dc.creator | Pinheiro, Raphael Forgearini | |
dc.date.accessioned | 2024-07-05T12:30:03Z | |
dc.date.available | 2024-07-05T12:30:03Z | |
dc.date.issued | 2024-06-28 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/32169 | |
dc.description.abstract | The high demand for rare earth elements (REEs) has led to a search for different alternatives
to obtain them. In particular, cerium and lanthanum are highlighted due to their wide
application. In this context, the use of phosphogypsum as a secondary source of these
elements is promising. The literature has already shown that the leaching of REEs from
phosphogypsum is possible. However, REEs must be further recovered from these leachates
and, for this purpose, adsorption is a high-potential alternative. Regarding adsorption, one of
the most relevant aspects is the development of efficient and low-cost adsorbents. Activated
carbon is one of the most widely used adsorbents, mainly due to its excellent textural
properties. In addition, this adsorbent can be obtained from various raw materials, including
biomass waste. Besides representing a low-cost raw material, the use of biomass waste for
activated carbon production is a good alternative to add value to it. Therefore, considering the
abovementioned, the main of this work was to produce activated carbons from two alternative
biomasses waste, soybean pod waste and vine pruning waste, and apply them as adsorbents
for the recovery of Ce(III) and La(III) from synthetic solutions and phosphogypsum leachates.
The characterization analyzes showed that both materials produced presented good textural
properties, with surface areas of 614 m2 g-1 and 467 m2 g-1 for the activated carbon obtained
from soybean pods and for the activated carbon obtained from vine pruning waste,
respectively. Furthermore, by determining the point of zero charge, it was verified that the
surface of both materials maintains a negative charge over a wide pH range. The activated
carbon obtained from soybean pods presented maximum adsorption capacities of 107.7 mg g-1
and 127.2 mg g-1 for Ce(III) and La(III), respectively. On the other hand, the material
obtained from grape pruning residues showed maximum adsorption capacities of 48.45 mg g-1
and 53.65 mg g-1 for Ce(III) and La(III), respectively. Regarding the adsorption mechanism,
pore filling, ion exchange, and surface complexation were proposed as dominant mechanisms.
Finally, both activated carbons showed a good potential for recovery of Ce(III) and La(III)
from real phosphogypsum leachate. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Adsorção | por |
dc.subject | Carvão ativado | por |
dc.subject | Elementos terras raras | por |
dc.subject | Fosfogesso | por |
dc.subject | Valorização de resíduos | por |
dc.subject | Adsorption | eng |
dc.subject | Activated carbon | eng |
dc.subject | Rare earth elements | eng |
dc.subject | Phosphogypsum | eng |
dc.subject | Waste valorization | eng |
dc.title | Recuperação de cério e lantânio de soluções sintéticas e lixiviados utilizando carvões ativados obtidos a partir de matérias primas alternativas como adsorventes | por |
dc.title.alternative | Recovery of cerium and lanthanum from synthetic solutions and leachates using activated carbons obtained from alternative raw materials as adsorbents | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.description.resumo | A grande demanda por elementos terras raras (REEs, do inglês rare earth elements) tem
levado à busca por diferentes alternativas para obtê-los. Em particular, os elementos cério e
lantânio ganham destaque devido à sua ampla aplicação. Nesse contexto, o uso do fosfogesso
como uma fonte secundária desses elementos é considerado promissor. A literatura já vem
demonstrando que a lixiviação de REEs a partir de fosfogesso é possível. No entanto, os
REEs ainda devem ser recuperados desses lixiviados e, para essa finalidade, a adsorção é uma
alternativa com alto potencial. No que tange a adsorção, um dos aspectos mais relevantes é o
desenvolvimento de adsorventes eficientes e de baixo custo. O carvão ativado ainda é um dos
adsorventes mais amplamente utilizados por apresentar, principalmente, excelentes
propriedades texturais, além de poder ser obtido a partir de diversas matérias primas,
incluindo biomassa residual. Além de representarem uma matéria-prima barata, o uso de
biomassa residual para a produção de carvão ativado é uma boa alternativa para agregar valor
à mesma. Portanto, considerando o exposto acima, o objetivo do presente trabalho foi
produzir carvões ativados a partir de duas biomassas residuais alternativas, os resíduos da
vagem da soja e os resíduos da poda da videira, e aplicá-los como adsorventes para
recuperação de Ce(III) e La(III) de soluções sintéticas e lixiviados de fosfogesso. As análises
de caracterização mostraram que ambos os materiais produzidos apresentaram boas
propriedades texturais, com áreas superficiais de 614 m2 g-1 e 467 m2 g-1 para o carvão ativado
produzido a partir de vagem de soja e para o carvão ativado obtido a partir de resíduos de
poda da videira, respectivamente. Além disso, através da determinação do ponto de carga
zero, foi verificado que a superfície de ambos os materiais mantém carga negativa em uma
ampla faixa de pH. O carvão ativado obtido a partir de vagem de soja apresentou capacidades
máximas de adsorção de 107,7 mg g-1 e 127,2 mg g-1 para Ce(III) e La(III), respectivamente.
Já o material obtido de resíduos de poda da videira apresentou capacidades máximas de
adsorção de 48.45 mg g-1 and 53.65 mg g-1 para Ce(III) e La(III), respectivamente. Quanto ao
mecanismo de adsorção, preenchimento de poros, troca iônica e complexação de superfície
foram propostos como mecanismos dominantes. Por fim, ambos os carvões ativados
apresentaram um bom potencial de recuperação de Ce(III) e La(III) a partir de lixiviados reais
de fosfogesso. | por |
dc.contributor.advisor1 | Dotto, Guilherme Luiz | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5412544199323879 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Lütke, Sabrina Frantz | |
dc.contributor.referee1 | Mallmann, Evandro Stoffels | |
dc.contributor.referee2 | Netto, Matias Schadeck | |
dc.contributor.referee3 | Reis, Glaydson Simões dos | |
dc.contributor.referee4 | Cadaval Junior, Tito Roberto Sant’Anna | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/7269140313881870 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |