Se presenta un estudio sobre la eliminación de metales pesados utilizando un adsorbente preparado a partir de residuos de café pirolizado y arcilla.

1. ELIMINACION DE METALES PESADOS CON
ADSORBENTE PREPARADO DE RESIDUOS
DE CAFÉ PIROLIZADO Y ARCILLA
Instructor: Nuñez Esquer Marco Antonio
Alumno: Lopez Orantes David Amado
05 de noviembre 2014

2.  Virote Boonamnuayvitaya
 Chaiyan Chaiya
 Wiwut Tanthapanichakoon
 Somnuk Jarudilokkul
Department of Chemical Engineering, King Mongkut’s University
of Technology Thonburi.
91 Pracha-utit Road, Bangmod, Bangkok 10140,
Thailand

3.  Introducción
 Métodos y Materiales
 Resultados y Discusión
 Conclusiones

4. Muchas industrias como el platinado y la minería, desechan
agua de residuo contaminada con metales pesados hacia el
ambiente. Aunque, se han adoptado algunas acciones
preventivas por varios métodos para remover metales
pesados de su efluente, particularmente la precipitación
química tiene una amplia aplicación, sin embargo este
método no es apto para la remoción de iones de metales
pesados en bajas concentraciones.

5. Los residuos de café (canephora sp.) desechados de la
producción de café instantáneo fueron proporcionados
por Siamcona (thailandia).
La arcilla se uso como glutinante de los residuos de
café, y se obtuvo de Compoundclay, se uso Cu2+,
Ni2+, Pb2+ and Zn2+ en la adsorción con los
granulaos de adsorbente CC en concentraciones
iniciales de 25, 50, 100, 200 y 250 ppm,
respectivamente.

6. La desorción se estudio de la siguiente
manera: 1 gramo de cadmio y adsorbente CC
de la adsorción metalica previa fueron
colocados en un matraz Erlenmeyer de 250 ml
el cual contenía 100 ml de agua destilada. La
mezcla se agito con un agitador a 100 rpm a
temperatura ambiente.

7.  La determinación de los grupos funcionales se
registraron en un espectrofotómetro infrarrojo
(perkin- Elmer 1760x).
 el potencial Z del adsorbente CC fue evaluado
por un Zeta-sizer Malvern 3000.
 El analizador de superficie de BET (poresizser-micro
meritics 9320) fue utilizado para el
estudio de las muestras de superficie de área
especifica y el diámetro de poro.

8. Efecto de la temperatura de pirolisis

10. La adsorción de iones de Cu2+ por
adsorbentes CC con la variación de diámetro
que van de 1 a 6 mm y 10 mm de longitud se
muestra en la siguiente tabla.

11. Las condiciones adecuadas para la formación
granular de adsorbente-CC fueron
determinados de la siguiente manera; la
temperatura de pirolisis de 500 °C, la relación
en peso de residuo de café pirolizado a arcilla
de 80:20 y diámetro de 4mm.

12. Las isotermas de adsorción de los iones de
Cd2+, Cu2+, Ni2+, Pb2+ y Zn2+en adsorbente CC

13. De las curvas de adsorción, se presume que la
adsorción sigue la isoterma de Langmuir. La
capacidad máxima de adsorción (Vm) se
determine del grafico de Cx/V y Cx de la
ecuación siguiente.
Donde
Cx = es la concentración de equilibrio del ion en solución (mg/l);
V= es la isoterma del adsorbato en adsorbente (mg/g)
K =La constante de equilibrio (l/mg).

15. Mecanismo de adsorción
Efecto pH
El Vm para Cd2+ aumento con el incremento de pH y
alcanzo estabilidad en pH 7-9 como se muestra

16. Cuando aumenta la temperatura, Vm aumenta,
mientras que K disminuye. Basándose en la
isoterma de langmuir, el aumento de Vm
implica que probablemente se activaron mas
sitios activos a temperaturas altas. En
contraste, la disminución de K debe ser
causado por un flujo alto de desorción

18. El calor de adsorcion (delta H) el cual indica el
mecanismo de adsorcion fue calculado por la ecuacion
de van’t Hoff.

19. El valor de delta H encontrado fue de -1.11
kcal/mol el cual indica la reacción exotérmica.

20. Adsorcion y desorcion

22. Los grupos funcionales incluyendo, residuos de
café y adsorbentes cc se determinaron Por el
método de FTIR .
. Los grupos O-H, C=O y C-N fueron encontrados
en todas las muestras donde O-H fue máximo.

24. Un parámetro que indique el potencial eléctrico
de la superficie de una partícula es potencial-zeta.
puede ser determinada por la medición
de la velocidad de partículas en el campo
eléctrico. Con pH= 7 el potencial zeta de
residuos de café, residuo de café pirolizado,
arcilla, adsorbente cc y carbón activado fueron
de – 27.1, -51.9, -29.3, -50 y 26.3 mV
respectivamente.

26. Área superficial especifica
La siguiente tabla nos muestra las áreas de
superficie especifica y el diámetro del poro

27. Mientras el diámetro del poro de las muestras
están clasificadas en el orden ascendiente de
carbón activado< residuos de café< residuos
de café pirolizado< adsorbente cc. Estos
resultados indicaron que el aumento de áreas
superficiales específicas y diámetros de poros
deben ser causada por la pirolisis.

28. El área superficial especifica de adsorbente cc
estaba relativamente bajo comparado con las
del carbón activado que con tiene en su
mayoría microporos

29. En general, el area superficial especifica se
relaciona con la capacidad de adsorción, pero
deben de estar disponibles en ciertos tamaños
de poro. Por lo tanto, la mayor adsorción por
area de adsorbente cc pueda ser causada por
la fracción mas alta de mesoporos

30. - la condición adecuada para la formación de
adsorbente cc granular son las siguientes:
temperatura de pirolisis 500°C, un rango de
peso de residuo de café a arcilla de 80:20 y 4
mm de diámetro de tamaño granular.
-la adsorción siguió la isoterma de langmuir.

31. -El Vm incrementa con aumentos de pH y
temperatura. sin embargo, a altos pH los iones
de metal pueden precipitar.
-La regeneración de adsorción cc realizado con
agua destilada dio un rendimiento de
recuperación de 88-92%.
- Del estudio FTIR, O-H,C=O y los grupos C-N
fueron los principales grupos funcionales de
adsorbente cc.