Tratamento do pó de capim elefante por explosão a vapor e impregnação de tensoativo para adsorção de cromo em meio aquoso: processos batelada e dinâmico

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Simões, Veruska do Nascimento
• Orientador(a): Sousa, João Fernandes de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Cromo trivalente; Capim elefante; Explosão a vapor; Tensoativo; Adsorção; Estudo dinâmico
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/53524

Atividades como as de mineração e curtume se encontram como as fontes mais poluidoras de metais pesados, gerando acúmulo de resíduos potencialmente tóxicos ao meio ambiente e ao ser humano. O curtume é responsável pela liberação de cromo trivalente no ambiente, o qual provoca irritação na pele e, em doses elevadas, pode provocar câncer. Nesse estudo foi avaliada a capacidade de adsorção do cromo trivalente empregando-se como bioadsorvente o capim elefante (Pennisetum purpureum), tratado pela técnica a explosão e impregnado com tensoativos. As amostras foram caracterizadas através da analise composicional, MEV, DRX, FRX e FTIR. Os efeitos da concentração inicial do metal (20 – 50 mg L-1), do pH (2 – 6), massa de adsorvente (0,25 – 1,0g), tempo de contato (10 – 480 min) e temperatura (10 – 40o C) foram estudados, em modo batelada, com velocidade de agitação de 100 rpm. Para tratamento dos resultados em batelada foram realizados, em condições ótimas de operação, estudos termodinâmicos, das isotermas de adsorção e cinético. Os resultados obtidos mostraram que a capacidade máxima de adsorção foi maior (28,36 mg g-1) para o capim elefante modificado simultaneamente por explosão a vapor e impregnação de tensoativos (CEET). O estudo termodinâmico mostrou que o processo de adsorção não é espontâneo e que a adsorção é exotérmica e de natureza química, bem como de elevada afinidade do adsorvente pelos íons cromo. O modelo de Langmuir se ajustou melhor aos pontos experimentais para todos os adsorventes, salvo para o adsorvente CE, o qual se ajustou melhor ao modelo de Freundlich. Em termos cinéticos, a adsorção de Cr (III) seguiu um modelo Pseudo Segunda Ordem. Um estudo dinâmico em leito fixo foi realizado com o adsorvente CEET utilizando vazão de alimentação da solução metálica de 300 mL min-1 e massa de adsorvente de 6 g. Foram obtidas a curva de ruptura, a capacidade de adsorção do adsorvente pelo metal (85,35 mg g-1) e, a estimativa dos parâmetros: difusividade efetiva (Def), dispersão axial (DL) e coeficiente de transferência externo (ks) a partir do balanço de massa realizado nas fases líquida e sólida. O modelo elaborado a partir dos balanços se ajustou de maneira satisfatória aos pontos experimentais. Baseado nos resultados obtidos pode-se afirmar que as técnicas de tratamento e modificação do bioadsorvente melhoraram substancialmente sua capacidade de adsorção pelo metal cromo (III).