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http://hdl.handle.net/1843/CMBC-8RZPRF| Type: | Dissertação de Mestrado |
| Title: | Uso de carvão de osso bovino na defluoretação de água para uso em abastecimento público |
| Authors: | Marcos Vinicius Ribeiro |
| First Advisor: | Sonia Denise Ferreira Rocha |
| First Referee: | Marcelo Borges Mansur |
| Second Referee: | Leila Nunes Menegasse Velasquez |
| Abstract: | O flúor é um elemento que pode ser encontrado em pequenas quantidades nas águas naturais (0,1-2,0mg/L) e sua ocorrência se deve, principalmente, ao intemperismo de alguns minerais, por exemplo a fluorita (CaF2). A crescente poluição dos mananciais superficiais tem inviabilizado o seu uso, levando a necessidade de utilização de águas subterrâneas. A água com concentrações de íons fluoreto acima de 1,5mg/L ocasionam problemas tais como fluorose dentária e acima de 6mg/L causa fluorose óssea. Neste trabalho avaliou-se o carvão de osso bovino Bonechar® como alternativa para a remoção do excesso de fluoreto presente em água para abastecimento público. O carvão foi caracterizado através de DRX, FRX, FTIR, MeV/EDS, ASE por metodologia BET, TG/DTG e CHN. Os resultados indicaram que a fase majoritária do carvão é a hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2] e em menor proporção a calcita (CaCO3). A área superficial específica determinada foi de 119m2/g associada a uma alta porosidade, com poros de diâmetro até 18406Å, na faixa de macroporos. A capacidade de remoção de fluoreto pelo carvão foi avaliada em ensaios de adsorção em erlenmeyers em mesa agitadora de frascos. A concentração de fluoreto na água foi determinada por eletrodo de íon específico. As isotermas foram obtidas para carvão de osso granular in natura, carvão granular lavado com HCL 0,1mol/L e carvão fino, em temperatura ambiente. Os modelos clássicos de Langmuir e Freundluich foram ambos adequados para representar a remoção. Os resultados indicaram uma capacidade de adsorção de 2,96mg/g para o carvão granular in natura e 3,44mg/g para o carvão granular lavado. O modelo cinético de 2º ordem de Lagergren representou bem os resultados, indicando a natureza química do mecanismo de adsorção. Esse resultado foi corroborado pela observação da superfície do carvão carregado portando elevados teores de flúor e cálcio, os quais indicaram a presença de fluoreto de cálcio na superfície do adsorvente. Os resultados alcançados serão importantes para dimensionar os equipamentos para defluoretação de água em escala doméstica e industrial. |
| Abstract: | Fluoride is a chemical element which can be found in small quantities in natural waters (0,1 to 2,0 mg/L) and its occurrence is mainly due to weathering of some minerals such as fluorite (CaF2). The increasing pollution of surface waters has hindered its use for drinking, leading to the interest and needings to use groundwater. The fluoride concentration in drinking water up to 2,0mg/L causes problems such as bone and dental fluorosis in the population. This work reports an alternative method for the removal of the excess of fluoride in water using bone charcoal supplied by Bonechar®. The bonechar was characterized by XRD, FTIR, SEM/EDS, ASE methodology for BET, TG/DTG and determination of CHN. The results indicated that hydroxyapatite [Ca10(PO4)6(OH)2] is the main crystalline phase on bonechar. Minor amounts of calcite (CaCO3) was detected. The specific surface area determined was 119 m2/g as well as it was observed high porosity (macropores). The fluoride removal capacity of charcoal has been evaluated in t batch adsorption tests. The concentration of fluoride was determined by specific ion electrode. The isotherms were constructed using granular bone charcoal "in natura", granular coal washed with HCL 0,1mol/L and coal "fresh" ground at room temperature. The classical models of Langmuir and Freundluich were both suitable to represent the results. Adsorption capacities of 2,96mg/g for granular coal "in nature" and 3,44mg/g for granular coal washed were obtained. The Lagergren kinetic equation of 2nd order represented well the results, thus indicating the important chemical contribution of adsorption mechanism. This result was corroborated by the observation of the surface of the loaded coal bearing high amounts of fluoride and calcium, which indicated the presence of calcium fluoride on the surface of the adsorbent. The results is important to design the system for water defluoridation in domestic and industrial scales. |
| Subject: | Engenharia metalúrgica Tecnologia mineral Fluoretos Adsorção |
| language: | Português |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/CMBC-8RZPRF |
| Issue Date: | 13-Jul-2011 |
| Appears in Collections: | Dissertações de Mestrado |
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