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Title: Desempenho de argilas bentoníticas na remoção de cátions de cádmio e cobre em colunas de leito fixo.
Other Titles: Performance of bentonite clays in the removal of cadmium and copper cations in fixed bed columns.
???metadata.dc.creator???: ALMEIDA NETO, Ambrósio Florêncio de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: RODRIGUES, Meiry Gláucia Freire.
???metadata.dc.contributor.advisor-co1???: SILVA, Meuris Gurgel Carlos da.
???metadata.dc.contributor.referee1???: ARAÚJO, Gilmar Trindade de.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SILVA, Vimário Simões.
Keywords: Argila - Adsorção;Argila Bentonítica;Leito Fixo - Processo;Remoção de Metais;Clay - Adsorption;Bentonite Clay;Fixed Bed - Process;Metal Removal
Issue Date: 15-Feb-2007
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: ALMEIDA NETO, A. F. de. Desempenho de argilas bentoníticas na remoção de cátions de cádmio e cobre em colunas de leito fixo. 2007. 101 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2007.
???metadata.dc.description.resumo???: A adsorção tornou-se um processo de separação bastante atraente nos últimos tempos, principalmente após a descoberta de novos adsorventes. Mas para que se possa projetar e otimizar equipamentos de adsorção, é imprescindível a caracterização do adsorvente e o conhecimento da dinâmica de adsorção dos componentes em sistema experimental. Neste trabalho foi analisado a adsorção de Cu2+ e Cd2+, individualmente, de efluente sintético em coluna de leito fixo e tendo como adsorventes argilas bentoníticas (denominadas Bofe e Verde-Lodo), provenientes de Boa Vista – PB. Os métodos de caracterização utilizados foram Fluorescência de Raios-X (XRF), Análise Térmica Diferencial (DTA), Termogravimetria (TG), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Fisissorção de N2 (método de BET). A coluna de leito fixo construída em acrílico possuía 13,3cm de altura e 1,4cm de diâmetro interno. Através da técnica de planejamento experimental com 3 pontos centrais foi possível um estudo mais abrangente dos fatores operacionais. Foram utilizados os modelos de Langmuir, Freundlich, BET e GAB no ajuste dos dados de equilíbrio. De acordo com a caracterização, as argilas bentoníticas estudadas apresentaram composição química de acordo com a maioria das argilas deste grupo. A presença de água nos espaços interlamelares das argilas, foi confirmada por Análise Térmica Diferencial (DTA) e Termogravimetria (TG). As curvas TG, das argilas Bofe e Verde-Lodo indicaram uma perda de massa de 12,15% e 14,3% respectivamente. A argila Bofe, calcinada a 500°C, apresentou área superficial 83,18m2/g, enquanto que a argila Verde-Lodo, calcinada a 500°C, apresentou uma área de 51,9m2/g. Mediante análise das curvas de ruptura obtidas em todos os sistemas de adsorção, a variável que mais influenciou foi a concentração inicial de alimentação. Os resultados finais dos planejamentos experimentais mostraram que: a adsorção de Cu2+ sobre a argila Bofe apresentou bom desempenho sob diâmetro de partícula 0,46mm e concentração inicial de Cu2+ 50ppm; a adsorção de Cd2+ sobre a argila Bofe apresentou bom desempenho sob diâmetro de partícula 0,65mm e concentração inicial de Cd2+ 100ppm; a adsorção de Cd2+ sobre a argila Verde-Lodo apresentou bom desempenho sob diâmetro de partícula 0,46mm, concentração inicial de Cu2+ 250ppm e vazão de 4mL/min. O Cu2+ não foi removido pela argila Verde- Lodo. Os dados de equilíbrio de adsorção do Cd2+ e Cu2+ sobre a argila Bofe foram melhor ajustados pelo modelo de Langmuir. Os dados de equilíbrio de adsorção do Cd2+ sobre a argila Verde-Lodo foram melhor ajustados pelo modelo de GAB. Palavras Chave: adsorção, argila bentonítica, leito fixo, remoção de metais.
Abstract: The adsorption became a separation process more attractive in the last times, mainly after the discovery of new adsorbents. In order to be possible to project and to optimize the adsorption equipments, it is indispensable the characterization of the adsorbent and the knowledge of the adsorption of the components dynamics in a experimental system. In this work it was analyzed the adsorption of Cu2+ and Cd2+ cations, individually, from the synthetic effluent in fixed bed column and having the bentonite clays (be called Bofe and Verde Lodo ones), originating from the Boa Vista-PB town. The characterization methods that were used in the work are the following ones: X-ray Fluorescence (XRF), Differential Thermal Analysis (DTA), Thermogravimetry (TG), Scanning Electron Microscopy (SEM) and Nitrogen Physissorption to determine the B. E. T. surface area of the samples. The fixed bed column that was built in acrylic had height of 13.3 cm and internal diameter of 1.4 cm. From the experimental projection technique with three central points it was possible to realize a more including study of the operational factors. Were utilized to adjust the balance data the following models: Langmuir, Freundlich, BET and GAB. In agreement with the characterization, the studied bentonite clays presented chemical composition in agreement with the most clays of their group. The presence of water in the interlamellar spaces of the clays, it was confirmed by DTA and TG. The Bofe and Verde-Lodo TG curves indicated a weight loss of 12.15 wt.% and 14.3 wt.% respectively. The Bofe clay, calcined at 500°C, presented surface area of 83.18m2/g, while the Verde-Lodo clay, which was calcined at 500°C, showed a surface area of 51.9m2/g. From the rupture curves obtained in all the adsorption systems, the incognita that most influences is the initial feeding concentration. The experimental projections last results showed that: the Cu2+ adsorption on the Bofe clay presented good performance under particle diameter of 0.46mm and Cu2+ initial concentration of 50ppm; the Cd2+ adsorption on the Bofe clay presented good performance under particle diameter of 0.65mm and Cd2+ initial concentration of 100ppm; the Cd2+ adsorption on the Verde-Lodo clay presented good performance under particle diameter of 0.46mm, Cu2+ initial concentration of 250ppm and flow of 4mL/min. The Verde-Lodo clay did not remove the Cu2+ cation. The adsorption balance data of the Cd2+ and Cu2+ cations on the Bofe clay were better adjusted through the Langmuir model. The adsorption balance data of the Cd2+ cation on the Verde-Lodo clay were better adjusted through the GAB model. Key Words: adsorption, bentonitic clay, fixed bed, metals removal.
Keywords: Argila - Adsorção
Argila Bentonítica
Leito Fixo - Processo
Remoção de Metais
Clay - Adsorption
Bentonite Clay
Fixed Bed - Process
Metal Removal
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Química
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/4011
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