Adsorção de nitrato em caulinita a partir de rejeito de caulim modificado com uréia

Este estudo avalia a eficiência, viabilidade e espontaneidade de processos de adsorção do íon nitrato em caulinita sem tratamento e modificada com uréia, empregando como material de partida o rejeito de processamento de caulim do rio Jari. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X, fluorescência de raios X e espectroscopia IV (DRX, FRX e FTIR). As medidas de pH de equilíbrio foram efetuadas por potenciometria e as concentrações de equilíbrio (Ce) de nitrato medidas por cromatografia iônica. Quantidades adsorvidas no equilíbrio (qe), constantes de distribuição (K_d=qe/Ce), fator de separação (R_L) e variação de energia livre de Gibbs (ΔGº), foram calculados com base nos dados experimentais de adsorção. Os resultados de DRX e FTIR confirmaram a formação do complexo caulinita-uréia a partir do tratamento efetuado no rejeito de caulim. Os seguintes dados foram obtidos nos processos de adsorção de nitrato, no rejeito de caulim natural e tratado com uréia: q_Max= 18,17 e 14,1 mmol kg^-1; K_d=0,7-2,2 e 0,45-1,5 L Kg^-1; R^L= 0,35-0,85 e 0,25-0,80; ΔGº= -9,3 a -5,8 e -9,1 a -5,4 kJ mol^-1, respectivamente. Os valores de K_d, ΔGº e R_L são típicos de processos de adsorção física (fisissorção), viáveis e espontâneos e os de q_Max indicam que a retenção de nitrato em rejeito de caulim natural é mais eficiente do que em rejeito modificado com uréia.

ABSTRACT: This study evaluates the the efficiency, feasibility and spontaneity of the adsorption of nitrate ion in natural and modified kaolinite with urea, using as starting material kaolin waste processing from Jari River. The materials were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, Fourier transform IR spectroscopy (XRD, XRF and FTIR, respectively). The equilibrium pH measurements were performed by potentiometry and the equilibrium concentrations (Ce) nitrate was measured by ion chromatography. Amounts adsorbed at equilibrium (qe), distribution constant (Kd = qe / Ce), separation factor (R_L) and variation of Gibbs free energy (ΔG °) were calculated based on experimental data adsorption. The results of XRD and FTIR confirmed the formation of the kaolinite-urea from treatment carried out on kaolin waste. The following data were obtained from the adsorption of nitrate on natural kaolin waste and treated with urea: qmax = 18.17 and 14.1 mmol kg^-1 Kd = 0.7 to 2.2 and 0.45 - 1.5 L kg^-1; R^L = 0.35 to 0.85 and 0.25 to 0.80; ΔG ° = -9.3 to -5.8 and -9.1 to -5.4 kJ mol^-1, respectively. The values of K_d , ΔGº and R_L are typical of physisorption processes, feasible and spontaneous and those qmax indicate that the retention of nitrate on natural kaolin waste is more efficient than on kaolin waste modified with urea.