Adsorción de iones Ni(II) sobre una arcilla bentonítica peletizada Adsorption of Ni(II) ions on pellets of benthonitic clay Adsorção de iões Ni(II) em grânulos de argila bentonita

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Date
Authors
Mejía Miranda, Carlos
Laverde, Dionisio
Avella, Verónica
Peña Ballesteros, Darío Yesid
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Publisher
Universidad Industrial de Santander
Abstract
Description
The presence of metal ions in wastewater generates a toxic effect on marine ecosystems and public health. Clays are naturally occurring materials with high adsorption capacity, low cost, practical for implementation in industrial scale for the removal of metal ions. Its implementation is limited to the development of alternatives to the use of these clays on a large scale and continuous processes. Pelletizing clays can be used in fixed bed columns. In this work the kinetics of adsorption of nickel ions on a benthonitic pelletized clay was evaluated. The extrudes were prepared by wetting the clay with a solution acidified with nitric acid at 2 %v. The proportion of clay / aqueous solution volume was 2:1. The adsorption kinetics of Ni(II) a pseudo second-order model is adjusted. The kinetic constants of the fitted model were 2.792x10-3, 8.085x10-4 and 6.292x10-4 g/mg.min and reaction temperatures for 25, 45 and 60 °C, respectively. From the lineation of Arrhenius activation energy and frequency factor for the reaction of adsorption of nickel ions onto bentonite clay was determined to be 29.58 kJ/moland 507.15 g/mg.min, respectively. The magnitude of the activation energy indicates that the controlling step in the adsorption is the chemisorption of the nickel ions on the clay surface.
A presença de íons metálicos em águas residuais gera um efeito tóxico sobre os ecossistemas marinhos e de saúde pública. Argilas são materiais naturais com alta capacidade de adsorção, de baixo custo, práticas relativas à aplicação em escala industrial para a remoção de íons metálicos. A sua aplicação é limitada para o desenvolvimento de alternativas à utilização de uma destas argilas em processos contínuos em grande escala e. Grânulos de argila podem ser utilizados em colunas de leito fixo. Neste estudo a cinética de adsorção de iões de níquel sobre grânulos de argila bentônicos foi avaliada. Os extrudados foram preparados por molhar a argila com uma solução acidificada com ácido nítrico a 2%v. A proporção da solução aquosa de argila / volume era de 2:1. A remoção de iões de níquel 20, 40, 100 e 160 minutos a temperaturas de 25, 40 e 60 °C, foi avaliada. A cinética de adsorção de Ni (II) a um modelo de pseudo-segunda ordem foi ajustado. As constantes cinéticas do modelo foram 2,792x10-3, 8,085x10-4 e 6,292x10-4 g/mg.min a temperaturas de reacção 25, 45 e 60 °C, respectivamente. A partir do traçado da energia de activação de Arrhenius e a equação factor de frequência para a reacção de iões de níquel de adsorção em argila de bentonite foi determinada como sendo 29,58 kJ/mol e 507,15 g/mg.min, respectivamente. A magnitude da energia de activação indica que o passo de controlo é a adsorção em quimissorção os iões de níquel sobre a superfície da argila.
La presencia de iones metálicos en aguas residuales genera un efecto tóxico para ecosistemas marinos y la salud pública. Las arcillas son materiales naturales con alta capacidad de adsorción y de bajo costo, viables para su implementación a nivel a industrial para la remoción de iones metálicos. Su implementación está limitada al desarrollo de alternativas para la utilización de estas arcillas a gran escala y en procesos continuos. La peletización de las arcillas permite su utilización en columnas de lecho fijo. En este trabajo se evaluó la cinética de adsorción de iones níquel sobre una arcilla bentónica peletizada. Los extrudados se prepararon por humectación de la arcilla con una solución acidificada con ácido nítrico al 2 %v. La proporción en volumen arcilla/solución acuosa fue 2:1. Se evaluó la remoción de iones níquel a 20, 40, 100 y 160 minutos y temperaturas de 25, 40 y 60 °C. La cinética de adsorción de Ni(II) se ajustó a un modelo de pseudo segundo orden. Las constantes cinéticas del modelo fueron 2,792x10-3, 8,085x10-4 y 6,292x10-4 g/mg.min para las temperaturas de reacción 25, 45 y 60 °C, respectivamente. A partir de la lineación de la ecuación de Arrhenius se determinó la energía de activación y el factor de frecuencia para la reacción de adsorción de iones níquel sobre arcilla bentonítica, siendo 29,58 kJ/moly 507,15 g/mg.min, respectivamente. La magnitud de la energía de activación indica que la etapa controlante en la adsorción es la quimisorción de los iones níquel sobre la superficie de la arcilla.
Keywords
Nickel, Adsorption, Bentonite, Clays, Kinetic., Níquel, Adsorción, Bentonitas, Arcillas, Cinética., Níquel, Absorção, Bentonite, Argilas, Cinética.
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