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Título: Análise da utilização de cerâmica vermelha como adsorvente na remoção de fósforo em solução aquosa
Título(s) alternativo(s): Analysys of the utilization of ceramic residue adsorbents for the removal of phosphorus from aqueous solution
Autor(es): Gava, Gabriel Henrique
Orientador(es): Passig, Karina Querne de Carvalho
Palavras-chave: Adsorção
Fósforo
Cerâmica
Resíduos industriais
Alimentos - Medidas de segurança
Termogravimetria
Engenharia civil
Adsorption
Phosphorus
Pottery
Factory and trade waste
Food - Safety measures
Thermogravimetry
Civil engineering
Data do documento: 4-Jul-2018
Editor: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Câmpus: Curitiba
Referência: GAVA, Gabriel Henrique. Análise da utilização de cerâmica vermelha como adsorvente na remoção de fósforo em solução aquosa. 2018. 77 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.
Resumo: Diante do escasseamento das reservas naturais de fósforo, neste trabalho foi avaliada a utilização de cerâmica vermelha como adsorvente alternativo de baixo custo. A escolha por este resíduo se dá pela possiblidade de conferi-lhe adequada reciclagem após seu uso na construção civil. Foi avaliado o potencial de 5 faixas granulométricas do material na remoção de fósforo PA em solução aquosa. O adsorvente foi caracterizado físico-quimicamente pela granulometria (foram estudados resíduos compreendidos nas faixas granulométricas de 0,6 mm 1,2 mm; 1,21 mm – 2,4 mm, 2,41 mm – 4,8 mm, 4-81 mm – 6,3 mm e 6-31 mm – 9,5 mm), material volátil e de cinzas, massa específica real, Difratometria de Raios X (DRX), Análise Termogravimétrica (ATG) e Térmica Diferencial (ATD), porosimetria por intrusão de mercúrio, superfície específica de Blaine e teor de hidróxido de cálcio fixado por Chapelle modificado. Procederam-se os ensaios cinéticos com base no planejamento estatístico elaborado com composto central rotacional (DCCR), variando massa de adsorvente e concentração inicial de adsorvato para cada uma das faixas estudadas. Os dados cinéticos obtidos por agitação a 150 rpm e 25ºC e foram ajustados aos modelos de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem de Lagergren. A eficiência de remoção de fósforo variou de 23,9% a 45,73% na faixa entre 0,6 mm – 1,2 mm; 14,73% a 39,83% entre 1,21 mm – 2,4 mm; 11,78% a 35,40% entre 2,41 mm – 4,8 mm; 6,73% a 30,83% entre 4-81 mm – 6,3 mm e 3,81% a 27,83% entre 6-31 mm – 9,5 mm, dependendo da massa de cerâmica e concentraçao inicial de fósforo. Os dados da cinética de adsorção foram melhor ajustados ao modelo de pseudo-segunda ordem com R² acima de 0,97 para a maioria das granulometrias estudadas. Os resultados obtidos indicam que o resíduo apresenta eficiência de adsorção de fósforo similar ao carvão ativado.
Abstract: Considering phosphate rock reserves scarcity, in this work was evaluated the use of ceramic residue as an alternative low-cost adsorbant. Reusing this waste represents a sustainable alternative to its disposal. It was evaluated the potential of 5 granulometric bands of the material in the removal of phosphorus from aqueous solution. The adsorbents were physico-chemically characterized by its granulometry (materials retained in the bands 0.6 mm - 1.2 mm; 1.21 mm - 2.4 mm; 2.41 mm - 4.8 mm; 4.81 mm – 6.3 mm and 6.31 mm – 9.5 mm were studied), moisture content, volatile and ash content, real specific mass, X-Ray diffractometry, Thermogravimetric and Differential thermal analysis, mercury intrusion porosimetry, specific surface area (Blaine) and quantity of fixed Calcium Hydroxide (modified Chapelle test). The kinetic assays were carried out based on the statistical design elaborated with central composite rotational design (CCRD), varying ceramic mass and initial concentration of phosphorus for each of the studied bands.The kinetic data obtained were adjusted to the pseudo-first and pseudo-second order Lagergren models. The efficiency of adsorption of phosphorus varied from 23.9% to 45.73% between 0.6 mm - 1.2 mm; 14.73% to 39,83% between 1.21 mm - 2.4 mm; 11.78% to 35.40% between 2.41 mm - 4.8 mm; 6.73% to 30.83% between 4.81 mm – 6.3 mm and 3.81% to 27.83% between 6.31 mm – 9.5 mm, whit different values of mass and initial concentration of phosphorus. The adsorption kinetics data were better fitted to the pseudosecond order model with R² higher than 0.97 for most of the investigated granulometries. Thus, it was concluded that the ceramic residue can be adopted as an alternative adsorbent with efficiency values similar to activated carbon.
URI: http://repositorio.roca.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9802
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