Cinética de adsorción de Cr (VI) usando biomasas residuales modificadas químicamente en sistemas por lotes y continuo

Adsorption kinetics of Cr (VI) using chemically modified residual biomass in batch and continuous systems

Se estudia la adsorción de Cr (VI) a partir de biomasa residual: bagazo de palma y cáscaras de ñame, además se estudia la modificación con ácido cítrico de las biomasas. La determinación del metal en solución fue llevada a cabo usando el método de la 1,5-difenilcarbazida. Del análisis FTIR se encontró que los grupos hidroxilo y carbonilo presentes en los adsorbentes son los de mayor contribución al proceso de remoción. Además, la modificación mejora la eficiencia del metal de acuerdo con la isoterma de Langmuir de 13 a 4mg/g para el bagazo de palma, y de 22 a 26mg/g para las cáscaras de ñame. Se establece además una mejora en el proceso al trabajar las biomasas en sistema continuo. De las condiciones óptimas de adsorción se determinó que el pH de 2 y el tamaño de partícula de 1mm son las que más favorecen el proceso, y el modelo de Elovich el que mejor lo describe.

Introducción

El cromo es un elemento inofensivo en su estado elemental, pero en medio acuoso existe en sus estados de oxidación (III) y (VI), que son tóxicos para los organismos vivos. En general los compuestos del cromo son contaminantes y se encuentran presentes en aguas y suelos, como resultado de las diferentes actividades industriales, que incluyen la fabricación de fertilizantes, textiles, fotografía, pigmentos, y manufactura electrónica. Es usualmente el Cr (VI) en forma de iones cromato (CrO₄^2-) o dicromato (Cr₂O7^2-), el que atraviesa fácilmente las barreras biológicas, además de ser cerca de 500 veces más tóxico y móvil que el Cr(III). Por ser altamente mutagénico y carcinogénico, la EPA ha establecido un máximo de 0,05 y 0,1mg/L de Cr(VI) en aguas potables y superficiales, respectivamente. Tradicionalmente, para remover el Cr(VI) de aguas residuales se han usado tecnologías tales como: precipitación química, intercambio iónico, membranas, reducción, extracción con solventes, ósmosis, entre otras, para la remoción metálica de este ion en aguas residuales. Sin embargo, estas en su mayoría son ineficientes a concentraciones del metal inferiores a 100ppm, además de ser costosas, y de implicar un alto uso de compuestos químicos y residuos, como es el caso de la precipitación que genera un lodo residual altamente contaminante. Comparada con otras técnicas la adsorción puede ser considerada como favorable, ya que es altamente eficiente, incluso a bajas concentraciones del metal. Por lo tanto, el desarrollo de nuevos adsorbentes es una materia que ha cobrado gran importancia, no sólo por encontrar materiales eficientes, sino además económicos, tales como los residuos de algunos procesos industriales y actividades agrícolas. Entre los materiales ampliamente estudiados y con excelentes resultados para la remoción de metales pesados, se encuentran: cáscaras de naranja, aserrín de pino, bagazo de palma, bagazo de caña, cáscara de nuez, entre otras.