ADSORÇÃO DE Ni(II), Cu(II) e Cr(VI) SOBRE CINZAS VOLANTES DE CARVÃO

Ari da S. dos Santos (PQ), Vladimir Levit (PQ), Ana Paula Vaniel (IC), Ana Renata Louzada (IC), CristinaMoreira da Silveira (IC), Leonardo Uhlmann Soares (IC), Lisandra Ferreira Jardim (IC), Márcia Foster Mesko (IC)

Universidade Federal de Pelotas – Instituto de Química e Geociências

Palavras-chave: adsorção, cinzas, carvão

O presente trabalho se insere num programa do IQG de aproveitamento das cinzas volantes que são geradas na queima de carvão na usina termoelétrica de Candiota, RS. Estudos anteriores mostraram a capacidade dessas cinzas para adsorver ions metálicos em solução [1-3], tendo sido estudado o comportamento desses ions isoladamente e levantadas as correspondentes isotermas. Os resultados permitiram concluir acerca da possibilidade de aproveitamento dessas cinzas no tratamento de águas residuárias [2,3]. Em continuidade ao citado programa o objetivo principal do trabalho consistiu em estudar a adsorção dos ions Ni(II), Cu(II) e Cr(VI) quando esses ions se encontram misturados na mesma solução. A situação de estudo envolve ions com importante significado sanitário e é mais semelhante às condições reais das águas residuárias em que ocorre a geração de uma força iônica específica e a competição dos ions pelos sítios de adsorção [4-10].

Foram utilizadas cinzas volantes de carvão, colhidas na usina termoelétrica de Candiota, RS. As cinzas foram inicialmente submetidas à peneiração, sendo utilizada a parte separada com granulometria inferior a 125 mm que, em trabalhos anteriores, mostraram maior eficácia para adsorver ions de metais pesados [1]. A porção separada foi então submetida à secagem em estufa. A solução-estoque foi preparada por dissolução de nitrato de níquel, sulfato cúprico, cloreto mercúrico e dicromato de potássio (p.a. Merck) e as soluções-trabalho foram obtidas por diluição da solução estoque, operando-se na faixa de 1 a 12 ppm para cada um dos ions. Os ions Hg(II) foram adicionados por se tratar de uma espécie importante nas águas residuárias de interesse e por sua participação na força iônica da solução e na competição pelos sítios de adsorção. O pH foi mantido em 4,8. Para cada concentração estudada foram misturados 30 g de cinzas com 300 mL de solução e o sistema agitado por 6 horas na temperatura de 25^oC. Após a agitação o sistema foi separado por filtração e foram determinadas as concentrações dos ions de interesse na solução. A quantidade do ion metálico adsorvido foi determinada pela diferença entre a concentração inicial na solução e a concentração após a agitação com as cinzas. Ni(II) foi determinado por espectrofotometria com dimetil-glioxima; Cr(VI) por fotocolorimetria com difenil-carbazida; Cu(II) por absorção atômica com chama de óxi-acetileno [11-12].

A quantidade de metal adsorvido,g, expressa em mmol por kg de cinza e a concentração desse metal na solução em equilíbrio, C, em mmol L^-1, constam nas tabelas 1 e 2. As medidas experimentais mostram um aumento da adsorção com o aumento da concentração do ion na solução e sugerem um ajuste da adsorção à isoterma de Freundlich, expressa pela equação: g = aC^b.

Tabela 1: Adsorção de Ni sobre cinzas volantes, g, e concentração de Ni(II) na solução em equilíbrio (C).

Tabela 2: Adsorção de Cr sobre cinzas volantes, g, e concentração de Cr(VI) na solução em equilíbrio (C).

As soluções utilizadas foram preparadas com concentrações de Cu(II) inferiores a 1,5 x 10^-2 mmol L^-1 o que corresponde à concentração em águas residuárias de origem industrial contaminadas com esse metal. As medidas experimentais mostraram uma forte adsorção desse metal ao ponto de que as soluções residuais, após a agitação com cinzas, apresentarem concentrações inferiores ao limite de detecção pela técnica de absorção atômica. Comparando-se os três ions, observa-se que a tendência de adsorção sobre as cinzas varia na ordem: Cu(II) > Ni(II) > Cr(VI).

O estudo mostra a forte preferência para adsorção dos ions Cu(II). Os sítios de adsorção devem ser de mesma natureza de modo a propiciar uma concorrência entre os ions por esses sítios. Há uma dependência entre a adsorção e a concentração do ion na solução. As cinzas poderão ser utilizadas no tratamento de águas residuárias contaminadas com Ni(II), Cr(VI) e Cu(II)

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