Remoção de chumbo em coluna de leito fixo utilizando zeólita natural clinoptilolita

Resumo

Neste trabalho foi estudada a remoção do íon chumbo pela zeólita natural Clinoptilolita. Este estudo foi realizado em coluna de leito fixo construído em acrílico nas dimensões de 13,3 cm de altura e 1,4 cm de diâmetro interno. Determinaram-se então as condições operacionais que minimizam as resistências difusionais, para isso foram realizados ensaios variando vazões entre 10 e 50 mL/min. A análise de parâmetros como comprimento da zona de transferência de massa e capacidade da coluna indicaram que nas vazões estudadas, 20 mL/min é a melhor condição. O estudo de pH foi feito visando à determinação da faixa de valores na qual não ocorresse a precipitação do chumbo, a quantidade mínima de precipitação ocorreu em pH entre 3,0 e 5,0. Foi feita a avaliação da melhor condição de concentração inicial de chumbo e vazão de alimentação, utilizando a técnica de planejamento experimental 22 com 3 pontos centrais, com o objetivo de se obter a melhor condição de remoção. Dentro das faixas estudadas, apenas a concentração foi significativa. O modelo obtido pela metodologia de superfície de resposta, nas faixas de estudo, mostrou-se estatisticamente significativo e preditivo com 98,9% de confiabilidade. A capacidade máxima da zeólita para remover chumbo foi estimada em 200,54mg de Pb/g de zeólita. Palavras-Chave: adsorção, chumbo, zeólita, leito fixo. ABSTRACT This work investigated the removal of lead ion using natural zeolite clinoptilolite. The study was done using a cylindrical fixed bed column built in acrylic with a height of 13.3 cm and an internal diameter of 1.4 cm. Experimental assays were carried out varying the liquid flow rate from 10 to 50 mL/min to determine the optimum operational conditions which minimizes diffusion resistance. Length of mass transfer zone and column capacity analyzed indicated that the best flow rate was 20 mL/min among the conditions studied. In order to determinate the pH range at which minimized lead precipitation occurs a pH variation study was developed. The minimum amount of precipitation occurred in pH levels from 3.0 to 5.0. Operating conditions for the maximal lead ion removal were determined using the factorial design and response surface techniques. The variables under investigation were lead initial concentration and feeding flow rate. In the range of values studied, only the variable concentration was found significant. The model obtained by surface methodology was statistically significant and predictive with 98.9% of confidence. The zeolite maximal capacity of lead ion removal was predicted by the model at 200.54 mg of Pb/g de zeolite. Keywords: adsorption, lead, zeolite, fixed bed.