Estudio de la adsorción de As(V) en régimen batch y en continuo, empleando hidroxiapatita bovina como material adsorbente,

L. B. MELITÓN; J. PELLEGRINI; J. I. GARCÍA; L. CERCHIETTI ; S. BOEYKENS; A. BERALDI; A. OZOLS; J. P. DE CELIS

Buenos Aires

Jornada; Jornada Interdisciplinaria de Aplicaciones de Fenómenos de Superficie; 2019

Facultad de Ingeniería UBA

Se estudió la factibilidad de emplear hidroxiapatita bovina como material adsorbente de As(V)presente en soluciones acuosas modelo.Las características del material fueron determinadas mediante las técnicas de EspectrofotometríaInfrarroja por Transformada de Fourier (FTIR), las isotermas de adsorción de nitrógeno según elmétodo convencional BET [1,2], y la Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). En los espectrosinfrarrojos, se pudieron apreciar señales características de la hidroxiapatita [3]. En las micrografíasSEM se destacó la presencia de partículas de tamaño diferente, de forma irregular con bordessuaves, y superficies muy lisas para una resolución de 2 µm. Estos hechos, sumado a los valoresrelativamente bajos de superficie específica de BET (1,5 m2.g-1) y de volumen total de poros (4,4.10-3m3.g-1) obtenidos, daría indicio de que se trataría de un material esencialmente no poroso.La adsorción fue estudiada tanto en régimen discontinuo como continuo. Las concentracionesiniciales de las soluciones se encontraron en el rango que va de los 2 a los 9 mg.L-1de As(V).Se llevaron a cabo ensayos batch de soluciones acuosas de contaminante, con el materialadsorbente en cuestión. La cantidad de soluto removida se calculó a partir de las diferencias deconcentración entre la solución inicial y la remanente. El método de valoración de As empleado fue lade Fluorescencia de Rayos X con Geometría de Reflexión Total (TXRF). A fin de definir una dosisóptima de sólido a emplear (1,0 g por cada 50 mL de solución) se desarrolló una curva dedosificación. Las condiciones de equilibrio fueron estudiadas a través de la elaboración de lasisotermas de adsorción, las cuales fueron representadas mediante siete modelos diferentes: tres dedos parámetros (Langmuir, Freundlich, y Temkin), y cuatro de tres parámetros (Redlich-Peterson,Radke-Prausnitz, Sips, y Toth) [4,5]. El ajuste más satisfactorio fue el brindado por el modelo deisoterma de Freundlich. El análisis de la influencia del tiempo sobre la capacidad de remoción delsistema se realizó llevando a cabo estudios cinéticos [6,7]. En este caso, cuatro modelos fueron EJE 1 ? AMBIENTE21utilizados: Lagergren, Ho, Órdenes Combinados, y Elovich, resultando este último el más satisfactoriopara representar los datos experimentales.Además, se estudió el desempeño del material adsorbente en régimen de flujo continuo, mediante eldesarrollo de ensayos de adsorción en columna rellena de lecho fijo. Para caracterizar la fluidodinámica a través del lecho, se realizó un ensayo de estímulo-respuesta [8,9], utilizando un lechoinerte y perturbándolo con un escalón de determinada concentración de As. El análisis de datosconsistió en el cálculo del tiempo medio de residencia y la aplicación del modelo de dispersión axial.Luego, se procedió estudiar la capacidad de adsorción de la columna rellena de hidroxiapatita,desarrollando una curva de ruptura. A través de ella, se determinó la masa de As(V) total adsorbida;se aplicaron los modelos de Thomas, Bohart-Adams, y Yoon-Nelson para describir el sistema. Seestimó el tiempo transcurrido hasta alcanzar el punto de ruptura, característico de estos ensayos [10].Los tres modelos resultaron ser igualmente adecuados para describir el sistema.