Evaluación de la capacidad de remoción de plomo y cadmio en soluciones acuosas utilizando resinas de carbón mineral
Trabajo de grado - Pregrado
2019
Universidad de la Costa
In the present investigation, an alternative treatment for the removal of lead and cadmium from
aqueous solutions by means of an adsorbent material made from modified mineral coal
impregnated with carbon disulphide and sodium hydroxide was considered. The material used
was chemically characterized, the effect of pH on removal, adsorption kinetics (using Lagergren
and Ho and McKay models) and Langmuir and Freundlich isotherms were evaluated in order to
evaluate the adsorption capacity of modified coal. The results of the characterization of the coal
showed that it is of metallurgical type, for its high content of volatile material and low content of
Sulphur, as well as of ashes that makes it effective for the combustion and generation of energy.
Tests to evaluate the effect of pH on adsorption determined that the best removal of lead and
cadmium was at pH 6, for both materials, with adsorption percentages of 99.75 % and 99.85% for
lead and cadmium with modified carbon and 75% and 52.5 for lead and cadmium with
unmodified carbon. Kinetic studies indicated that the adsorption process reaches equilibrium in
100 minutes with 19.95 mg/g for lead and 19.94 mg/g for cadmium, following the kinetic model
of pseudo second order for both metals. The isothermal study showed that the adsorption of Lead
and Cadmium in the modified carbon is better suited to a Freundlich isotherm. In addition, a
laboratory scale application test was performed with industrial wastewater, where removal
percentages of 99.11% and 92% of cadmium and lead, respectively, were found. This
modification shows as a result a considerable increase in the adsorption of lead and cadmium
with respect to coal, which indicates that this adsorbent is favorable for the removal of heavy
metals. En la presente investigación se planteó un tratamiento alternativo para la remoción de plomo y
cadmio de soluciones acuosas por medio de un material adsorbente elaborado a partir de carbón
mineral modificado impregnándolo con disulfuro de carbono e hidróxido de sodio. Se caracterizó
químicamente el material utilizado, se evaluó el efecto del pH en la remoción, la cinética de
adsorción (utilizando los modelos de Lagergren y Ho y McKay) e isotermas de Langmuir y
Freundlich, con el fin de evaluar la capacidad de adsorción del carbón mineral modificado. Los
resultados de la caracterización del carbón mostraron que es de tipo metalúrgico, por su alto
contenido de material volátil y bajo contenido de azufre, así como de cenizas que lo hace ser
efectivo para la combustión y generación de energía. Los ensayos para evaluar el efecto del pH
en la adsorción determinaron que la mejor remoción de plomo y cadmio fue a pH 6, para ambos
materiales, con porcentajes de adsorción de 99.75 % y 99.85% para plomo y cadmio con carbón
modificado y 75% y 52.5 para plomo y cadmio con carbón sin modificar. Los estudios cinéticos
indicaron que el proceso de adsorción alcanza el equilibrio en 100 minutos con 19.95 mg/g para
plomo y 19.94 mg/g para cadmio, siguiendo el modelo cinético de pseudo segundo orden para
ambos metales. El estudio de isotermas mostró que la adsorción de Plomo y Cadmio en el carbón
modificado se ajusta mejor a una isoterma de tipo Freundlich. Además, se realizó una prueba de
aplicación a escala laboratorio con agua residual industrial, donde se encontraron porcentajes de
remoción de 99.11% y 92% de remoción de cadmio y plomo, respectivamente. Esta modificación
muestra como resultado un aumento considerable en la adsorción de plomo y cadmio con
respecto al carbón mineral, lo que indica que este adsorbente resulta favorable para la remoción
de metales pesados.
- Pregrado [1292]
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