Adsorção de eteramina por Luffa Cylindrica lavada em batelada e em coluna de leito fixo visando o tratamento de efluentes de flotação

• Autor(a) principal: Jéssica Cristine da Silva Evangelista
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/51624; https://orcid.org/0000-0003-4347-6917
• topic: Luffa cylindrica; Eteramina; Adsorção; Águas residuais; Flotação; Engenharia de minas; Tecnologia mineral; Adsorção; Águas residuais; Bucha (Planta); Eteramina; Flotação

Eteraminas (EDA) são comumente utilizadas como reagente coletor de quartzo na concentração de minérios de ferro e outros, com ganga silicatada, por flotação. O reuso da água no processo mineral, bem como a qualidade dos corpos hídricos que recebem os efluentes, podem ser beneficiados com a remoção das aminas da fase líquida. Estudos sobre os impactos das eteraminas contidas nos efluentes do beneficiamento mineral ainda são escassos, mas devido à crise hídrica, impactos desconhecidos podem surgir do não tratamento desses efluentes. No presente trabalho a luffa cylindrica foi utilizada como biossorvente de eteraminas contidas em efluentes sintéticos de flotação por adsorção em batelada e em coluna de leito fixo. A preparação do biossorvente envolveu etapas de lavagem com a liberação dos extrativos medida pela DQO da água, sem controle de pH e temperatura. Em três estágios de lavagem de 60min, em corrente cruzada, a DQO foi reduzida de 217mg/L para 42mg/L no primeiro estágio e para 36mg/L no terceiro estágio. Para a escolha do sistema com desempenho e estabilidade experimental para os ensaios de adsorção em batelada, três configurações diferentes foram avaliadas: sistema de rolos, sistema de jarros (jar test) e agitador de frascos shaker, em temperatura de 26°C e agitações de 48; 76; 100; 150 e 180rpm, e concentrações de eteramina de 50 e 100mg/L, sem ajuste de pH. O agitador tipo shaker apresentou maior estabilidade e facilidade no manuseio, em velocidade de agitação de 150rpm. A adsorção utilizando razão adsorvente/solução de 4g/L alcançou o equilíbrio em 40min, com remoções de eteramina iguais a 71,5% e 58,8% para concentrações iniciais de eteramina de 50mg/L e 200mg/L, respectivamente. O efeito do pH a 22°C, para concentração inicial de EDA (eteramina) de 150mg/L e agitação a 150rpm em 2 horas para os pH’s 7,5; 8,5; 9,5 e 10,5 foi avaliado. Observou-se que o controle e mudança do pH de 7,5 para 9,5 proporciona um pequeno aumento da quantidade adsorvida, mas, um aumento subsequente prejudica levemente a adsorção. Nos ensaios cinéticos em batelada e medida indireta da concentração de EDA por Carbono Orgânico Total (COT), a capacidade de adsorção foi de 7,98mgCOT/g (Ci=50mg/L) e 22,47mgCOT/g (Ci=200mg/L) e o modelo cinético que melhor se ajustou foi o de pseudo segunda ordem. Os modelos de isotermas de adsorção de Freundlich, Redlich-Peterson e Sips apresentaram melhores ajustes aos dados experimentais, com coeficientes de correlação iguais a 0,9830, 0,9825 e 0,9824, respectivamente. Em sistemas de adsorção em coluna de leito fixo com 13mm de diâmetro e 25cm de altura, fração de ocupação do leito de 0,20-0,26 e porosidade acima de 60%, as curvas de ruptura foram bem representadas pelo modelo de Yan. Em pH 7,5 a 26°C, foram avaliados o efeito da altura do leito (5, 10, 15 e 20cm), vazão de alimentação (3,2; 8,9; 14,5 e 22,8ml/min), concentrações iniciais de EDA de 50mg/L e 150mg/L e taxas de aplicação superficial (2,411; 6,705; 10,924 e 17,177ml/cm².min). Observou-se que em maiores taxas de aplicação (17,177ml/cm².min) a coluna tende a um esgotamento mais rápido, entretanto verificou-se uma maior estabilidade do sistema utilizando taxas de aplicação mais baixas (6,705ml/cm².min). Alturas do leito de 15cm e 20cm e vazões de 8,9ml/min e 14,5ml/min propiciaram uma maior estabilidade operacional observada a partir de uma menor dispersão de resultados. De modo geral a razão C/Co na saída da coluna subiu rapidamente a valores próximos a 0,4, indicando uma adsorção rápida, mas que segue por períodos longos, antes da exaustão do leito. A partir dos resultados obtidos pode-se inferir que a adsorção em coluna, para eteraminas pela luffa cylindrica apresenta potencial de utilização para o tratamento de efluentes líquidos contendo concentrações residuais de amina.