinzas tem mostrado que este possui uma alta capacidade de adsorção de corantes e poderia ser utilizado na remoção de cor de efluentes da indústria têxtil (Moreira et al., 1998, a, b).

Neste trabalho foi realizado o estudo da adsorção de dois corantes reativos, comumente empregados nas indústrias têxteis de Santa Catarina, Brasil, sobre carvão mineral de Santa Catarina, numa coluna de leito fixo, à temperatura ambiente.

Foram utilizados os corantes pertencentes à classe reativa monoclorotriazina (amarelo e vermelho). O adsorvente era carvão mineral da região sul do Estado de Santa Catarina, com 62% de cinzas. O carvão foi previamente moído, peneirado e utilizado na forma de partículas de 0,202 mm. Em seguida, o carvão foi ativado por pirólise a 600^ºC, por 5 minutos, num forno em atmosfera de nitrogênio, e resfriado em atmosfera inerte até a temperatura ambiente.

A solução aquosa de corante era passada através da coluna (diâmetro 1,7cm) preenchida com carvão (22 gramas) e o efluente da coluna era analisado por espectrofotometria visível, no comprimento de onda de 420 nm e 506 nm para os corantes amarelo e vermelho, respectivamente. A vazão de solução era de 20 ml/min e a porosidade do leito era de 0,62.

O tempo de ruptura para os dois corantes é aproximadamente semelhante, sendo de 10 minutos para o corante amarelo e 15 minutos para o corante vermelho. Estes resultados concordam com a literatura (Soares, 1999), onde se observou que a adsorção do corante amarelo é mais rápida do que para o corante vermelho, e a capacidade de adsorção é aproximadamente a mesma.

As isotermas de adsorção foram determinadas a partir das curvas de eluição e os dados experimentais foram ajustados ao modelo de Freundlich (eq.1).

(1)

Os valores das constantes k e n são 0,103 mg/g e 10,4 respectivamente, para o corante amarelo, e 0,0324 e 1,56 respectivamente, para o corante vermelho.

Na modelagem matemática da adsorção na coluna foi utilizado o modelo da força motriz linear, que se mostrou adequado para descrever a adsorção dos corantes na coluna.

Glover, P., Pierce, J.H., Are natural products good for the health? Soc. Dyers and Color. Symp., October, 1992.

McKay, G., Allen, S.J., Meconney, I.F., Otterburn, M.S., Transpire process in the sorption of colored ions by peat particles, J. Colloid Interface Science, 80(2), 323-331 (1981).

Nassar, M., Magdy, Y.H., Removal of different basic dyes from aqueous solutions by adsorption on palm-fruit bunch particles, Chemical Engineering Journal, 66, 223-226 (1997).

Nassar, M.M., Energy consumption and mass transfer during adsorption using gas and mechanical stirring, Proc. Int. Meet. On Chemical Engineering and Biotechnology, ACHEMA-94, Frankfurt, 1994.

Asfour, M., Nassar, M.M., Fadali, O A, El-Geundi, M.S., Equilibrium studies on adsorption of basic dye on hardwood, J. Chem. Techn. Biotech, 50, 257=263 (1991)

McKay, G., Allen, S.J., Single resistance mass transfer models for the adsorption of dyes on peat, J. Separ. Process Technol., 4, 1-7 (1983).

Magdy, Y.H., Studies on the design and kinetics of bagasse adsorption systems, Ph.D Thesis, El-Minia University, 1992.

Soares, J.L., Remoção de corantes têxteis por adsorção em carvão mineral ativado com alto teor de cinzas, Dissertação de Mestrado, UFSC, 1998.

Moreira, R.F.P.M., Peruch, M.G.B., Kuhnen, N.C., Adsorption of reactive dyes onto Granular Activated Carbon. Latin American Applied Research , 28, 37 -41 , 1998a.

Moreira, R.F.P.M., Peruch, M.G.B., Kuhnen, N.C., Adsorption Of Textile Dyes On Alumina. Equilibrium Studies And Contact Time Effects, Brazilian Journal of Chemical Engineering, 15 , 21 -28 , 1998b.

Agência Financiadora: CNPq