Adsorción en 4-Na-Mica sintética y su producto de tratamiento mecánico

L. LORENZO; E. M. FARFÁN TORRES; P. NARANJO; R. M. TORRES SÁNCHEZ

mar del Plata

Congreso; V. Congreso Iberoamericano de Física y Química ambiental 2008; 2008

Univ. San MArtin, CNEA, FCEN UBA

El arsénico es uno de los contaminantes del agua potable más insidiosos por las consecuencias en la salud humana. En particular, en Argentina, está presente en las aguas subterráneas en cantidades superiores a las admitidas, en 15 de las 24 provincias. Su remoción del agua ha sido probada con materiales de bajo costo, en los cuales la presencia de Fe y Al parece ser definitoria. En sistemas naturales, diferentes arcillas y micas están relacionadas con los procesos de intercambio catiónico, ayudando en la remediación del suelo y agua contaminados con metales pesados. La capacidad de las micas naturales para su uso en remediación está limitada por su incapacidad de hinchamiento debido a la presencia de iones K+ en su intercapa. Sin embargo, la mica sintética (4-Na-Mica) obtenida partir de caolín, con alta capacidad de intercambio catiónico y su producto de tratamiento mecánico, donde la alteración de la estructura cristalina pone en evidencia los iones Al presentes, se postulan como competencia importante a las arcillas y/o óxidos de aluminio utilizados en remediación ambiental de metales pesados y metaloides, como el As. En este trabajo se caracterizaron: el caolín inicial, la 4-Na-Mica obtenida y su producto de tratamiento mecánico, mediante: DRX, SEM, determinación de superficie especifica, punto isoeléctrico y capacidad de intercambio catiónico. Se evaluó la capacidad de adsorción de As sobre las muestras de 4-Na-Mica sin y con tratamiento mecánico. El pH de la solución acuosa de As fue fijado en 7,5. Se estudió la cinética de adsorción utilizando una masa de 50 mg de adsorbente y una concentración de As de 550 ppb. Las sotermas de adsorción se obtuvieron variando las masas de adsorbente entre 10 y 450 mg, en contacto con una solución de As de 1650 ppb. Los resultados obtenidos muestran que ambos sólidos adsorben arsénico. Sin embargo, sus comportamientos son muy diferentes. La mica tratada mecánicamente adsorbe mucho más arsénico que su precursora, pero requiere tiempos de contacto de seis días para alcanzar su máxima capacidad de remoción, mientras que la 4-Na-Mica requiere 2 horas para alcanzar el equilibrio de adsorción. Esto puede deberse a que la mica molida presenta mayor cantidad de sitios de borde cargados negativamente. Estos sitios adsorben protones de la solución en forma lenta pero continua lo que produce un incremento continuo del pH de la solución. Teniendo en cuenta, que las especies de As presentes en solución para el pH de trabajo utilizado tienen carga negativa, podemos esperar que la 4-Na-Mica adsorba mayor cantidad de As por unidad de masa a tiempos cortos (<6 horas). A medida que el tiempo de contacto aumenta, la mica molida disminuye su carga y en consecuencia la repulsión electrostática, pudiendo adsorber una mayor cantidad de especies de As. Las capacidades de remoción obtenidas fueron 60,7% para la 4-Na-Mica y 96,5 % para la mica activada mecánicamente, mostrando la potencialidad para su aplicación en el tratamiento de aguas contaminadas con As.+ en su intercapa. Sin embargo, la mica sintética (4-Na-Mica) obtenida partir de caolín, con alta capacidad de intercambio catiónico y su producto de tratamiento mecánico, donde la alteración de la estructura cristalina pone en evidencia los iones Al presentes, se postulan como competencia importante a las arcillas y/o óxidos de aluminio utilizados en remediación ambiental de metales pesados y metaloides, como el As. En este trabajo se caracterizaron: el caolín inicial, la 4-Na-Mica obtenida y su producto de tratamiento mecánico, mediante: DRX, SEM, determinación de superficie especifica, punto isoeléctrico y capacidad de intercambio catiónico. Se evaluó la capacidad de adsorción de As sobre las muestras de 4-Na-Mica sin y con tratamiento mecánico. El pH de la solución acuosa de As fue fijado en 7,5. Se estudió la cinética de adsorción utilizando una masa de 50 mg de adsorbente y una concentración de As de 550 ppb. Las sotermas de adsorción se obtuvieron variando las masas de adsorbente entre 10 y 450 mg, en contacto con una solución de As de 1650 ppb. Los resultados obtenidos muestran que ambos sólidos adsorben arsénico. Sin embargo, sus comportamientos son muy diferentes. La mica tratada mecánicamente adsorbe mucho más arsénico que su precursora, pero requiere tiempos de contacto de seis días para alcanzar su máxima capacidad de remoción, mientras que la 4-Na-Mica requiere 2 horas para alcanzar el equilibrio de adsorción. Esto puede deberse a que la mica molida presenta mayor cantidad de sitios de borde cargados negativamente. Estos sitios adsorben protones de la solución en forma lenta pero continua lo que produce un incremento continuo del pH de la solución. Teniendo en cuenta, que las especies de As presentes en solución para el pH de trabajo utilizado tienen carga negativa, podemos esperar que la 4-Na-Mica adsorba mayor cantidad de As por unidad de masa a tiempos cortos (<6 horas). A medida que el tiempo de contacto aumenta, la mica molida disminuye su carga y en consecuencia la repulsión electrostática, pudiendo adsorber una mayor cantidad de especies de As. Las capacidades de remoción obtenidas fueron 60,7% para la 4-Na-Mica y 96,5 % para la mica activada mecánicamente, mostrando la potencialidad para su aplicación en el tratamiento de aguas contaminadas con As.