Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-16T18:41:45Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ VANDERLEY DO NASCIMENTO SILVA - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2308601 bytes, checksum: 9f12a4c2a7b8abc9470ef017ee29755e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-16T18:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ VANDERLEY DO NASCIMENTO SILVA - TESE PPGEQ 2015..pdf: 2308601 bytes, checksum: 9f12a4c2a7b8abc9470ef017ee29755e (MD5) Previous issue date: 2015-02 / Capes / O aumento da produção industrial tem proporcionado à geração de efluentes aquosos contaminados com íons de metais pesados. Esses devem ser tratados antes de serem descartados no meio ambiente. Por este motivo é muito importante à utilização de processos para reduzir ou eliminar metais pesados presentes em efluentes industriais. Dentre os vários processos existentes, a adsorção apresenta grande eficiência na remoção de metais presentes em baixas concentrações. As argilas têm apresentado ótimos resultados em processos de adsorção de metais pesados, o que motiva a busca por argilas que possuam maior afinidade com cada tipo de metal. Neste trabalho as argilas naturais esmectiticas Chocobofe e Chocolate B proveniente do estado da Paraíba foram investigadas com o objetivo de avaliar sua afinidade e capacidade para remoção de cádmio, chumbo e zinco. Realizou-se, inicialmente, a caracterização das argilas pelas técnicas: Difração de Raios X; Análises químicas; Análises térmicas (diferencial e gravimétrica); Espectroscopia na região do infravermelho; Adsorção Física de Nitrogênio; Microscopia eletrônica de varredura e capacidade de troca de cátions. Depois de caracterizadas, as argilas foram avaliadas quanto a sua capacidade de remoção (qeq) e seu percentual de remoção (%Rem) para os metais (Cádmio, Chumbo e Zinco), presentes em efluente sintético, através de sistema de banho finito. De forma a se obter uma maior eficiência na remoção dos metais, foi realizado um planejamento fatorial 22 avaliando duas variáveis de entrada: concentração inicial de metais pesados (10, 30 e 50 ppm) e pH (3, 4 e 5), para determinar as melhores condições de trabalho, no qual se verificou que o pH= 5 e concentração inicial de 50 mg/g foram as condições que apresentaram melhores resultados alcançando Valores de 88,54-99,44% de percentagem de remoção e 3,36-4,43 mg/g de capacidade de remoção. A partir desses dados foram desenvolvidos estudos cinéticos e isotermas de equilíbrio que serviram de dados para avaliar a capacidade de adsorção das argilas com ajustes feitos através dos modelos de Langmuir, Freundlich e Redlich-Peterson. Os resultados dos testes cinéticos indicaram que o processo de remoção dos íons Cd2+, Pb2+ e Zn2+ pelas argilas se aplicam ao mecanismo do modelo de velocidade de pseudo-segunda ordem, sendo necessário um tempo de 10 minutos para alcançar o equilíbrio. Os modelos matemáticos adotados para a modelagem dos dados experimentais descreveram adequadamente a dinâmica da adsorção, produzindo isotermas teóricas com comportamento bastante próximos daqueles encontrados com as isotermas experimentais e que dos modelos utilizados, verifica-se que os modelos de Langmuir e Redlich-Peterson apresentaram melhor ajuste aos dados experimentais. A capacidade máxima de adsorção obtida pelas argilas Chocobofe e Chocolate B foram: 18,35 -21,88 mg. g-1 para o Pb2+; 10,0-11,20 mg. g-1 para o Cd2; 8,64-8,69 mg.g-1 para o Zn2, indicando uma seletividade das argilas em relação aos metais em estudo uma sequência de afinidade: Pb2+ > Cd2 > Zn2. Assim, os resultados experimentais indicaram que as argilas bentonitas podem ser utilizadas como adsorventes para a eliminação dos metais Cádmio, Chumbo e Zinco de aguas e efluentes contaminados por meio do mecanismo de adsorção. / The increase in industrial production has provided the generation of wastewater contaminated with heavy metal ions. These must be treated before disposal into the environment. For this reason it is very important to the use of processes to reduce or eliminate heavy metals from industrial effluents. Among the many existing processes, adsorption has great efficiency in the removal of metals present in low concentrations. Clays have shown excellent results in heavy metal adsorption processes, which motivates the search for clays having higher affinity with each type of metal. In this work the smectite clays natural Chocobofe and Chocolate B from the state of Paraíba were investigated in order to evaluate their affinity and capacity for the removal of cadmium, lead and zinc. Held, initially, the characterization of clays by techniques: X-ray diffraction; Chemical analysis; Thermal analysis (differential and gravimetric); Spectroscopy in the infrared region; Adsorption Nitrogen Physics; Scanning electron microscopy and capacity of cation exchange. After characterized the clays were evaluated for removal capacity (q and q) and its removal percentage (% Rem) to metals (cadmium, lead and zinc) present in synthetic wastewater through finite bath system. In order to achieve greater efficiency in the removal of metals a 22 factorial experimental design was conducted to evaluate two input variables: initial concentration of heavy metals (10, 30 and 50 ppm) and pH (3, 4 and 5) to determine the best working conditions, which revealed that the pH = 5 and initial concentration of 50 mg/g were the conditions that showed better results from 88.54 to 99.44% reaching values of percentage removal and 3,36- 4.43 mg/g of removability. From these data were developed kinetic and equilibrium isotherms that served data to evaluate the adsorption capacity of clays with adjustments made through the Langmuir, Freundlich and Redlich-Peterson. The results of the kinetic tests indicated that the removal of Cd2+ ions, Pb2+ and Zn2+ the clay are applied to the mechanism of the pseudo-second-order rate model, a time of 10 minutes is required to reach equilibrium. The mathematical models used to model the experimental data adequately describe the dynamics of adsorption, producing theoretical isotherms quite close to those found behavior with experimental isotherms and that of the models used, it appears that the Langmuir and Redlich-Peterson showed better fit to the experimental data. The maximum adsorption capacity obtained by clays Chocobofe and Chocolate B were 18.35 -21.88 mg. g-1 for Pb2+; 10.0 to 11.20 mg. g-1 for Cd2+; 8.64 to 8.69 mg.g-1 for Zn2+, indicating a selectivity of clays in relation to studying a metal affinity sequence: Pb2+> Cd2+> Zn2+. Thus, the experimental results indicate that the bentonite clays can be used as adsorbents for the removal of metals cadmium, lead and zinc contaminated water and effluent by adsorption mechanism.