Use of zeolite synthesized from coal ashl from Santa Catarina for removal of iron, manganese and methylene blue dye in water

Ano: 2018 | Volume: 13 | Número: 4

Autores: Jair Juarez João*; Walter Satiro Júnior; José Luiz Vieira

Palavras-chave: coal ashes, water purification, zeolite

Resumo Português:

As cinzas volantes de carvão, geradas em uma usina termelétrica, foram utilizadas para sintetizar zeólita por tratamento hidrotérmico com solução de hidróxido de sódio. A zeólita sintetizada foi utilizada como adsorvente de metais (Fe e Mn) e do corante azul de metileno em água. A caracterização da zeólita, mostrou que o óxido de silício é o principal composto na sua composição, seguido pelo alumínio, ferro, sódio e cálcio, que juntos correspondem a mais de 86% da sua composição. Estas foram utilizadas para investigar os parâmetros cinéticos de adsorção e a isoterma dos metais e do corante azul de metileno em soluções aquosas. Três modelos cinéticos, pseudo-primeira ordem, pseudo-segunda ordem e difusão intrapartícula foram utilizados para prever as constantes da taxa de adsorção. A cinética de adsorção do corante e dos metais seguiram a cinética de pseudo-segundo ordem e, atingiram o equilíbrio em 15 minutos com uma taxa de remoção 99% para os metais, independentemente do pH. Os valores das constantes de difusão (K2) para o ferro em pH 5, 7 e 8 foram 1,3158; 1,3881 e 0,6053 mg.g-1.min-1 e para o manganês 1,2511; 1,5239 e 1,4336 mg.g-1.min-1, respectivamente. Para o azul de metileno a taxa de remoção foi de 90% e o valor da constante (K2) foi de 0,5437 mg.g-1.min-1. Os estudos também mostraram a existência de diferentes estágios na adsorção dos metais e do corante azul de metileno em zeólita. Palavras-chave: cinzas de carvão, purificação de água, zeólita.

Resumo Inglês:

The fly ash of coal, generated in a thermoelectric plant, was used to synthesize zeolite by hydrothermal treatment with a sodium hydroxide solution. The zeolite synthesized was used as an adsorbent of metals (Fe and Mn) and of the methylene blue dye in water. The characterization of the zeolite showed that silicon oxide is the main compound in its composition, followed by aluminum, iron, sodium and calcium, which together correspond to more than 86% of its composition. These were used to investigate the kinetic parameters of adsorption and the isotherm of the metals and the methylene blue dye in aqueous solutions. Three kinetic models, pseudo-first order, pseudo-second order and intraparticle diffusion were used to predict adsorption rate constants. The adsorption kinetics of the dye and metals followed the pseudo-second order kinetics and reached equilibrium in 15 minutes with a 99% removal rate for metals, independently of the pH. The values ​​of the diffusion constants (K₂) for iron in pH 5, 7 and 8 were 1.3158; 1.3881 e 0.6053 mg.g^-1.min^-1 and for manganese 1.2511; 1.5239 and 1.4336 mg.g^-1.min^-1, respectively. For methylene blue, the removal rate was 90% and the constant (K₂) value was 0.5437 mg.g^-1.min^-1. The studies showed the existence of different stages in the adsorption of the metals and the methylene blue dye in zeolite.