Remoción de As(V) por nano-ferritas de cobalto de composición variable

A.L. LARRALDE; M. LAVIANI; M. DOS SANTOS AFONSO; E.E. SILEO

Buenos Aires

Congreso; AA 2015 II Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental II Congreso Nacional de la Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2015

Los procesos de adsorción combinados con separación magnética son usados en el procesamiento de minerales y más recientemente en el tratamiento de aguas contaminadas. En estos procesos se utilizan comúnmente la magnetita y las ferritas, mediante las cuales se han separado una amplia variedad de substancias tales como especies metálicas disueltas, material particulado y materiales orgánicos y biológicos. Dentro de las especies contaminantes, merece un particular interés el arsénico, ya que provoca la contaminación de variados y extensos acuíferos en diversas zonas del planeta.La sustitución de Fe-por-Me es fácilmente realizable en magnetita. Esta sustitución modifica la morfología y el tamaño de las partículas variando asimismo sus propiedades magnéticas e hiperfinas. Estos cambios influyen notablemente sobre las características de los procesos de adsorción de contaminantes y en los de separación magnética de los adsorbentes.Como parte de un estudio general sobre las propiedades de remoción de As por diversas ferritas de composición variable, se sintetizó una serie de muestras con diferentes contenidos de cobalto (Fe3-xCoxO4). Las muestras se prepararon por el método de co-precipitación en medio básico1, utilizando diferentes concentraciones iniciales de Co2+ (Co = 0; 5; 7,5; 10; 12,5%, donde Co = [Co]  100/[Co]+[Fe]).Los sólidos obtenidos se caracterizaron mediante análisis químico, microscopía electrónica de barrido (SEM), adsorción de N2 (método BET), difracción de rayos-X de polvo (DRX) y refinamiento de Rietveld. Sobre las muestras caracterizadas, se evaluaron las propiedades de adsorción de As(V) en función del pH del medio, determinándose cómo influye la sustitución en la capacidad de retención del contaminante.Las observaciones por microscopía electrónica (SEM) indicaron que, en todos los casos, se obtuvieron nanopartículas con diámetros en el intervalo 10 - 20 nm.Las mediciones de adsorción de N2 (método de BET) mostraron un aumento del área superficial específica con el incremento en la incorporación de Co, con áreas variando desde los 75 m2/g hasta los 115 m2/g. Todas las muestras presentaron isotermas de adsorción con formas correspondiente al tipo IV (IUPAC) e histéresis de tipo H1.Las medidas de difracción de rayos X (DRX) de polvo confirmaron la formación de la fase espinela en todas las preparaciones, y la presencia de una fase minoritaria (goetita) en la muestra MCo12,5. Los refinamientos de Rietveld demostraron que el parámetro de celda aumenta con la incorporación de Co.Las mediciones de la adsorción de As(V) indicaron que el equilibrio de adsorción se alcanza en aproximadamente 60 minutos de contacto. Las ferritas de cobalto mostraron una adsorción que duplica la de magnetita pura encontrándose un máximo en MCo10.