As figuras 1A e 1B apresentam respectivamente, a eficiência da remoção de Cd2+ e Zn2+ em função do tempo, utilizando-se diferentes zeólitas.
Denise Alves Fungaro (PQ) e Magali Guilherme da Silva (IC)
Palavras-chave: adsorção, zeólitas, metais pesados
Um dos principais problemas ambientais causados por usinas termoelétricas é originado pela produção de toneladas de cinzas de carvão no processo de geração de energia elétrica e sua disposição inadequada.
As propriedades físico-químicas destas cinzas são função de vários fatores, entre os quais: composição, grau de beneficiamento e moagem do carvão; tipo, projeto e operação da caldeira; sistema de extração e manuseio das cinzas. As cinzas devido a estes fatores vão mostrar variação em sua composição e propriedades físico-químicas.
Utilizando-se as propriedades das cinzas é possível convertê-las em zeólita após tratamento químico. A zeólita apresenta capacidade de adsorção de metais tóxicos e pode ser usada como um adsorvedor de baixo custo para efluentes industriais.
As diferentes cinzas podem gerar diferentes zeólitas durante o tratamento hidrotérmico. A natureza da zeólita influi no processo de adsorção do metal. Cada tipo de zeólita irá apresentar composição química, capacidade de troca iônica e tamanho de poros e partículas característica.
O objetivo do trabalho é estudar a metodologia de remoção de Cd2+ e Zn2+ em amostras de água utilizando zeólita sintetizada a partir de diferentes cinzas de carvão. As cinzas de carvão da Usina Termoelétrica de Figueira, localizada no Paraná, foram utilizadas no estudo.
As zeólitas foram preparadas a partir dos seguintes tipos de cinzas residuárias: da Tremonha – Caldeira III (ZT); do Malachador – Caldeira II (ZM) e da Base da Chaminé – Caldeira III (ZB). Utilizaram-se as frações de cinzas passantes na peneira ABNT no.70 (0,210 mm) e ABNT no.100 (0,150 mm). A cinza do malachador tinha partículas menores que a abertura da peneira 100 e foi usada conforme coletada.
O procedimento de Henmi1 foi seguido para o tratamento hidrotérmico. A remoção dos metais pela zeólita foi realizada por processos descontínuos (batch) a temperatura ambiente. Uma alíquota de solução 5 mmol L-1 do metal (100 mL) foi misturada com 1 g de zeólita. A suspensão foi agitada por 1, 2 e 4 horas. O sobrenadante foi separado por centrifugação e a concentração do metal nesta solução foi determinada por titulação complexiométria. A composição química e caracterização das cinzas e zeólitas foram determinadas por Fluorescência de Raio-X; Difração de Raio-X e análise imediata de base seca.
As
figuras 1A e 1B apresentam respectivamente, a eficiência da
remoção de Cd2+ e Zn2+ em função
do tempo, utilizando-se diferentes zeólitas.
(A) (B)
Fig. 1. Porcentagem de retenção do (A) Cd2+ e (B) Zn2+ em função do tempo de agitação para diferentes tipos de zeólitas.
A eficiência de retenção dos metais aumentou com o tipo de zeólita na seguinte ordem: ZB > ZM > ZT. Os dados da análise imediata das amostras mostraram que a cinza da base da chaminé provém do carvão que foi mais queimado apresentando o maior teor de cinza e material volátil e a menor porcentagem de carbono fixo. Já a cinza do malachador apesar de constituir-se das partículas mais finas, apresenta o mais alto teor de umidade que influi na capacidade de adsorção da ZM. A remoção dos metais foi ³ 80% usando-se ZT após 4 horas de agitação
As zeólitas com partículas menores adsorveram mais metal do que aquelas com partículas mais grossas. O decréscimo do tamanho das partículas causa o aumento da área superficial externa e conseqüentemente, aumenta o número de sítios disponíveis para a adsorção do metal.
[1] Henmi, T.; Clay Sci., 1987, 6, 277
PIBIC-CNPq