Cinética de adsorção dos íons Al (III), Pb (II) e Mn (II) de soluções aquosas usando como adsorvente hidroxiapatita/magnetita

Abstract

Atualmente, a contaminação de corpos hídricos por metais provenientes da disposição inadequada de efluentes industriais é um dos problemas ambientais mais relevantes e preocupantes. O artigo evidencia os metais alumínio, chumbo e manganês que são encontrados em efluentes de indústrias siderúrgicas, metalúrgicas e mineradoras de carvão. O tratamento de efluentes que contenham esses metais pode ser realizado por diversos métodos e a adsorção tem se destacado como uma técnica altamente eficiente e de baixo custo. Como adsorvente, o compósito hidroxiapatita/magnetita vem sendo estudado e foi utilizado neste trabalho. O objetivo é estudar a cinética de adsorção de uma solução mista de íons de alumínio (Al), chumbo (Pb) e manganês (Mn) e poder avaliar a capacidade do compósito em remover simultaneamente os metais de soluções aquosas. A hidroxiapatita/magnetita foi caracterizada por meio dos ensaios de Espectroscopia de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) e potencial de carga zero (PCZ). O ensaio cinético foi realizado em batelada num shaker onde variou-se o tempo (5, 10, 15, 20, 30, 60, 150 e 240 min) de contato entre o adsorvente e a solução mista de metais. O sobrenadante foi analisado e quantificado via espectrometria de emissão óptica por plasma acoplado indutivamente. Os resultados do FTIR do compósito hidroxiapatita/magnetita mostram que o núcleo magnético constituído por magnetita (Fe3O4) foi completamente encapsulado pela hidroxiapatita [(Ca10(PO4)6(OH)2)]. A determinação do ponto de carga zero mostrou que o compósito tem a capacidade de adsorção favorecida em meios que o pH > 2,6. A superfície do compósito é coberta por carga negativa e favorece a adsorção dos íons metálicos. Diante dos modelos estudados: pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem, Elovich e Weber e Morris, as análises direcionam para a modelagem de pseudo-primeira ordem. No estudo dos parâmetros que medem o grau de ajuste do modelo cinético, verifica-se que os valores do coeficiente de determinação, R2, foram iguais a 0,87490, 0,96047 e 0,79248 para adsorções respectivas do Al, Pb e Mn. Os valores do termo erro T(erro) foram respectivamente do Al, Pb e Mn: 0,90851, 0,49382 e 0,12839. Esses dados revelam uma expressiva adequação do modelo de pseudo-primeira ordem com taxa de remoção no equilíbrio de 80, 90 e 60 % para o respectivamente o Al, Pb e Mn.