Avaliação da remoção mono e multicomponente de Cu, Zn e Ni em argila bentonita nacional

Autor: Sebok, Carlo de Faria
Přispěvatelé: Silva, Meuris Gurgel Carlos da, 1955, Bruns, Roy Edward, Silva, Edson Antonio da, Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Química, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Rok vydání: 2021
Předmět:
Zdroj: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)
instacron:UNICAMP
DOI: 10.47749/t/unicamp.2007.393723
Popis: Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica Resumo: O crescente desenvolvimento tecnológico no meio de produção leva, inevitavelmente, à geração de resíduos que crescem em proporção e toxicidade à medida que a complexidade desses processos aumenta. Os metais pesados, em particular, por serem elementos altamente tóxicos e praticamente indestrutíveis, sob o ponto de vista químico, podem, em baixíssimas concentrações, ser prejudiciais tanto ao meio quanto à saúde humana em curto, médio ou longo prazo. Com o intuito de contribuir na área de tecnologia ambiental, o presente trabalho visou analisar a influência das misturas de metais de níquel, zinco e cobre, no processo de adsorção, com argila nacional em leito fixo. A argila do tipo bentonita, que se constitui em resíduo de mineração, proveniente da mineradora São Jorge de Ipubi em Pernambuco, foi utilizada como adsorvente no processo. O material foi preparado em dimensões adequadas à. fluídodinâmica do sistema e submetido à calcinação a 500°C, a fim de garantir estabilidade estruturai para operação em leito fixo. Ensaios de adsorção monocomponente foram realizados, de modo a analisar a concentração inicial e vazão, usando argila de 3,38mm de diâmetro médio de partícula. Foi feito então um estudo de mistura ftxando-se a vazão de alimentação em 5mL/min e o diâmetro médio de partícula em 0,545mm. Os ensaios foram inicialmente monocomponente a 90 ppm seguidos por misturas binária e ternária com concentração total de 90 ppm. A quantidade de adsorção total (Q) das misturas foi avaliada até o volume de solução necessário para a saturação na condição monocomponente. Efeitos de interação das misturas foram avaliados quanto a Q, Qy (quantidade útil de remoção) e ZTM (zona de transferência de massa). Em todos os casos a argila estudada apresentou maior afinidade em mistura na ordem: Cu>Zn>Ni. Foram propostos e avaliados modelos para ajuste de Qs Qu e ZTM, nas condições de mistura exploradas experimentalmente, tendo sido altamente preditivos para Q e Qu. No caso da ZTM houve forte evidência de ocorrência de falta de ajuste apesar da menor preditividade Abstract: Continuous technological development leads inevitably to residue generation. These grow in volume and toxicity as the increase of industrial processes complexity grow. Due to their high toxicity and non biodegradability, heavy metals specifically can, in extremely low concentrations, be harmful to human health and the environment under any type of exposure. This research analyzed the influence of Nickel, Zinc and Copper mixtures in a fixed bed bentonite adsorption process and gathered new data for a greater understanding of this technology. Bentonite supplied from São Jorge of Ipubi's mine was used for the adsorption tests. It was prepared and classified in order to fit the fluid dynamic process. Heat treatment was found necessary to assure physical stability on the fixed bed set. Single component ionic metal adsorption study was carried out with 3.38 mm grain size bentonite to evaluate the feed flow and initial concentration influence on the metal removal. A mixture design was then set with feeding flow fixed at 5 mL/min and clay mean diameter at 0.545 mm. In mixture design experiments 90 ppm initial concentration single component solutions were done followed by 90 ppm total initial concentration of binary and tertiary multicomponent experiments. Total metal removal (Q) was calculated based on the metal volume required for clay saturation on the single component metal experiments. Binary and tertiary interactions were evaluated as well as the effects of metal mixtures on Q, Qu (breakthrough removal) and ZTM (mass transfer zone). In all cases bentonite pointed out greater affinity in mixture conditions following the order: Cu>Zn>Ni. Models were proposed and evaluated to fit the effects of the mixture conditions over the response variables evaluated (Q, Qu and ZTM) and a high predictability was found for Q and Qu- ZTM, despite presenting a lower predictability compared to the other two had no lack of fit whatsoever Mestrado Engenharia de Processos Mestre em Engenharia Química
Databáze: OpenAIRE
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