Resumen

En este trabajo se llevó a cabo el estudio de la eliminación de amonio de soluciones acuosas por zeolita derivada de residuos electrolíticos de manganeso (EMR) mediante un método de fusión. Se investigaron sistemáticamente las variables de pH, tiempo de contacto, dosificación de EMRZ (zeolita basada en EMR), concentración inicial de amonio y cationes y aniones competitivos sobre la capacidad de absorción de amonio, en un intento de ilustrar el rendimiento de adsorción de EMRZ. Los resultados muestran que estos factores influyeron notablemente en la capacidad de absorción de amonio de EMRZ. La máxima capacidad de absorción de amonio se alcanzó con un pH de 8,0, una dosis de EMRZ de 0,2 g/100 mL, un tiempo de contacto de 100 min, una concentración inicial de amonio de 200 mg/L y una temperatura de 35°C. Bajo condiciones optimizadas, la capacidad de absorción de amonio en EMRZ fue de hasta 27,89 mg/g. El grado competitivo de los cationes en el proceso de adsorción de amonio sigue la secuencia de Na >K >Ca2 >Mg2 , y la secuencia del efecto aniónico en la eliminación de amonio sobre EMRZ es CO32- > Cl- > SO42- > PO43-. Se exploró la cinética de adsorción y se representó mejor mediante un modelo cinético de pseudo-segundo orden. Y los datos experimentales de la isoterma de adsorción se ajustaron mejor a los modelos de Freundlich y Koble-Corrigan, lo que sugiere que la absorción heterogénea fue el principal mecanismo adoptado en el proceso de adsorción de amonio. Además, se llevó a cabo el cálculo de parámetros termodinámicos como el cambio en la energía libre (ΔG), la entalpía (ΔH) y la entropía (ΔS) y se determinó que eran -15,77∼-14,03 kJ-mol-1, 37,66 kJ-mol-1 y 173,38 J-mol-1-K-1, respectivamente. Estos parámetros confirmaron que la absorción de amonio en la EMRZ era un proceso endotérmico y espontáneo. Además, no se observó ninguna tendencia obvia al deterioro de la EMRZ regenerada en comparación con la EMRZ fresca. Estos resultados indican que las EMRZ tienen amplias perspectivas de aplicación en la eliminación del amonio de las aguas residuales.

• Materias:Cinética química Reacciones químicas Hidrodinámica Cinética Propiedades termodinámicas Termodinámica Tecnología de los combustibles Modelos hidrodinámicos
• Subjects:Chemical kinetics Chemical reactions Hydrodynamics Kinetics Thermodynamic properties Thermodynamics Fuel technology Hydrodynamic models
• Palabras claves:EMRZ, capacidad de absorción de amonio, concentración inicial de amonio, tiempo de contacto, capacidad máxima de absorción de amonio, proceso de adsorción de amonio, residuo electrolítico de manganeso, datos experimentales de isoterma, tendencia obvia al deterioro, modelo cinético de orden.
• Keywords:EMRZ, ammonium uptake capacity, initial ammonium concentration, contact time, Maximum ammonium uptake capacity, ammonium adsorption process, electrolytic manganese residue, isotherm experimental data, obvious deterioration tendency, order kinetic model