Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ADSORÇÃO DO SULFATO DE COBRE UTILIZANDO CARVÃO ATIVADO GRANULADO PARA PLANEJAMENTO DELINEAR FRACIONÁRIO 25-2
AUTORES: Silva-junior, A.A. (UFPE) ; Bastos, A.M.R.S. (UFPE) ; Moraes, C.M. (UFPE) ; Andrade, S.A. (UFPE) ; Albuquerque, S.S.M.C. (UFPE) ; Benachour, M. (UFPE)
RESUMO: O objetivo foi otimizar o processo da adsorção do Cu2+ e do SO42-(Sulfato de Cobre
a 2%) utilizando o Carvão ativado granulado. Foi utilizado um planejamento
delinear fracionário 25-2, 8 ensaios. Com 3 variáveis independentes: Temperatura –
ambiente (-1) e 40ºC (+1) granulação - 1,41(-1) e 1,68 nm (+1) e tratamento – Sem
(-1) e Com (+1), o tratamento com ácido acético 10% e hidróxido de sódio 2%, para
Carvão ativado granulado. O melhor processo de adsorção para o Cu2+ (3,00 A) e
para o SO42- (0,90 A), ambos no ensaio 4 (processamento: Temperatura ambiente,
1,41 nm, com tratamento ácido acético 10% e hidróxido de sódio 2%) . O processo
mostrou-se bastante viável e econômico.
PALAVRAS CHAVES: Carvão ativado; Adsorção; Planejamento fatorial
INTRODUÇÃO: O Carvão ativado (AC) é o adsorvente mais utilizado no processo da adsorção
sendo considerado como mais eficiente para remover composto orgânico em solução
aquosa, é encontrado de dois tipos: carvão ativado em pó (PAC) e o granular
(GRA). O carvão ativado é o adsorvente mais utilizado para o tratamento e
purificação de águas residuárias de indústrias contendo metais pesados e tóxicos
(LYUBCHIK et al.,2004). A adsorção é um processo no qual um material se acumula
numa interface entre duas fases. A fase que adsorve é designada por adsorvente e
a substancia que é adsorvida é designada por absorbato. Dentre as várias
metodologias empregadas no tratamento de efluentes a adsorção desperta
interesse, por ser eficiente, de fácil aplicação, relativamente barata, passível
de recuperação do material adsorvido e regeneração do adsorvente (SOTO, et
al.,2011). Devido sua alta porosidade e área superficial (GARG et al., 2004).
As vantagens do uso de agro resíduo como adsorventes são: baixo custo, levando-
se em conta que muitos desses materiais são resíduos abundantes e até mesmo
inconvenientes para os locais onde são gerados, possibilidade de recuperação do
adsorvato, possibilidade de regeneração do adsorvente e eficiência (NURCHI &
VALLAESCUSA, 2008).
MATERIAL E MÉTODOS: O carvão ativado granulado foi triturado em liquidificador e levado para obter-
se medidas de granulação (1,41 e 1,68) na peneira de granulação. Usando um
planejamento delinear fracionário 25-2, com 8 ensaios, com 3 variáveis
independentes: Temperatura – ambiente (-1) e 40ºC (+1) granulação - 1,41(-1) e
1,68 nm (+1) e tratamento – Sem (-1) e Com (+1), o tratamento com ácido acético
10% e hidróxido de sódio 2%, para Carvão ativado granulado. Foram preparados
2000 mL de solução de sulfato de cobre a 2% para a adsorção. Para análise com
tratamento foi preparado 1000 mL de solução de ácido acético a 10%, usando para
cada ensaio 50 mL da mesma solução e com tempo de emersão de 30 minutos para
Carvão ativado granulado, depois seco a 105°C. As células de adsorção foram
preparadas com garrafas de 200 ml de suco natural, foram lavadas e cortadas, na
parte superior foi recortada à tampa e colocada uma tela (FSI-BNMO 200 µ 60X50),
foram utilizadas 8 células para realizar os ensaios. O processo de adsorção foi
realizado, todas as células foram numeradas de 1á 8 para identificação, para
pesagem foi utilizada a balança semi-analitica, para cada analise realizada foi
utilizado 50 mL de sulfato de cobre a 2% como filtrante, as analises com
aquecimento foi utilizado o banho maria e um termômetro para aferir a
temperatura, depois coletado e armazenado em potes de 50 mL e acondicionado a
5°C para análise em Espectrofotômetro UV-VISISVEL (UV-VIS spectrophotometer)
(marca Thermo Scientific e modelo Genesys 10s).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na otimização do processamento de adsorção do cátion Cu2+ e do ânion SO42-
(Sulfato de Cobre a 2%) utilizando carvão ativado granulado. Foi utilizando um
planejamento fracionário delinear 25-2, com 8 ensaios, com 3 variáveis
independente : Temperatura – ambiente (-1) e 40ºC (+1) granulação - 1,41(-1) e
1,68 nm (+1) e tratamento – Sem (-1) e Com (+1), o tratamento com ácido acético
10% e hidróxido de sódio 2%. A prova em branco à solução de sulfato de cobre a
2%, Cu2+ - 4,40 A e SO42- - 1,25 A, na leitura no espectrofotômetro UV-VISISVEL
(FIGURA 1). Os resultados para o Carvão ativado: Para o metal pesado (Cobre)
obteve 3,00 A e para o íon sulfato 0,90 A, ambos no ensaio 4, no processamento:
Temperatura ambiente,1,41nm (menor granulação do produto), tratamento com ácido
acético 10% e hidróxido de sódio 2% (FIGURA 2). Resultado similar ocorreu na
pesquisa com a casca de cupuaçu tem potencial como adsorvente de metais, com
adsorção para cromo VI maiores que 90%. Mesmo quando sem tratamento (MORATO,
SARAIVA & BASTOS, 2011). Neste processamento otimizado (ensaio 4) a economia
ocorreu no não aquecimento. Tornado o processo otimizado bastante viável e
econômico.
FIGURA 1
LEITURA DO SULFATO DE COBRE (2%) NO
ESPECTROFOTÔMETRO UV-VISISVEL.
FIGURA 2
OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ADSORÇÃO DO SULFATO DE
COBRE UTILIZANDO CARVÃO ATIVADO GRANULADO PARA
PLANEJAMENTO DELINEAR FRACIONÁRIO 25-2.
CONCLUSÕES: Nas condições que esta pesquisa foi realizada obtive-se os resultados: Carvão
ativado granulado: Para o metal pesado (Cobre) obteve-se 3,00 A e para o íon
sulfato 0,90 A, ambos no ensaio 4, no processamento: Temperatura ambiente,1,41nm
(menor granulação do produto), tratamento com ácido acético 10% e hidróxido de
sódio 2%, confirmando o carvão ativado como excelente absorvente. Os processos
mostraram-se bastante viáveis e econômicos.
AGRADECIMENTOS: Ao Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química –DEQ/UFPE.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: GARG, V.K., AMITA, M., KUMAR, R., GUPTA, R., “Basic dye (methylene blue) removal from simulated wastewater by adsorption using Indian Rosewood sawdust: a timber industry waste.” Dyes and Pigments 63, 243-250, 2004.
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LYUBCHIK,S.I,LYUBCHIK,A.I,GALUSHKO,O.L.,TIKHONOVA,L.P.,FONSECA,I.M.,LYUBCHIK, S.B., “Kinetics and thermodynamics of the Cr(III) adsorptionon the activated carbon from co-mingled wastes.” 242, 151-158, 2004.
MACEDO,J.S., COSTA JÚNIOR,N.B.,ALMEIDA,L.E.,VIEIRA,E.R.S.,CESTARI,
A.R., GIMENEZ, I.F. CARREÑO, N.L.., BARRETO, L.S.,”Kinetic and calorietric study of the adsorption of dyes on mesoporous activated carbon prepared from coco nut coir dust.” Journal of Colloid and Interface Science 298 (2006) 515-522.
MORATO, L. L. P.; SARAIVA, L. B.; BASTOS A. M. B., Caracterização e avaliação da casca do cupuaçu como adsorvente de metais, Anais da Iniciação Científica, 2011.
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SUD, D.; MAHAJAN, G.; KAUR, M. P. Agricultural waste material as potencial adsorbents for sequestering heavy metal from aqueous solutions– A review.
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