Tratamento de efluentes de tingimento de ágatas contendo íon cianeto com reação modificada de Fenton e foto Fenton assistida por ultrassom

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Ambiental

Autores

Petry, V.M. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO) ; Mistura, C.M. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO) ; Gobbi, D.L. (UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO) ; Schneider, I.A.H. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL)

Resumo

O Rio Grande do Sul é responsável por parte da extração de geodos de ágatas do mundo. Essas ágatas passam por um processo de tingimento e devido a esse beneficiamento são gerados efluentes com toxicidade contendo íons cianeto advindos do uso do corante azul, este pode ser letal e também causador de inúmeros problemas nos recursos hídricos se for liberado sem o tratamento apropriado. Avaliaram-se alternativas para retirar a cor deste efluente. Realizaram-se tratamentos como: as reações de Fenton e foto Fenton modificadas, assistidas por luz ultravioleta (UV) e ultrassom. Assim quantificou-se a degradação da cor em soluções do composto hexacianoferrato (II) de ferro (III) em efluente simulado, atingindo a degradação de 53,12% da cor presente por foto Fenton assistido por banho de ultrassom.

Palavras chaves

POAs; efluentes líquidos; íons cianeto

Introdução

A ágata é um mineral largamente distribuído na crosta terrestre. No Brasil, o Rio Grande do Sul (RS) é o maior produtor atualmente e um dos maiores fornecedores de ágatas no mercado internacional (DNPM, 1998). A ágata é extraída na forma de geodos, os geodos com maior qualidade são exportados em estado bruto, os outros são lavados, parte é separada para a indústria cerâmica como corpos moedores, e parte segue as etapas do beneficiamento. As peças são cortadas em diversos formatos, lixadas utilizando abrasivos para retirar imperfeições, e então é feito o processo de coloração desejada. Já em empresas de pequeno porte, os pedaços de ágatas provenientes dos cortes e fraturamento são colocados em britadores do tipo mandíbula para a produção de fragmentos de ágatas com tamanhos menores. Então são tratadas com abrasivos de sílica para que aconteça o desgaste, e logo após são separadas, tingidas, lavadas e comercializadas (SILVA, PETTER e SCHNEIDER, 2005). A coloração artificial da ágata depende da introdução de corantes em seus poros ou que se tornem coloridas por efeitos de reações químicas posteriores. As ágatas, de um modo geral, são constituídas por finas camadas justapostas de sílica formando camadas ou faixas de variados aspectos (TUBINO, 1998). No entanto, o tingimento com a utilização de sais inorgânicos para a coloração das ágatas com fins ornamentais gera efluentes com carga poluente que deve ser tratada antes de ser lançada ao corpo receptor (MISTURA, ROSA e GOBBI, 2014). O íon cianeto presente nestes efluentes é tóxico de várias formas, pois bloqueia o transporte de oxigênio no metabolismo. No meio aquático, com o aumento de 10 °C na temperatura duplica ou até triplica sua ação letal (SCHNEIDER, 2009).

Material e métodos

A pesquisa foi realizada de forma experimental, analisando amostras de efluentes simulados contendo o corante composto por uma solução contendo cloreto de ferro (III) e uma solução de ferrocianeto de potássio. Para comparar a degradação da cor e definir o processo mais eficiente, utilizou-se uma determinação do comprimento de onda máximo de absorção da solução do efluente simulado em concentração de 0,01 g/L. Realizada uma curva padrão de referência deste corante para acompanhar colorimetricamente. Foram realizados processos de tratamento utilizando-se Processos Oxidativos Avançados (POAs) modificados e assistidos por ultrassom, Fenton e foto- Fenton. As amostras da solução de corante para tratamento e análise foram simuladas com uma concentração de 3,0 x 10⁵ mol/100 mL. Foram determinados os comprimentos de onda máximos de absorção para o efluente nas diluições adequadas. Para os processos POAs modificados, foram adicionados 10 a 30 mL de peróxido de hidrogênio (30 volumes m/m) e 0,02 g de catalisador sulfato ferroso amoniacal e o branco do método sem adição de efluente simulado. Com as diluições preparadas, para avaliação dos processos de Fenton e foto Fenton modificados (pH 7,0) utilizaram- se 1,5 L de efluente simulado e avaliado de tempo até 60 min. Transferiram-se 50 mL para frascos de vidro com tampa para aplicação do banho de ultrassom por 60 min., para a leitura por absorbância no espectrofotômetro foram retiradas alíquotas a cada 5 min. de reação. Amostras sem uso de ultrassom foram realizadas nas mesmas condições. Sempre sendo zerado com o branco do método, que foi realizado nos processos aplicados. Os tratamentos foram realizados em triplicata. A presença de peróxido de hidrogênio foi variada, os mesmos com e sem UV e banho de ultrassom.

Resultado e discussão

A curva padrão de avaliação da degradação da cor do efluente obteve valor de r² de 0,9996 na faixa de concentração estudada. No decorrer dos testes com a luz UV, pode-se observar um aumento de temperatura dos sistemas, passando de 20 para 65 ^oC. Os resultados apresentados na degradação da cor nos sistemas com ultrassom foram de 5,09% aos 35 min. depois houve estabilização, o sistema com peróxido de hidrogênio, em pH neutro, assistido por ultrassom com 5,31% aos 35 min., o sistema sem luz ultravioleta (Fenton) assistido por ultrassom com resultados de 27,81% aos 25 min. e o sistema com peróxido de hidrogênio, com luz UV (foto Fenton) assistido por ultrassom atingiu a degradação aos 35 min. de 53,12%. A quantidade de peróxido de hidrogênio com melhor resultado foi de 15 mL. Com os testes propostos, observou-se uma maior degradação ocorreu no sistema (foto Fenton modificado com pH 7,0) com adição do peróxido de hidrogênio com UV assistido pelo banho de ultrassom.

Conclusões

O trabalho propôs a remoção da cor dos efluentes de tingimento de ágatas contendo íons cianeto, tornando o efluente menos prejudicial. O sistema de POA utilizando-se reação de foto Fenton modificada com assistência de banho de ultrassom mostra-se uma forma eficiente de degradar a cor de efluentes contendo íons cianeto. Este processo tem a vantagem de não utilizar meio ácido, o que tornaria o efluente tóxico pela formação de ácido cianídrico. Nas condições dos testes, a cor do efluente simulado foi degradada.

Agradecimentos

A Universidade de Passo Fundo (UPF) pelo suporte financeiro na execução do projeto, ao CTPedras Soledade, RS, ao LTM e ao PPGE3M da UFRGS pela oportunidade de doutora

Referências

DNPM. Departamento Nacional de Produção Mineral. Ágatas do Rio Grande do Sul. Série Difusão Tecnológica, Brasília, 1998.
DUNBAR, K. R. and Heintz, R. A., "Chemistry of Transition Metal Cyanide Compounds: Modern Perspectives", Progress in Inorganic Chemistry, 1997, 45, 283-391.
MISTURA, C. M. ; ROSA, A.B. ; GOBBI, D. L. Tratamento de efluentes Industriais do Arranjo Produtivo Local (APL) de Pedras, Gemas e Joias. In: Alexandre Lazaretti Zanatta. (Org.). Soledade, RS. 1ed.Erechim, RS: GRAFFOLUZ, 2014, v. 1, p. 82-87.
SCHNEIDER, I. L. Modo alternativo de tratamento de efluentes com a presença de cianeto. 2009. 42 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Projeto Tecnológico) do Curso de Química Industrial – Instituto de Química, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.
SILVA, R.A., PETTER, C.O., SCHNEIDER, I.A.H., Avaliação da Perda da Coloração Artificial de Ágatas, XXI ENTMME, Anais do XXI Encontro de Tratamento de Minérios e Metalurgia, Natal, 2005.
TUBINO, L. C. Tratamento Industrial da Ágata em Bruto no Estado do Rio Grande do Sul, 1998. Dissertação (Mestrado), PPGEM, UFRGS, Porto Alegre, 1998.