Adsorción de Cobre (II) usando residuos de la molienda de coque metalúrgico

Abstract

RESUMEN : En este proyecto se utilizaron residuos de la molienda de coque metalúrgico con tamaños aproximados de 45 µm para cuantificar la capacidad de adsorción de iones Cu (II), empleando una solución de nitrato de cobre para ello. La experimentación para la adsorción se desarrolló mediante la activación química del coque utilizando KOH como agente activante en relación 3:1. Este estudio se centró inicialmente en la cinética de adsorción y las isotermas de adsorción en equilibrio, se estudiaron además los efectos del tiempo de contacto, el pH y la dosis de adsorbente, siendo a pH 8, tiempo de 2,5 horas y una dosis de 0,3 gramos donde se obtiene la máxima adsorción de cobre. Se utilizaron espectrofotometría UV-vis por el método de colorimetría utilizando amoniaco para cuantificar los iones Cu (II) residuales del proceso de adsorción. La cinética de adsorción se ajusta al modelo de Elovich, lo que indica que el proceso de adsorción sería una adsorción química en lugar de física. Para las isotermas de adsorción se utilizaron los modelos de Langmuir, Freundlich y Temkin, siendo el modelo de Freundlich el que presenta mejor ajuste. Para la caracterización del material se emplearon análisis de área superficial, microscopía electrónica de barrido SEM y análisis elemental EDS para analizar los efectos físicos en la estructura del coque metalúrgico después de su activación química, presentando un incremento en su capacidad de adsorción. La capacidad máxima de adsorción de iones Cu (II) es de 140,8 mg /g a temperatura de 24°C.

ABSTRACT : In this project, metallurgical coke grinding residues with sizes of approximately 38 µm were used to quantify the adsorption capacity of Cu (II) ions, using a copper nitrate solution for this. The experimentation for adsorption was carried out by means of the chemical activation of the coke using KOH as activating agent in a 3: 1 ratio. This study initially focused on adsorption kinetics and adsorption isotherms in equilibrium, the effects of contact time, pH and adsorbent dose were also studied, being at pH 8, time of 2.5 hours and a dose of 0.3 grams where the maximum copper adsorption is obtained. UV-vis spectrophotometry was used by the colorimetry method using ammonia to quantify the residual Cu (II) ions from the adsorption process. The adsorption kinetics conforms to the Elovich model, indicating that the adsorption process would be chemical rather than physical adsorption. For the adsorption isotherms, the Langmuir, Freundlich and Temkin models were used, the Freundlich model being the one with the best fit. For the characterization of the material, surface area analysis, SEM scanning electron microscopy and EDS elemental analysis were used to analyze the physical effects on the structure of metallurgical coke after its chemical activation, showing an increase in its adsorption capacity. The maximum adsorption capacity for Cu (II) ions is 140.8 mg / g at a temperature of 24° C.