Síntese de novos adsorventes a partir de resíduos de pó de rocha vulcânica oriundos de mineradoras do Rio Grande do Sul/Brasil
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Data
2024-06-12Primeiro coorientador
Oliveira, Luis Felipe Silva
Primeiro membro da banca
Mallmann, Evandro Stoffels
Segundo membro da banca
Oliveira, Jivago Schumacher de
Terceiro membro da banca
Netto, Matias Schadeck
Quarto membro da banca
Vieira, Yasmin
Metadata
Mostrar registro completoResumo
A demanda por novos materiais para o tratamento de efluentes contaminados com
resíduos possui elevada relevância científica e econômica/industrial. Desta forma, este
trabalho buscou verificar o potencial de resíduos de pó de rocha vulcânica provenientes
da extração de rochas semipreciosas no estado do Rio Grande do Sul, Brasil, como
precursores na produção de novos adsorventes para remoção de corantes e íons metálicos
de efluentes ou água contaminada, e assim, dar um destino adequado e agregar valor a
esses resíduos. Os resíduos de pó de rocha vulcânica de Ametista do Sul (AME) e Nova
Prata (NP) foram os materiais de partida. Estes foram utilizados “in natura” ou
submetidos ao processo de ativação alcalina a 60 °C e fusão alcalina a 550 °C. A análise
das amostras iniciais por fluorescência de raios X (FRX) revelou que elas são compostas
principalmente por óxidos de alumínio, cálcio, ferro e silício, corroborando com a
presença de numerosas fases cristalinas observadas nos espectros de difração de raios X
(DRX). Além disso, pela análise de DRX das amostras sintetizadas, a fusão alcalina
mostrou-se mais eficiente que a ativação alcalina na dissolução das fases cristalinas e
consequentemente na formação da fase amorfa. Além disso, os testes de adsorção com
corantes verde ácido 16 (VA16) e vermelho ácido 97 (AR97) e íons Ag+
, Co2+ e Cu2+
indicaram a viabilidade da utilização de pó residual de rocha vulcânica como matériaprima para a produção de adsorventes ativados alcalinamente com hidróxido de sódio,
sendo que as amostras sintetizadas por fusão alcalina apresentaram melhores resultados
de capacidade de remoção e adsorção para todos os contaminantes utilizados no estudo.
Aplicando-se o delineamento composto central rotacional 22
(DCCR) pode-se perceber
que as variáveis independentes razão alcalinizante NaOH/rocha vulcânica (RV) e
temperatura influenciam consideravelmente as características e a síntese de materiais
adsorventes por fusão alcalina, o que por sua vez reflete nos resultados alcançados na
adsorção de contaminantes. Além disso, determinou-se que a temperatura de 550 °C, a
razão de massa NaOH(s.)/RV igual a 1 e a amostra precursora de Nova Prata (NP) foi a
rota de síntese mais satisfatória para obter altos valores de capacidade de adsorção (q, mg
g
-1
) e remoção (R, %) para os contaminantes estudados, bem como, a otimização das
características físicas do material. Os dados cinéticos de adsorção ajustaram-se ao modelo
matemático de pseudo-segunda ordem com adsorção rápida e o equilíbrio do processo foi
alcançado após 30 min para corantes e 40 min para íons metálicos. O modelo de Sips
mostrou-se adequado para representar as isotermas de adsorção de íons metálicos e do
corante AR97, enquanto o modelo de BET representou as isotermas do corante VA16.
Além disso, a adsorção do íon Cu2+(aq.), corantes VA16 e AR97 foi endotérmica,
enquanto a adsorção de Ag+
(aq.) foi exotérmica. Por fim, mesmo após numerosos ciclos
subsequentes de adsorção, a amostra NP.F manteve uma alta reutilização, sugerindo que
a amostra está qualificada para ser um adsorvente para remoção de contaminantes de
efluentes líquidos. Concluindo, o NP pode ser facilmente convertido em um adsorvente
inorgânico eficiente para corantes e metais.
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