Estudo da adsorção de manganês em batelada e coluna de leito fixo utilizando zeólita sintética.

Abstract

Efluentes ricos em manganês, como os das indústrias extrativas, de vidro e cerâmicas, plantas de galvanização, entre outros, são considerados um problema ambiental devido principalmente ao seu poder toxicológico. O íon manganês é um poluente devido às suas propriedades organolépticas e é considerado um metal de difícil remoção devido à sua alta solubilidade sendo usualmente encontrado em efluentes na forma do íon divalente Mn2+. Diversos métodos de tratamento têm sido aplicados a esses tipos de efluentes com objetivo de enquadramento dos mesmos à legislação ambiental vigente. Uma dessas alternativas é a adsorção/troca iônica tanto em batelada como em colunas de leito fixo, particularmente quando a concentração de metais é baixa. Visando o tratamento de efluentes que contêm o íon manganês, o presente trabalho descreve a remoção do íon pelo processo de adsorção/troca iônica utilizando a zeólita faujasita e zeólita A como materiais adsorventes, dado que tais materiais possuem capacidade de adsorver e trocar cátions quando em contato com soluções ricas em metais. Foram realizados estudos cinéticos nas temperaturas de 25°C, 35°C, e 60°C para a zeólita faujasita, que revelaram uma alta taxa de remoção desde o início do contato entre a solução rica em manganês e a zeólita sendo que o equilíbrio foi atingido após percorridas 3 horas de experimento. Os dados experimentais se ajustaram melhor ao modelo de pseudosegunda ordem para adsorção do íon manganês na zeólita faujasita. Além disso, observou-se nesses experimentos que com o aumento da temperatura altas taxas de carregamento são obtidas e a partir do valor da energia de ativação calculada de 55,4KJ/mol tem-se indicação de que o processo de adsorção em questão é uma quimiossorção. O processo de adsorção do íon na zeólita faujasita foi bem descrito pelos modelos de Langmuir e Freundlich com carregamento máximo obtido igual a 10 mgMn2+/g-zeólita, enquanto para a zeólita A o melhor ajuste se deu pela isoterma de Langmuir com carregamento máximo obtido igual a 110 mgMn2+/g-zeólita. Os experimentos realizados em colunas de leito fixo foram desenvolvidos através da variação da vazão de alimentação do sistema, altura do leito adsorvente e concentração inicial de manganês na solução. Dentre os modelos utilizados para descrever o processo de adsorção em colunas de leito fixo o modelo de Thomas apresentou boa correlação com os dados experimentais para ambas as zeólitas. Pelo ajuste dos dados a esse modelo os valores de carregamento máximo foram obtidos e variaram de 0,3 mgMn2+/g-zeólita para a zeólita faujasita e 30 mgMn2+/g-zeólita para a zeólita A.