Publicado

2018-01-01

Zeolitas LTA y FAU obtenidas a partir de cenizas volantes y su aplicación en remoción de Cromo

LTA and FAU zeolites from coal combustion and residue by-products for Chromium removal application

DOI:

https://doi.org/10.15446/dyna.v85n204.67096

Palabras clave:

residuos industriales, adsorción, zeolita LTA, zeolita FAU, remoción Cr (III) (es)
waste materials, adsorption, zeolite LTA, zeolite FAU, Cr(III) removal (en)

Descargas

Autores/as

En este artículo se describe el proceso de síntesis de zeolitas LTA y/o FAU a partir de residuos obtenidos de la industria minera y manufacturera de Antioquia (Colombia), y su uso para la remoción de Cr (III). Los residuos industriales fueron caracterizados por Fluorescencia de Rayos X y Difracción de Rayos X. Así mismo, las zeolitas sintetizadas a partir de estos residuos se caracterizaron por medio de Difracción de Rayos X, Fluorescencia de Rayos X, Espectroscopía Electrónica de Barrido (SEM) y Área BET. Por otra parte los datos de adsorción en el equilibrio para la remoción Cr (III) utilizando las zeolitas sintetizadas, fueron obtenidos por espectroscopia de adsorción atómica, y ajustados a los modelos de adsorción Langmuir, Freundlich y Temkin, y cuatro modelos cinéticos. Los resultados indicaron la obtención de zeolitas a partir de residuos industriales eficientes en las pruebas de adsorción de Cr (III).
In this paper, the process for the synthesis of LTA and/or FAU zeolites from waste materials from mining and manufacturing industry from Antioquia (Colombia) was described. The product was used as adsorbent for the removal of Cr (III) in solutions prepared in the laboratory. The waste materials were characterized by X-ray fluorescence, and X-ray diffraction. The zeolites were characterized by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, scanning electron microscopy (SEM) and BET area. Absorption data in Cr(III) removal tests were obtained by elemental composition from atomic absorption spectroscopy, and evaluated by Langmuir, Freundlich and Temkin models, and four kinetics models. The results showed the formation of zeolites from waste materials, and effective in adsorption tests of Cr (III).

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Citas

Mejía, J.M., Rodríguez, E.D. y De Gutiérrez, R.M., Utilización potencial de una ceniza volante de baja calidad como fuente de aluminosilicatos en la producción de geopolímeros. Ing. y Univ., 18, pp. 309-327, 2014. DOI: 10.11144/Javeriana.IYU18-2.upcv.

Chang, H. and Shih, W., A general method for the conversion of fly ash into zeolites as ion exchangers for cesium. Ind. Eng. Chem. Res. 5885, pp. 71-78, 1998. DOI: 10.1021/ie970362o.

Izidoro, J.D.C., Fungaro, D.A., Abbott, J.E. and Wang, S., Synthesis of zeolites X and A from fly ashes for cadmium and zinc removal from aqueous solutions in single and binary ion systems. Fuel 103, pp. 827-834, 2013. DOI: 10.1016/j.fuel.2012.07.060.

Wang, J. et al., Supercritical hydrothermal synthesis of zeolites from coal fly ash for mercury removal from coal derived gas. Fuel Process. Technol. 136, pp. 96-105, 2015. DOI: 10.1016/j.fuproc.2014.10.020

Lee, Y.R. et al., Synthesis of nanoporous materials via recycling coal fly ash and other solid wastes: A mini review. Chem. Eng. J. 317, pp. 821-843, 2017. DOI: 10.1016/j.cej.2017.02.124.

Visa, M., Synthesis and characterization of new zeolite materials obtained from fly ash for heavy metals removal in advanced wastewater treatment. Powder Technol. 294, pp. 338-347, 2016. DOI: 10.1016/j.powtec.2016.02.019.

Czarna, D. et al., Synthetic zeolites as potential sorbents of mercury from wastewater occurring during wet FGD processes of flue gas. J. Clean. Prod, pp. 1-10, 2017. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.11.147.

Koshy, N. and Singh, D.N., Fly ash zeolites for water treatment applications. J. Environ. Chem. Eng. 4, pp. 1460-1472, 2016. DOI: 10.1016/j.jece.2016.02.002.

Meng, Q., Chen, H., Lin, J., Lin, Z. and Sun, J., Zeolite A synthesized from alkaline assisted pre-activated halloysite for efficient heavy metal removal in polluted river water and industrial wastewater. J. Environ. Sci. (China) 56, pp 254-262, 2017. DOI: 10.1016/j.jes.2016.10.010.

Shahid, M. et al., Chromium speciation, bioavailability, uptake, toxicity and detoxification in soil-plant system: A review. Chemosphere 178, pp. 513-533, 2017. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2017.03.074.

Reyes, C.A.R., Synthesis of zeolites from geological materials and industrial wastes for potential application in environmental problems. Thesis, Department of Sciences, University of Wolverhampton, England, 2008.

Davidovits, J., Geopolymers - Inorganic polymeric new materials. J. Therm. Anal. 37, pp. 1633-1656, 1991. DOI: 10.1007/BF01912193

Jaarsveld, J. Van, Deventer, J. Van and Lukey, G., The characterization of source materials in fly ash-based geopolymers. Mater. Lett. 57, pp. 1272-1280, 2003. DOI: 10.1016/S0140-6701(04)91393-8.

Murayama, N., Yamamoto, H. and Shibata, J., Mechanism of zeolite synthesis from coal fly ash by alkali hydrothermal reaction. Int. J. Miner. Process. 64, pp. 1-17, 2002. DOI: 10.1016/S0301-7516(01)00046-1.

Mashal, K., Harsh, J.B., Flury, M. and Felmy, A.R., Analysis of precipitates from reactions of hyperalkaline solutions with soluble silica. Appl. Geochemistry 20, pp. 1357-1367, 2005. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2005.01.015.

Deng, Y., Harsh, J.B., Flury, M., Young, J.S. and Boyle, J.S.,Mineral formation during simulated leaks of Hanford waste tanks. Appl. Geochemistry 21, pp. 1392-1409, 2006. DOI: 10.1016/j.apgeochem.2006.05.002

de Vos Burchart, E., Jansen, J.C. and van Bekkum, H., Ordered overgrowth of zeolite X onto crystals of zeolite A. Zeolites 9, pp. 432-435, 1989. DOI: 10.1016/0144-2449(89)90099-7.

Traa, Y. and Thompson, R.W., Controlled co-crystallization of zeolites A and X. J. Mater. Chem. 12, pp. 496-499, 2002. DOI: 10.1039/b108634k.

Porcher, F., Dusausoy, Y., Souhassou, M. and Lecomte, C., Epitaxial growth of zeolite X on zeolite A and twinning in zeolite A : Structural and topological analysis. Mineralogical Magazine 64, pp. 1-8, 2000. DOI: 10.1180/002646100549012.

Sing, K.S.W. et al., Reporting physisorption data for gas / solid systems with Special Reference to the Determination of Surface Area and Porosity. Pure Appl. Chem. 57, pp. 603-619, 1985. DOI: 10.1351/pac198557040603.

Mohan, D. and Pittman, C.U., Review. Activated carbons and low cost adsorbents for remediation of tri- and hexavalent chromium from water. J. Hazard. Mater. 137, pp. 762-811, 2006. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2006.06.060.

Pandey, P.K., Sharma, S.K. and Sambi, S.S., Kinetics and equilibrium study of chromium adsorption on zeolite NaX. Int. J. Environ. Sci. Technol. 7, pp. 395-404, 2010. DOI: 10.1007/BF03326149.

Visa, M., Bogatu, C. and Duta, A., Simultaneous adsorption of dyes and heavy metals from multicomponent solutions using fly ash. Appl. Surf. Sci. 256, pp. 5486-5491, 2010. DOI: 10.1016/j.powtec.2016.02.019.

Licencia

Derechos de autor 2018 DYNA

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0.

El autor o autores de un artículo aceptado para publicación en cualquiera de las revistas editadas por la facultad de Minas cederán la totalidad de los derechos patrimoniales a la Universidad Nacional de Colombia de manera gratuita, dentro de los cuáles se incluyen: el derecho a editar, publicar, reproducir y distribuir tanto en medios impresos como digitales, además de incluir en artículo en índices internacionales y/o bases de datos, de igual manera, se faculta a la editorial para utilizar las imágenes, tablas y/o cualquier material gráfico presentado en el artículo para el diseño de carátulas o posters de la misma revista.