Desempenho de um sistema com leito fluidizado de vermiculita expandida, para remoção de íons metálicos tóxicos presentes em efluentes industriais.

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: SILVA, Henrique César da.
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA; UFCG
• Palavras-chave em Português: Vermiculita; Efluentes Industriais; Adsorção; Tempo de Residência; Vermiculite; Industrial Effluents; Adsorption; Residence Time; Engenharia Química
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7408

Visando a contaminação química da água e seus problemas gerados, esse trabalho buscou desenvolver uma metodologia alternativa para remover cátions tóxicos de soluções, com alusão aos efluentes industriais. Inicialmente, foi realizada a caracterização do argilomineral vermiculita de granulometria média (VM), por meio de análise de difração de raios-X, onde o material argiloso expandido termicamente, e seu precursor, in natura, apresentaram dados cristalográficos que corroboram com a ficha cadastral do mineral. Foram procedidos testes de bancada com a percolação de soluções sintéticas de Cr3+, Cu2+ e Pb2+, no leito de VM expandida, sob 6 tratamentos, mantidos sob agitação durante 6 horas. A capacidade de adsorção e troca iônica foi comprovada, na qual, a eficiência de remoção máxima foi de 97,11% para o Cr3+; 93,06% para o Cu2+, e 96,28% para o Pb2+. Foi desenvolvido um protótipo denominado SATIFIC, para realização de experimentos em maior escala (200,0 L), onde estudou-se a distribuição de tempos de residência, das partículas no fluido, evidenciando que o tempo médio de residência crescia à medida que aumentava a massa aplicada para o jorro de leito, ou mesmo quando a vazão do fluido diminuía. O monitoramento do SATIFIC foi realizado com periodicidades de coletas, durante 24 h, que operou no modo de batelada para a remoção dos íons de cromo, cobre e chumbo, presentes em soluções aquosas com concentrações de 100,0 mg⋅L-1. Os cátions Cr3+ tiveram maiores índices de remoção, seguidamente dos íons de Cu2+, e atingiram o limite de lançamento para efluentes (LLE), referido pela legislação vigente, com os leitos m2 (2.800,0 g) e m3 (4.200,0 g); enquanto que as espécies de Pb2+ só atingiram a meta permissível com o leito m3. Nas misturas salinas, apenas o Cr3+ atingiu o LLE com m2, já com o leito m3 a remoção ocorreu a níveis permissíveis para os três cátions, na ordem de: Cr3+ > Cu2+ ≥ Pb2+. Por fim, para evitar a poluição secundária, houve a encapsulação da vermiculita contaminada com os resíduos tóxicos. Especificamente para o Cr3+, foi designada a produção de blocos para alvenaria pelo processo de estabilização por solidificação, com 4 diferentes traços, sendo aprovados quanto as características mecânicas, principalmente mediante ao maior teor de cimento e adição de outros agregados. Por meio dos extratos lixiviados, foi possível identificar os blocos que obtiveram classificação como produtos de origem residuais não perigosos, credenciando-os para aplicação no cotidiano quando inertes pelo processo de solubilização.