Proceso de activación de lodo rojo

1. Operaciones Unitarias II
Tema: Un estudio sobre el proceso de
activación de lodo rojo para su uso como un
adsorbente ARSÉNICO
Nombre: Yamina Alejandra Miranda Ibarra
13 de Octubre del 2016.

2. Un estudio sobre el proceso de activación de lodo rojo para
su uso como un adsorbente ARSÉNICO
Autores: Huynh Ky Phuong Ha,Tran Thi Ngoc Mai , Nguyen
Le Truc
Procedencia de Autores: Facultad de Ingeniería Química,
Universidad de Ho Chi Minh City, Tecnológico de Vietnam y
Facultad de Medio Ambiente, Universidad de Dalat, Vietnam.

3. Índice
 Abstracto
 Introducción
 Material y Metodología
 Resultados y Discusión
 Resultado de la superficie de respuesta por el
Design-Expert
 Conclusión

4. ABSTRACTO

5.  Barro rojo es un residuo industrial y libera una cantidad
enorme en el mundo y se convierte en un recurso de
contaminación importante.
 El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de las
condiciones de activación en las propiedades del lodo
rojo y tratado de usar como un adsorbente arsénico.
Cinco parámetros del proceso de activación, incluyendo
la temperatura de calcinación, el tiempo de calcinación, la
concentración de ácido, temperatura de reacción y tiempo
de reacción se estudiaron utilizando la metodología de
superficie de respuesta.

6. INTRODUCCIÓN

7.  Vietnam es uno de los países de reserva de bauxita en el
mundo., la bauxita se ha identificado como un importante
recurso para el desarrollo económico y social.
 La explotación y el tratamiento de bauxita implica la
eliminación de una gran cantidad de lodo rojo (alrededor
de 90% de mineral en bruto).
 El lodo contiene cantidad excesiva de óxido de hierro y
los iones de hidróxido, que causar problemas
medioambientales si no son tratados.
 La investigación sobre la conversión de lodo rojo en un
adsorbente eficaz para la adsorción de arsénico.

8.  Problemas del medio ambiente en Vietnam es la
contaminación por arsénico de las aguas subterráneas.
Según las estadísticas, aproximadamente el 21,5% de la
población (aproximadamente 17,2 millones de personas)
están directamente usando la fuente de agua subterránea
de los pozos para las necesidades de la vida diaria.
 Se ha encontrado que el agua subterránea contenía
arsénico en una concentración alta, lo cual es causa un
montón de enfermedades.

9. MATERIAL Y
METODOLOGÍA

10. Tabla 1. Componentes químicos de barro rojo
Component
e
Al2O3 Fe2O3 SiO2 TiO2
Contenido
%
18-25 40-50 2-4 2.5
Figura 1. Diagrama de flujo del proceso de activación (a) y el proceso de
adsorción (b)
Barro Rojo
Crudo
Preparación de
la Muestra
Proceso de
activación
Activación de
barro rojo
a)
Activado
de Barro
Rojo
Soluci
ón As
(V)
Proceso de Absorción
Evaluación y Análisis
Resultado
del
producto
b)

11.  La preparación de la muestra incluyendo el proceso de
tratamiento alcalino, el secado y la molienda se aplica
sobre la materia prima para obtener el material
homogéneo para experimentos adicionales.
 Proceso de activación es por: calcinación y tratamiento
con ácido.
 Se seleccionaron 5 parámetros del proceso de activación:
temperatura de calcinación; tiempo de calcinación;
concentración de la solución de H2SO4; temperatura de
reacción; y el tiempo de reacción.
 El producto del proceso de activación se utiliza como
material de adsorción para el proceso de adsorción de
arsénico.

12.  Se añadió una cantidad de lodo rojo activado en frascos
de vidrio que contienen 100 ml de solución de As de
concentración definido 2,0 mg / l As (V) a temperatura
ambiente.
 Obteniendo el equilibrio, se filtraron las soluciones y la
cantidad de As (V) en la solución se determinó por
Plasma de Acoplamiento Inductivo - método de
espectrometría de masas (ICP-MS) y la cantidad de As
(V) adsorbido se calculan a partir de la diferencia entre el
concentración inicial y final. Las áreas de superficie de
crudo y lodo rojo activado se evaluaron por el método de
Brunauer-Emmett-Teller.

13. temperatura de calentamiento, tiempo de
calentamiento, concentración de ácido
(H2SO4), la activación de la temperatura y el
tiempo de activación eran 300 – 900 ° C , 2 - 5
horas, 0.4M- 1,3 M, 60 - 90 ° C, 1 - 9 hrs,
respectivamente.
Factores de Influencia Símbolo Nivel superior
+1
Básico 0 Inferior -1
Temperatura de
Calentamiento ° C
Z1 400 300 200
Tiempo de Calentamiento (hr) Z2 5 4 3
Concentración de Acido (M) Z3 1.2 1 0.8
Activación de Temperatura ° C Z4 90 80 70
Tiempo de Activación (hr) Z5 4 3 2
Función de Respuesta Símbolo Unidad
Capacidad de Adsorción As
(V)
Y mg/g
Tabla 2. Estudios gama de factores de influencia y las
funciones de respuesta

14. RESULTADOS Y
DISCUSIÓN

15. El resultado del estudio preliminar
 El polvo de lodo rojo se calentó desde 300 a 900 ° C para
estudiar el efecto de tiempo de calentamiento en la
capacidad de adsorción. Los resultados mostraron que el
aumento de la temperatura dará lugar a un aumento en la
capacidad del adsorbente hasta 305 ° C., capacidad de
adsorción alcanza un valor crítico en torno a 350 ° C y
después de que se negó.Por lo tanto, la investigación de
la gama de temperatura de calentamiento es de 200 a
400 ° C.
Temperatura de
calentamiento ºC
AdsorciónAs
(V)
Figura 2. Efecto de la temperatura de calentamiento en As (V) capacidad de adsorción

16. adsorción (V). Los tiempos de calentamiento no tienen
influencia considerable en el rango de 2 a 5 horas. A las
4 horas capacidad de adsorción alcanza el valor más
alto. Por lo tanto, el rango investigado de la
temperatura de calentamiento investigación es de 200 a
400 ° C.
Calcinamiento (h)
AdsorciónAs(v)mg/g
Figura 3. Efecto del tiempo de calentamiento en la capacidad de
adsorción

17.  El efecto de la concentración de ácido en As (V) la capacidad
de adsorción se muestra en la figura 4. La capacidad de
adsorción alcanza el valor más alto en 1 M de concentración
de ácido y luego disminuyó. Debido a que al aumentar la
concentración de ácido, gran cantidad de aluminio, hierro se
disolvieron por H2SO4 y se elimina de la estructura de lodo
rojo y el área de superficie específica se incrementó. Pero
aumentar aún más el valor de la concentración de ácido dará
lugar a la disminución de la capacidad de adsorción.
Concentración de Acido
(M)
CapacidaddeAbsorción
mg/g
Figura 4. Efecto de la concentración de ácido en la capacidad de
adsorción

18.  La Figura 5 y la Figura 6 muestran el efecto de la
temperatura y el tiempo de activación. La capacidad de
adsorción alcanza el valor más alto a 80° C y luego
disminuyó. Por otra parte, aumentar el tiempo de
activación inicialmente llevó a aumentar en capacidad de
adsorción, pero el valor más alto de capacidad de
adsorción alcanzado en 3 hr y después se bajó y se
mantuvo. La razón puede ser explicado como la mayor
parte de los iones en lodo rojo reaccionar con ácido y se
disolvieron, el área superficial específica y el espacio
interno se incrementaron.

19. Activación de Temperatura °
C
CapacidaddeAdsorción
mg/g
Figura 5. Efecto de la temperatura de activación de la
capacidad de adsorción
Activación del Tiempo (h)
CapacidaddeAbsorción
mg/g
Figura 6. Efecto del tiempo de activación de la capacidad
de adsorción

20. RESULTADO DE LA
SUPERFICIE DE
RESPUESTA POR EL
DESIGN-EXPERT

21.  Los datos obtenidos anteriormente se utiliza entonces
para calcular y construir el modelo de respuesta por
software Design Expert, que también se ensayó para
determinar su compatibilidad. El modelo de respuesta
obtenida del programa es:
 Y = -15,03 + 9,16Z1 + 3,22Z1Z4 - 2,1Z2Z3 - 0,62Z2Z5 -
4,47.10-5 Z12- 0,106Z22 - 3,23Z32- 0,22Z52.

22.  Usando este modelo, se empleó el programa Design-
Expert para encontrar las condiciones óptimas del
proceso de activación. Además cálculo demostró que
activado barro rojo alcanzó su nivel de adsorción más
alta a 3.135 mg As / g con la temperatura de
calentamiento de 274,42 ° C en 3,04 horas, y se activó
mediante 1,18 millones H2SO4 solución a 87.88 ° C en
3,93 horas.

23. RESULTADOS DE
SUPERFICIE
ESPECÍFICA

24. Muestra Superficie especifica (m2/g)
Crudo barro rojo 67.81
Barro rojo activado 241.879
Tabla 2.Comparison de superficie específica
 Activado lodo rojo tiene un área de superficie
específica más alta que la del crudo, este resultado
es una de las razones que conducen al aumento de
la capacidad de adsorción de activación del lodo
rojo. iones de aluminio, iones de hierro y otros
iones metálicos se hacen reaccionar con ácido
H2SO4 en proceso de activación.

25. CONCLUSIÓN

26.  La investigación de los cinco parámetros del proceso
de activación del lodo rojo se ha estudiado. Son
temperatura de calcinación, el tiempo de calcinación,
la concentración de ácido, temperatura de activación
del ácido, el tiempo de activación del ácido. Un
modelo experimental que describe los efectos de los 5
factores se establece con base en el programa
Design-Expert con la capacidad de adsorción de
Como (V) como una función de respuesta.

27. ¡GRACIAS POR SU
ATENCIÓN!