Recuperação de cobre de rejeitos de galvanoplastia utilizando resinas de troca iônica

• Main Author: Adriana Azedias Andrade Evaristo
• Other Authors: Mônica Regina da Costa Marques
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade do Estado do Rio de Janeiro 2012
• Subjects: Resinas de troca iônica; recuperação de cobre; sorção; resíduos sólidos de galvanoplastia; Ion exchange resins; copper recovery; sorption; electroplating industry sludges; QUIMICA
• Online Access: http://www.bdtd.uerj.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=3757

Neste estudo, a sorção e recuperação de íons metálicos de resíduos sólidos industriais provenientes de uma indústria de galvanoplastia situada no Rio de Janeiro (Brasil) foram investigadas através da utilização de duas resinas comerciais de troca iônica: Lewatit VPOC 1800 (fortemente ácida, tipo gel) e Lewatit VPOC 1960 (fortemente básica, tipo gel), produzidas pela Lanxess-Bayer Chemicals. As características físico-quimicas das resinas e do lodo galvânico foram determinadas. Os estudos de sorção das resinas foram conduzidos em batelada e em coluna. Baseado nesses estudos, os parâmetros de sorção e das curvas de ruptura foram determinados. Os estudos de equilíbrio e cinética de sorção também foram realizados. O resíduo de galvanoplastia era composto pelos metais: Cu2+, Fe3+, Al3+, Ni2+ e Cr3+. A capacidade de sorção qe das resinas Lewatit VPOC 1800 variou entre 0,1-1,9 mg g-1 para Cu2+, 0,01-0,6 mg g-1 para Fe3+ e 0,2-0,4 mg g-1 para Al3+. Enquanto que para a resina Lewatit VPOC 1960, os valores de qe variou entre 0,01-0,4 mg g-1 para Cu2+ e 0,01 0,2 mg g-1 para Fe3+ dependendo da concentração do metal e do tempo de contato. A capacidade de sorção para a resina Lewatit VPOC 1960 foi restrita para íons Cu2+ e Fe3+ os quais formam complexos aniônicos com íons Cl-. O modelo de Freundlich foi o mais adequado para descrever o equilíbrio de troca iônica de ambas as resinas. Já em relação ao mecanismo de sorção, o modelo pseudo-segunda ordem tipo 1 foi o mais aplicável. O ponto de ruptura das resinas Lewatit VPOC 1800 e Lewatit VPOC 1960 em relação aos íons Cu2+ocorreu quando passou através da coluna, 1860 cm3 e 2220 cm3 de solução de resíduo sólido respectivamente (20 g de resina, 100 mg L-1 de íons Cu2+, vazão de 60 cm3 min-1). Os íons metálicos Cu2+, Fe3+, Al3+, foram dessorvidos em alta proporção da resina Lewatit VPOC 1800 passando pela coluna solução aquosa de H2SO4 2,4 mol L-1. Já os metais Cu2+ e Fe3+ foram eluídos da resina Lewatit VPOC 1960 com solução aquosa de HCl 2,0 mol L-1. A recuperação seletiva de Cu2+ não foi alcançada porque Cu2+ e Fe3+ precipitam na mesma faixa de pH === In the present study, the sorption and recovery of metal ions from industrial solid residues proceeding from galvanoplasty industry (Rio de Janeiro, Brazil) was investigated by using two commercial ion exchange resins Lewatit VPOC 1800 (strong acid, gel type) and Lewatit VPOC 1960 (strong basic, gel type) produced by Lanxess - Bayer Chemicals. The physical-chemical characteristics of the resins and galvanic sludge were determined. The studies of sorption of the resins were conduced under batch and column conditions. Based on these studies the sorption parameters and the breakthrough curves for both resins were determined. Studies of equilibrium and kinetic of the sorption were also performed. The electroplating residue were composed of the metals Cu2+, Fe3+, Al3+, Ni2+ and Cr3+. The sorption capacity qe of the resin Lewatit VPOC1800 varied between 0.1-1.9 mg g-1 to Cu2+, 0.01-0.6 mg g-1 to Fe3+ and 0.2-0.4 mg g-1 to Al3+. While for the resin Lewatit VPOC1960 the values of qe varied between 0.01-0.4 mg g-1 to Cu2+ and 0.01-0.2 mg g-1 to Fe3+ depending of the metal concentration and contact time. The sorption capacity for Lewatit VPOC1960 was restricted to ions Cu2+ and Fe3+ that to form anionic complexes with chloride. The Freudlich model was more adequate to describe the ion exchange equilibrium for both resins and the sorption mechanism was compliant to the kinetic model of pseudo second order type 1. The breakpoint to Cu2+ occurred after passing 1860 cm3 and 2220 cm3 of residue solution through the resins Lewatit VPOC1800 and Lewatit VPOC1960, respectively (20 g of the resin, 100 ppm of Cu2+, flow rate of 60 cm3 min-1). The metals Cu2+, Fe3+ and Al3+ were desorbed on high proportion of the Lewatit VPOC1800 through passing a aqueous solution H2SO4 2.4 mol L-1. Already the metals Cu2+ and Fe3+ were eluted to Lewatit VPOC1960 with HCl aqueous solution 2.0 mol L-1. The selective recuperation of the Cu2+ was not reach because the Cu2+ and Fe3+ precipitated on similar pH