Adsorción de iones Ni(II) sobre una arcilla bentonítica peletizada

Adsorption of Ni(II) ions on pellets of benthonitic clay

La presencia de iones metálicos en aguas residuales genera un efecto tóxico para ecosistemas marinos y la salud pública. Las arcillas son materiales naturales con alta capacidad de adsorción y de bajo costo, viables para su implementación a nivel a industrial para la remoción de iones metálicos. Su implementación está limitada al desarrollo de alternativas para la utilización de estas arcillas a gran escala y en procesos continuos. La peletización de las arcillas permite su utilización en columnas de lecho fijo. En este trabajo se evaluó la cinética de adsorción de iones níquel sobre una arcilla bentónica peletizada. Los extrudados se prepararon por humectación de la arcilla con una solución acidificada con ácido nítrico al 2%v. La proporción en volumen arcilla/solución acuosa fue 2:1. Se evaluó la remoción de iones níquel a 20, 40, 100 y 160 minutos y temperaturas de 25, 40 y 60°C. La cinética de adsorción de Ni(II) se ajustó a un modelo de pseudo segundo orden. Las constantes cinéticas del modelo fueron 2,792x10^-3, 8,085x10^-4 y 6,292x^10-4g/mg.min para las temperaturas de reacción 25, 45 y 60°C, respectivamente. A partir de la lineación de la ecuación de Arrhenius se determinó la energía de activación y el factor de frecuencia para la reacción de adsorción de iones níquel sobre arcilla bentonítica, siendo 29,58kJ/mol y 507,15g/mg.min, respectivamente. La magnitud de la energía de activación indica que la etapa controlante en la adsorción es la quimisorción de los iones níquel sobre la superficie de la arcilla.

Introducción

La presencia de metales pesados en efluentes acuosos provenientes de residuos industriales, es un tema de gran interés debido al impacto sobre el ambiente y la salud pública. Además, los niveles tóxicos inhiben los procesos biológicos con efectos adversos sobre las plantas de tratamiento de aguas residuales. Entre las industrias que generan la mayor cantidad de residuos acuoso, con altas concentraciones de metales pesados, están la galvanoplastia, la minería, fabricación de baterías, producción de pinturas y pigmentos, metalurgia extractiva y energía nuclear, entre otras. El níquel es un metal utilizado ampliamente en la industria de la galvanoplastia, siendo uno de los metales de mayor concentración en los efluentes residuales generados por esta industria. La exposición a altas concentraciones de níquel causa disminución en el peso corporal, daño en el corazón e hígado e irritación en la piel. El consumo de agua con alta concentraciones de Ni(II) puede causar daño en los pulmones, riñones, además de problemas gastrointestinales. Los síntomas de intoxicación aguda por Ni(II) son: dolor de cabeza, mareo, náusea y vómitos, dolor en el pecho, tos seca y dificultad para respirar.