Aplicación de zeolitas naturales modificadas en la remoción de arsénico en agua. Efecto del tiempo de molienda y del recubrimiento con oxido de hierro

Abstract

La contaminación por arsénico (As) en el mundo ha provocado serios problemas ambientales que afectan [a salud de la población. En el norte de Chile, principalmente en la II Región de Antofagasta, la presencia natural de este mataloide, en cursos y cuerpos de agua, se ha acrecentado debido a la intensa actividad minera que se desarrolla en la zona, En el presente Seminario de Título se realizó el estudio de la eficiencia de adsorción de arseniato (As(V)) en zeolitas modificadas, evaluando el efecto del tamaño de partícula y el recubrimiento con óxido de hierro magnético (magnetita, Mt). Los compósitos fueron preparados a partir de una zeolita natural (Z-SlvI), sometida a molienda por 20 (Z-20) y 120 (Z-120) minutos. Los tres sustratos se recubrieron con magnetita sintetizada in situ ei una proporción l:0,23 zeolita:magnetita (muestras denominadas CP-SM, CP-20 y CP-120). Tanto las muestras de zeolita natural como los compósitos, fueron caracterizadas mediante Análisis Granulométrico Estandarizado (Método de la pipeta), Área Superficial (Método EGME), Difracción de Rayos X y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM, según sus siglas en inglés). La capacidad de adsorción de los materiales fue monitoreada por medio de ensayos cinéticos e isotermas de adsorción tipo batch. Para los ensayos cinéticos se utilizó 0,5, 5 y 16, 0 mg de adsorbente por litro de solución de 100 mg.L-1 de arseniato. Para las isotermas se empleó 16,0 mg de adsorbente por litro de solución conteniendo de 1 a 300 mg'L1 de arseniato. A partir del ajuste cinético de pseudo primer orden, se estableció que la máxima adsorción de arsénico se obtiene a partir de t h de equilibrio. La

adsorción en términos porcentuales fue: Z-SM (4,2%o), CP-SM (9,1oA, Z-20 (21,6%), Z 120(35,2%), CP-20 (60,0yo), CP-120 y (82,7%). La misma secuencia se observó en los estudios de isotermas de adsorción considerando la adsorción máxima determinada a través de la aplicación del modelo de Langmuir. La muestra CP-120 posee la mayor capacidad de adsorción de arsénico con 5,1 mg As.g1, valor comparable a la adsorción de la magnetita pura (5,2 mg As'g-l). Estos resultados permiten establecer que la capacidad de adsorción de la zeolita natural fue favorecida con la molienda, dado que la reducción del tamaño de partícula provoca un aumento del área superficial (59,6, 108,8 y 121,3 mz'g-r para Z-SM, Z-20 y 2-120 respectivamente y una capacidad de retención de As(V) de 0,82, 1,40 y 2,25 mg As'g-l). Los compósitos presentan un área superficial algo menor que las respectivas zeolitas sin recubrir, (32,6,39,6 y 46,7 m2'g-1 para CP-SM, CP-20 y CP-l20 respectivamente); sin embargo, presentan entre 47Yo y 126%io mayor capacidad de retención de As dado que los grupos Ferol (=Fe-oH y =Fe- oHz) del óxido de hiero, poseen una alta afinidad por el As(V). Estos resultados permiten dirigir el presente estudio hacia la perspectiva de una potencial aplicación tecnológica de estos materiales, enfocada en la remediación ambiental de cuerpos y cursos de agua contaminados con especies aniónicas, como el As.