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dc.contributor.advisor1Sônia Denise Ferreira Rochapt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4453672540711904pt_BR
dc.contributor.referee1Elbert Muller Nigript_BR
dc.contributor.referee2Patrícia da Luz Mesquitapt_BR
dc.creatorJéssica Cristine da Silva Evangelistapt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/1006426706511212pt_BR
dc.date.accessioned2023-04-05T17:19:58Z-
dc.date.available2023-04-05T17:19:58Z-
dc.date.issued2022-03-04-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/51624-
dc.description.abstractEtheramines are commonly used as quartz collector reagent in the concentration of iron ores and others, with silicate gangue, by flotation. The water reuse in mineral processing as well as the quality of hydric bodies that receive the effluents can be benefited from the removal of amines from the liquid phase. Studies on the impacts of etheramines contained in wastewater from mineral processing are still scarce, but due to the water crisis, unknown impacts may arise from not treating these effluents. In the present study, synthetic effluents containing etheramines were treated by adsorption, both in batch and in a fixed bed column, using luffa cylindrica as biosorbent. The biosorbent preparation involved a washing step and the release of extractives from the material was determined by COD measures. In three cross-current washing stages of 60 min, the COD was reduced from 217mg/L to 42mg/L in the second stage and to 36mg/L with an additional third stage. Three different configurations of batch adsorption systems were evaluated: roller system, jar-test and flasks shaker. The shaker system showed greater stability and more ease handling, with a stirring rate of 150rpm. The adsorption using the adsorbent/solution ratio of 4g/L reached the equilibrium in 40min, with etheramine removals equal to 71.5% and 58.8% for initial EDA concentrations of 50mg/L and 200mg/L, respectively. The effect of pH (7.5; 8.5; 9.5 and 10.5) on the amount adsorbed at 22°C, for an initial EDA concentration of 150mg/L, agitation of 150rpm in 2 hours was investigated. It was observed that the control and increase of the pH from 7.5 to 9.5 provided a small increase in the amount adsorbed, but a subsequent rise slightly impacted the adsorption. At equilibrium, the adsorption capacity was 7.98mgTOCg/g (Ci=50mg/L) and 22.47mgTOC/g (Ci=200mg/L) and the adsorption kinetics was well represented by a pseudo second order kinetic equation. The Freundlich, Redlich-Peterson and Sips adsorption isotherm models were similar with better fits, with correlation coefficients equal to 0.9830, 0.9825 and 0.9824, respectively. In a semi-continuous adsorption system (column of 13mm in diameter and 25cm in height, bed occupancy fraction of 0.20-0.26 and porosity above 60%) the breakthrough curves were well represented by the Yan model. At pH-7.5 and 26°C, the effect of bed height (5, 10, 15 and 20cm), feed flowrate (3.2; 8.9; 14.5 and 22.8ml/ min) and initial EDA concentrations of 50mg/L and 150mg/L were evaluated. It was observed that at higher application rates (17.177ml/cm².min) the column tends to a fast exhaustion, however, there was greater stability using a lower surface application rate (6.705ml/cm².min). In general, the C/Co ratio at the exit of the column rose rapidly to values close to 0.4, indicating a rapid adsorption, but that was followed for long periods, before the exhaustion. The shortest exhaustion time was 60min for hL=10cm for the highest superficial application rate of 17.177ml/min.cm2 and the longest time was 360min for the lowest superficial application rate (2.411ml/min.cm2 ). From the results obtained, it can be inferred that the column adsorption of etheramines by luffa cylindrica presents high potential for use in the treatment of liquid effluents containing residual concentrations of amine.pt_BR
dc.description.resumoEteraminas (EDA) são comumente utilizadas como reagente coletor de quartzo na concentração de minérios de ferro e outros, com ganga silicatada, por flotação. O reuso da água no processo mineral, bem como a qualidade dos corpos hídricos que recebem os efluentes, podem ser beneficiados com a remoção das aminas da fase líquida. Estudos sobre os impactos das eteraminas contidas nos efluentes do beneficiamento mineral ainda são escassos, mas devido à crise hídrica, impactos desconhecidos podem surgir do não tratamento desses efluentes. No presente trabalho a luffa cylindrica foi utilizada como biossorvente de eteraminas contidas em efluentes sintéticos de flotação por adsorção em batelada e em coluna de leito fixo. A preparação do biossorvente envolveu etapas de lavagem com a liberação dos extrativos medida pela DQO da água, sem controle de pH e temperatura. Em três estágios de lavagem de 60min, em corrente cruzada, a DQO foi reduzida de 217mg/L para 42mg/L no primeiro estágio e para 36mg/L no terceiro estágio. Para a escolha do sistema com desempenho e estabilidade experimental para os ensaios de adsorção em batelada, três configurações diferentes foram avaliadas: sistema de rolos, sistema de jarros (jar test) e agitador de frascos shaker, em temperatura de 26°C e agitações de 48; 76; 100; 150 e 180rpm, e concentrações de eteramina de 50 e 100mg/L, sem ajuste de pH. O agitador tipo shaker apresentou maior estabilidade e facilidade no manuseio, em velocidade de agitação de 150rpm. A adsorção utilizando razão adsorvente/solução de 4g/L alcançou o equilíbrio em 40min, com remoções de eteramina iguais a 71,5% e 58,8% para concentrações iniciais de eteramina de 50mg/L e 200mg/L, respectivamente. O efeito do pH a 22°C, para concentração inicial de EDA (eteramina) de 150mg/L e agitação a 150rpm em 2 horas para os pH’s 7,5; 8,5; 9,5 e 10,5 foi avaliado. Observou-se que o controle e mudança do pH de 7,5 para 9,5 proporciona um pequeno aumento da quantidade adsorvida, mas, um aumento subsequente prejudica levemente a adsorção. Nos ensaios cinéticos em batelada e medida indireta da concentração de EDA por Carbono Orgânico Total (COT), a capacidade de adsorção foi de 7,98mgCOT/g (Ci=50mg/L) e 22,47mgCOT/g (Ci=200mg/L) e o modelo cinético que melhor se ajustou foi o de pseudo segunda ordem. Os modelos de isotermas de adsorção de Freundlich, Redlich-Peterson e Sips apresentaram melhores ajustes aos dados experimentais, com coeficientes de correlação iguais a 0,9830, 0,9825 e 0,9824, respectivamente. Em sistemas de adsorção em coluna de leito fixo com 13mm de diâmetro e 25cm de altura, fração de ocupação do leito de 0,20-0,26 e porosidade acima de 60%, as curvas de ruptura foram bem representadas pelo modelo de Yan. Em pH 7,5 a 26°C, foram avaliados o efeito da altura do leito (5, 10, 15 e 20cm), vazão de alimentação (3,2; 8,9; 14,5 e 22,8ml/min), concentrações iniciais de EDA de 50mg/L e 150mg/L e taxas de aplicação superficial (2,411; 6,705; 10,924 e 17,177ml/cm².min). Observou-se que em maiores taxas de aplicação (17,177ml/cm².min) a coluna tende a um esgotamento mais rápido, entretanto verificou-se uma maior estabilidade do sistema utilizando taxas de aplicação mais baixas (6,705ml/cm².min). Alturas do leito de 15cm e 20cm e vazões de 8,9ml/min e 14,5ml/min propiciaram uma maior estabilidade operacional observada a partir de uma menor dispersão de resultados. De modo geral a razão C/Co na saída da coluna subiu rapidamente a valores próximos a 0,4, indicando uma adsorção rápida, mas que segue por períodos longos, antes da exaustão do leito. A partir dos resultados obtidos pode-se inferir que a adsorção em coluna, para eteraminas pela luffa cylindrica apresenta potencial de utilização para o tratamento de efluentes líquidos contendo concentrações residuais de amina.pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MINASpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minaspt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectLuffa cylindricapt_BR
dc.subjectEteraminapt_BR
dc.subjectAdsorçãopt_BR
dc.subjectÁguas residuaispt_BR
dc.subjectFlotaçãopt_BR
dc.subject.otherEngenharia de minaspt_BR
dc.subject.otherTecnologia mineralpt_BR
dc.subject.otherAdsorçãopt_BR
dc.subject.otherÁguas residuaispt_BR
dc.subject.otherBucha (Planta)pt_BR
dc.subject.otherEteraminapt_BR
dc.subject.otherFlotaçãopt_BR
dc.titleAdsorção de eteramina por Luffa Cylindrica lavada em batelada e em coluna de leito fixo visando o tratamento de efluentes de flotaçãopt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
dc.identifier.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-4347-6917pt_BR
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