"Modificación de zeolitas chilenas con detergentes catiónicos para abatimiento de arsénico en residuos industriales líquidos"

Abstract

En este trabajo se prepararon zeolitas modificadas por la asociación de un detergente catiónico, con el fin de utilizarlas en el proceso de remoción de oxianiones de arsénico inorgánico tri y pentavalente, arsenito y arseniato respectivamente. Las zeolitas modificadas son complejos organo-minerales obtenidos del tratamiento de la mordenita (un tipo de zeolita proveniente de Chile) con un detergente catiónico, acetato de octadecilamonio ODA. La modificación de zeolitas naturales se realiza en dos etapas; la primera consiste en someter a la zeolita a un tratamiento ácido con HCl, y luego la zeolita activada es puesta en contacto con una solución de detergente catiónico ODA, para que los monómeros se adsorban sobre la superficie de la zeolita. La adsorción de detergentes catiónicos altera la superficie de la zeolita, formando agregados. Las características de estos agregados pueden estudiarse a través de las propiedades interfaciales que adquiere la zeolita después de la modificación. Se determinó que los agregados poseen características hidrofóbicas, a través de la adsorción de un colorante, Orange OT. En este estudio se aplicó una técnica fotofísica de espectroseopia para estudiar algunas características de estos agregados hidrofóbicos. A través de la medición de la razón I3/I1de la fluorescencia del pireno, se logró una aproximación a la estructura de éstos agregados hidrofóbicos. Las zeolitas modificadas mostraron poseer una gran capacidad para adsorber oxianiones de arsénico desde disoluciones acuosas. Las isotermas de adsorción de arsénico se ajustan apropiadamente al modelo matemático de Freundlich y las capacidades máximas obtenidas a 15"C se encuentran en el orden de los 2-3 mg de As/g ZM. Además, estas zeolitas son capaces de adsorber otros oxianiones, como los formados por molibdeno, selenio y azufre, sin perder la capacidad natural para adsorber cationes como cobre, níquel, plomo, entre otros. Se utilizaron zeolitas modificadas para remover el arsénico contenido en un RIL proveniente de ENAMI-Ventanas. El resultado de este tratamiento demostró la factibilidad de utilizar zeolitas modificadas para remover arsénico a escala industrial.

ln this work modifled zeolites were prepared by association of a cationic detergent, w¡th the a¡m of use them in a rqection process of oxian¡ons of arsenic lll (arsenite) and arsenic V (arsenate). The modified zeolites used are organic/mineral complex formed ¡n the treatment of mordenite (a Chilean zeolite) w¡th octadecylammonium acetate ODA. The modification of natural zeolites is carried out in a two steps process: F¡rstly, the zeolile is activated with HCl, and then the activated zeolite is transferred to an aqueous solut¡on of ODA to get the monomers adsorbed on the zeolite surface. The adsorption of cationic surfactants alters the zeolite surface by forming aggregates. The features of these aggregates can be studied through the interfac¡al properties exhibited by the modified zeol¡tes. ln addit¡on, by dye adsorption it was establ¡shed that the aggregates are hydrophob¡c. ln this work, a photophysical technique was applied to determine some of the main characteristic of these hydrophobic aggregates. By measuring the ratio lll/l of the fluorescence spectra of pyrene, a first insight on the structure of the aggregates was obta¡ned. The modified zeolites exhibit a great ability to reject arsenic oxianions from aqueous solutions. The isotherms of arsenic adsorption are well fitted to the Freundlich model, and the maximum adsorption capacity are ¡n the range of 2-3 mg of As/g ZM. Also, these zeolites are able to adsorb other oxianions, like those formed by molybdenum, selenium and sulfur, without affecting its abili§ to adsorb cations, such as copper, niquel, lead, etc. Mod¡fied zeol¡tes were used to sequester the arsenic contained in a RIL originated by ENAMI-Ventanas. The results from this treatment demonstrated the feasibility of using modified zeolites to remove arsenic at industrial scale.