Cinética de biosorción de plomo y arsénico en carbón activado proveniente de la cascarilla de arroz.

Abstract

En este trabajo de investigación se realizó un estudio de la cinética de adsorción de plomo (Pb2+) y Arsénico (As3+) en carbón activado debido a la elevada contaminación que existe en efluentes tales como ríos o lagos. Estas aguas provienen de plantas industriales las cuales necesitan ser remediadas; por tal motivo se ha utilizado la cascarilla de arroz biomasa natural sometida a una serie de procesos tales como: trituración, molienda, tamizado y modificación química con ácido fosfórico (H3PO4) con una relación 1:5 e impregnación por una hora, posteriormente se hizo un lavado de neutralización de pH con agua desionizada y un previo secado en un estufa en donde se lo dejo enfriar para poder realizarle los análisis correspondientes a humedad y así pasar a una etapa de carbonización en una mufla a temperatura de 450oC por 30 minutos para la obtención del carbón en donde de igual manera se le realizo análisis de caracterización como cenizas totales para así determinar si es factible la biomasa carbonizada. Para la cinética de adsorción se realizaron experimentos en tipo batch (lote) en un reactor mecánico de laboratorio en donde se agitaron 3 soluciones sintéticas para plomo (II) y 3 soluciones sintéticas para arsénico (III) a 40 rpm de velocidad con tiempos de contacto con el carbón activado de 15 minutos al comienzo y luego de 30 minutos resultando un total de 270 minutos, a su vez se utilizaron recipientes de plástico en donde se varió la cantidad de biomasa a 2, 4 y 6 gr de carbón activo para el metal y semimetal utilizando la misma concentración, temperatura ambiente y controlando su pH este de 4,5. El análisis de los parámetros cinéticos se los determinó correlacionando los datos experimentales por medio de 2 modelos matemáticos conocidos el modelo de pseudo primer orden o Langergren y el modelo de pseudo segundo orden de los cuales el modelo que mejor se ajusto fue el de pseudo segundo orden el cual cierta correlación indicó que existió quimisorción demasiado rápida para el plomo y muy lenta para el arsénico. Además se determinó la velocidad inicial de adsorción que alcanzan este metal y semimetal en el carbón activado el cual especifica que existe una mayor velocidad inicial para plomo (II) esta de 8,694 mg/gr.min en comparación con la velocidad inicial del arsénico (III) que fue mas baja esta de 1,7706 (mg/gr.min).Las lecturas de la experimentación se las realizó por espectrofotometría de absorción atómica en un equipo Perkin Elmer 300 en donde quedó demostrada la disminución instantánea de las concentraciones iniciales del metal y semimetal en los primeros 15 minutos de haber comenzado la adsorción. En general se estableció que al utilizar agentes ácidos para la activación de superficies de biomasas tal cual se ha hecho con la cascarilla de arroz, mostrarán resultados muy favorables como por ejemplo: una alta capacidad de adsorción con respecto al tiempo; y que además esta capacidad de adsorción depende mucho de la concentración inicial y de la cantidad que se agregue de adsorbente.