Estudo da adsorção de eteraminas de soluções aquosas pela bucha vegetal (Luffa Cylindrica) em sistema batelada

• Autor(a) principal: Karla Brandão Franco
• Data de Publicação: 2019
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/30282
• topic: Adsorção; Bucha vegetal; Luffa cylindrica; Eteraminas; Tratamento de efluentes; Reagentes residuais de flotação; Engenharia química; Adsorção; Flotação; Efluente - Qualidade; Reagentes para flotação

A flotação catiônica reversa é um processo de separação largamente aplicado na indústria mineral visando a concentração de minérios. Para o minério de ferro, a eteramina é um reagente utilizado com função de coletor e espumante, possibilitando a separação do quartzo da hematita, mineral-minério. Desde o rompimento da Barragem de Fundão, intensificou-se o questionamento sobre a toxicidade dos rejeitos e da fase líquida associada, além de outros reagentes utilizados no processamento mineral. A mitigação de impactos e biorremediação em caso de lançamento inadequado destes rejeitos em cursos d’água é de suma importância visando manter a qualidade e vida dos recursos hídricos. Adicionalmente, o tratamento de efluentes contendo eteraminas, para permitir o reuso de água no processo, pode elevar o desempenho ambiental na atividade mineral. Este trabalho teve como objetivo estudar a capacidade de remoção de eteraminas contidas em soluções aquosas sintéticas e soluções residuais da flotação de minério de ferro, através do uso da bucha vegetal (Luffa Cylindrica) com foco tanto no tratamento do efluente gerado de forma sustentável, quanto no desenvolvimento de biofiltros naturais para biorremediação. A bucha vegetal Luffa cylindrica foi preparada através do corte em pedaços de cerca de 3 cm, e lavada em três estágios a 25oC com água destilada. A liberação de orgânicos provenientes da lavagem da bucha foi medida através da demanda química de oxigênio (DQO). Ensaios de adsorção com soluções contendo 200 mg/L de eteramina e em diversas razões de massa de adsorvente/solução permitiram a escolha da condição de 4 g/L para o estudo. Variou-se o pH em 7,5; 9,5 e 11,0 e também as concentrações iniciais de eteramina tanto para os estudos cinético e termodinâmico quanto para determinação das isotermas de adsorção a 35oC. O efeito da presença de amido na solução também foi avaliado em ensaios de adsorção com um efluente proveniente de ensaios de flotação em escala de bancada foram realizados. A quantificação da amina foi realizada pelo método de extração com clorofórmio e análise colorimétrica com verde de bromocresol. A DQO também foi medida ao longo dos experimentos. Obteve-se uma remoção de até 95% da eteramina e uma capacidade máxima de adsorção de 41,02 mg/g em pH=9,5 e 35oC. O modelo cinético de pseudo-segunda ordem teve um ajuste de R2=0,993 a análise enquanto para pseudo-primeira ordem foi obtido R²=0,991 não sendo possível afirmar a etapa determinante da velocidade da reação, mas sendo descartada a quimissorção pela análise do modelo de Elovich que apresentou R² máximo de 0,988, inferior aos demais. Um tempo de equilíbrio de 60 minutos foi escolhido para os ensaios visando determinar as isotermas de adsorção. Os modelos de isotermas propostos por Freundlich e Temkin apresentaram ajustes gráficos bem similares fornecendo coeficientes de correlação iguais a R2=0,957 e R2=0,958, respectivamente. A curva no formato em S, somada aos resultados obtidos, indicou que ocorre a formação de multicamadas, com interação eletrostática entre as moléculas do adsorvato, que são favorecidas pelo aumento do pH e também pelo aumento da concentração de eteramina. O amido, usualmente utilizado como depressor na flotação, apresentou um resultado positivo na adsorção da eteramina. Entretanto, quando se utilizou o efluente da flotação realizada em escala de bancada, a remoção de eteramina caiu, e observou-se 61% de remoção em pH=11,0, 4 g/L de bucha vegetal, 35oC. O presente estudo apresenta resultados positivos e animadores considerando o uso de um insumo vegetal renovável, com possibilidade de incentivo a outros setores econômicos associado ao tratamento de efluentes e biorremediação de corpos d’água contendo reagentes residuais do processamento de minério de ferro quando a flotação é utilizada como método de concentração.