Caracterização e estudo do mecanismo de sorção de fluoretos em carvão de osso

• Autor(a) principal: Elbert Müller Nigri
• Data de Publicação: 2016
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ACMHHX
• topic: Sorção de flúor; Processos contínuos; Carvão de osso; Regeneração; Processos em batelada; Tecnologia mineral; Engenharia de minas; Fluoretos

A sorção de fluoretos em carvão de osso foi investigada neste estudo em processos batelada (shaker e rolling bottle) e em colunas. Foi avaliada a capacidade de sorção do carvão de osso na presença de íons concorrentes e em água subterrânea simulada. Os compostos, cloreto de alumínio (AlCl3), cloreto de cálcio (CaCl2), cloreto de magnésio (MgCl2), hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e cloreto férrico (FeCl3) foram utilizados para alteração superficial do carvão de osso e, possíveis variações em sua capacidade de sorção foram analisadas. Ensaios de regeneração química utilizando soluções de hidróxido de sódio (NaOH) e ácido clorídrico (HCl) e ensaios de regeneração térmica também foram conduzidos. Os resultados sugerem que o carvão de osso pode ser utilizado como sorvente na retirada de fluoretos, apresentando capacidade máxima sortiva de 6,77mg/g em batelada. As análises de amostras nas suas diversas etapas no decorrer do estudo mostraram que o elemento flúor se inseriu na estrutura da hidroxiapatita (HAP) presente no carvão, formando HAP fluoretada, comprovando ser este um dos métodos de remoção de fluoretos por carvão de osso. Sobre os processos regenerativos estudados, a regeneração química com NaOH mostrou-se promissora, com capacidade máxima sortiva de 4,27 mg/g para o carvão regenerado em processos descontínuos. Além disso, o carvão de osso pôde ser regenerado com NaOH por cinco ciclos em processos contínuos. O tratamento térmico proporcionou aumento da cristalinidade do carvão e propiciou a migração de fluoretos da superfície do carvão para seu interior. Íons cloreto, sulfato e nitrato em solução, separadamente, não afetaram a capacidade de sorção de fluoretos por carvão de osso, enquanto que íons carbonato e bicarbonato afetaram negativamente, reduzindo a capacidade de sorção em cerca de 70 e 30%, respectivamente. A sorção de fluoretos em água subterrânea sintética por carvão de osso também não se alterou, quando comparada à água destilada utilizada nos ensaios. Finalmente, nos experimentos em coluna, o modelo de Yan apresentou melhor ajuste para previsão da curva de ruptura.