Utilización de lodos rojos como adsorbentes

Abstract

[Resumen] El destino de los residuos constituye actualmente uno de los problemas más visibles y complejos de la sociedad. Entre los medios naturales, el agua es uno de los que necesitan una mayor y estrecha vigilancia en cuanto a su contenido en sustancias tóxicas, por lo que la eliminación de éstas es objeto de un interés científico creciente. La utilización de los óxidos de hierro en la depuración de aguas es un proceso bien conocido, ya que estos elementos poseen altas capacidades de adsorción de contaminantes. En las últimas décadas han recibido especial atención los materiales residuales de la industria metalúrgica, entre los que destacan los lodos rojos de bauxita generados en la producción de aluminio, los cuales tienen un alto contenido en óxidos de hierro y, debido a ello, excelentes propiedades adsorbentes. En el presente estudio se utilizan los lodos rojos para la adsorción de dos colorantes, azul de bromotimol y azul ácido 25, comúnmente empleados en la fabricación de tintes. Se evalúa la adsorción en función del pH del medio y se ajusta el proceso según los modelos teóricos propuestos por Langmuir y Freundlich. Debido a la dificultad en la utilización del lodo rojo como adsorbente ya que es un polvo muy fino, se desarrolla un material híbrido (perlas de quitosano con lodo rojo), con lo que se consigue inmovilizar al lodo rojo facilitando su manejo. Se estudia el proceso de adsorción en este material ajustándolo a los modelos teóricos y se estudia la cinética de adsorción. Se evalúa, la posibilidad de llevar a cabo reacciones de oxidación avanzada tipo Fenton, en el caso del azul de bromotimol, utilizando lodos rojos.

[Resumo] O destino dos residuos é na actualidade un dos problemas máis visibles e complexos da sociedade. Entre os medios naturais, a auga é un dos que precisan unha maior e estreita vixilancia en canto o seu contido en substancias tóxicas, polo que a eliminación das mesmas é obxecto dun interés científico crecente. O emprego dos óxidos de ferro na depuración de augas é un proceso ben coñecido, xa que estes elementos posúen altas capacidades de adsorción de contaminantes. Nas últimas décadas recibiron especial atención os materiais residuais da industria metalúrxica, entre os que destacan as lamas vermellas de bauxita xeradas na producción do aluminio, as cales teñen un alto contido en óxidos de ferro e, debido a elo, boas propiedades adsorbentes. No presente estudo utilízanse as lamas vermellas para a adsorción de dous colorantes, azul de bromotimol e azul ácido 25, comunmente empregados na fabricación de tintes. Evalúase a adsorción en función do pH do medio e axústase o proceso según os modelos teóricos propostos por Langmuir e Freundlich. Debido a dificultade na utilización das lamas vermellas como adsorbente xa que é un po moi fino, sintetízase un material híbrido (perlas de quitosano e lamas vermellas), co cal se consegue inmobilizar as lamas vermellas facilitando o seu manexo. Estúdase o proceso de adsorción neste material axustándoo os modelos teóricos e estúdase a cinética de adsorción. Evalúase a posibilidade de levar a cabo reaccións de oxidación avanzada tipo Fenton, no caso do azul de bromotimol, empregando lamas vermellas.

[Abstract] Nowadays the fate of wastes is one of the most visible and complex problems of the society. Among the natural media, water needs a higher and closer attention of its content in toxic substances. Due to this fact, the elimination of these pollutants has an increased scientific interest. Water purification with iron oxides is a well-known process because of its efficiency in contaminant sorption. In the last decades, the waste materials of metallurgical industry have received great attention. Red muds of bauxite, a waste of aluminium production, show excellent sorbent properties due to their high content of iron oxides. In this study the red mud is used to sorb two colorants, bromothymol blue and acid blue 25, commonly used in the manufacture of dyes. The sorption is evaluated depending on the pH of the medium and the data are fitted according to the theoretical models proposed by Langmuir and Freundlich. Red mud is a very fine powder, so a hybrid material was developed (chitosan and red mud beads) to solve problems appearing during sorption experiments. The sorption is studied with this hybrid material using the theoretical models. Kinetic studies were also developed. Finally, Fenton-like oxidation of bromothymol blue using red mud as catalyst is studied.