Evaluacion de la capacidad de adsorción de Nh4+ y metales pesados Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+y Mn2+ empleando zeolitas naturales y sinteticas

• Autor: Rodríguez Valdivia, Marcelo
• Formato: tesis doctoral
• Fecha de Publicación: 2017
• Institución: Universidad Nacional de San Agustín
• Repositorio: UNSA-Institucional
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:repositorio.unsa.edu.pe:UNSA/4515
• Enlace del recurso: http://repositorio.unsa.edu.pe/handle/UNSA/4515
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Intercambio catiónico; Zeolita; Energía de hidratación; Grado de remoción; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.07.01

Las zeolitas son aluminosilicatos cristalinos de elementos de los grupos 1 y 2. Su alto valor de capacidad de intercambio catiónico (CEC, cation exchange capacity) le confiere a las zeolitas una alta aplicabilidad en la industria com intercambiadores iónicos, además, pueden ser utlizadas como tamices moleculares y catalizadores. En el presente trabajo de Tesis se evaluó la capacidad de adsorción de zeolitas naturales: Clinoptilolita, originaria de la región de Cerdeña-Italia y Heulandita procedente de la región Puno-Perú. Además, se evaluó la capacidad de adsorción de la zeolita sintética NaP1 obtenida por conversión hidrotermal empleando un material volcánico procedente de la región Arequipa-Perú. Las pruebas realizadas con zeolita Clinoptilolita, evidenciaron diferentes grados de remoción determinando el siguiente orden: Pb2+> NH4+ >Cu2+> Cd2+> Zn2+> Mn2+> Ni2+. Esto depende del hecho de que el fenómeno de adsorción está influenciado por la densidad de carga, así como por la energía de hidratación y el radio iónico de los cationes. Las pruebas de desorción de cationes en agua, mostraron un grado decreciente o de reversibilidad siguiendo el orden siguiente Mn2+> Cu2+> Zn2+> Pb2+. Las pruebas realizadas con zeolita Heulandita sin tratamiento, revelaron un orden de selectidad de remoción que obedecen al siguiente orden: Pb2+ > Cd2+ > Cu2+ > Zn2+ > Mn2+ > NH4+. Este comportamiento depende del hecho de que el fenómeno de adsorción es influenciado por la densidad de carga, así como; por la energía de hidratación y el radio atómico de los cationes. Los resultados para el material zeolítico Heulandita tratada (ex.) con una solución 2N NaCl, mostraron que: Bajo las mismas condiciones de operación, el material tratado (ex.) ha demostrado ser más eficaz en la remoción de cationes metálicos que el material en su estado natural (sin tratamiento. Para una concentración de 1000 mg/L en la solución inicial; la remoción por el material tratado se incrementó en 32, 55, 47, 25, 53 y 42% para NH4+, Pb2+, Cd2+, Cu2+, Zn2+ y Mn2+ respectivamente en relación a lo presentado por el material sin tratamiento. Los resultados obtenidos en las pruebas realizadas utilizando combinación de cationes conteniendo Pb2+, Cu2+, Zn2+ y Mn2+, mostraron que: La remoción en miligramos por gramo del material zeolítico en su estado natural (sin tratamiento) sigue el orden siguiente: Pb2+ > Cu2+ = Zn2+ > Mn2+. El producto zeolítico obtenido luego de la transformación hidrotermal del material volcánico, evidenció una alta capacidad de intercambio catiónico (400 meq/100g.) y corresponde a la zeolita sintética del tipo NaP1. Su formación fue posible luego de un ataque químico con una solución NaOH 2.5M, a temperaturas próximas a 100°C y un tiempo de contacto sólido-líquido de 8 horas. Este material zeolítico exhibe una buena capacidad de intercambio para los cationes Pb2+, Zn2+, Mn2+ y NH4+.