Proceso de remoción de arsénico (V) en soluciones acuosas utilizando TiO2, como material sorbente

Abstract

Arsenic is a common element in the atmosphere, rocks and soil, hydrosphere and biosphere; It is extremely toxic to the human body, where exposure to this metalloid cause acute effects that may be lethal. It is for this reason that has led international organizations to establish a limit of arsenic in water (10 mg / L) using various technologies and adsorbents can carry out the removal of arsenic. Therefore, they have been made various investigations in this field. Due to this, in this work the adsorption capacity that has titanium dioxide (TiO2) to remove arsenate in batch type systems are evaluated and determine the balance in the system by kinetic experiments and the influence of the pH as arsenic chemistry is very complex, it may be stable oxidation states four and continue to change their oxidation states depending on the pH at which it is located. Adsorption experimental results were adjusted to different mathematical models established in the literature, which are used to represent the kinetics and adsorption equilibrium, in order to identify the dominant mechanisms for both the kinetics and the equilibrium of the system under study. The influence of temperature was also evaluated in the equilibrium ratio of removal and found that with increasing temperature arsenate concentration in TiO2 decreases. The results obtained suggest that titanium dioxide is a highly efficient removal of arsenate in batch processes such adsorbent. However, one must consider the pH range in which they work, since due to the kind of arsenate that is formed in this pH, the removal varies. Also the results indicate that acidic pH values are more uniform adsorption on the adsorbent surface adsorption and basic pH is heterogeneous.

El arsénico es un elemento muy común en la atmósfera, en rocas y suelos, en la hidrosfera y la biosfera; es extremadamente tóxico para el organismo humano, donde la exposición a este metaloide causa efectos agudos que pueden llegar a ser letales. Es por ello, que ha llevado a organismos internacionales a establecer un límite del contenido de arsénico en agua (10 ?g/L), utilizando diferentes tecnologías y adsorbentes que puedan llevar a cabo la remoción de arsénico. Por tal motivo se han efectuado diferentes investigaciones en este campo. Debido a lo anterior, en este trabajo se evaluó la capacidad de adsorción que tiene el dióxido de titanio (TiO2) para remover arsenato en sistemas tipo lote, así como determinar el equilibrio en el sistema mediante experimentos de cinética y la influencia que tiene el pH, ya que la química del arsénico es muy compleja, pues puede ser estable en cuatro estados de oxidación y continuar cambiando sus estados de oxidación, dependiendo del pH en el que se encuentre. Se ajustaron los resultados experimentales de adsorción a diferentes modelos matemáticos establecidos en la literatura, que se utilizan para representar la cinética y el equilibrio de adsorción, con la finalidad de identificar los mecanismos dominantes tanto de la cinética como del equilibrio del sistema en estudio. Se evaluó también la influencia de la temperatura en la relación de equilibrio de remoción y se encontró que al aumentar la temperatura la concentración de arsenato en TiO2 disminuye. Los resultados obtenidos sugieren que el dióxido de titanio es un adsorbente altamente eficiente para la remoción de arsenato en procesos tipo lote. No obstante, se debe considerar el rango de pH en el que se trabaje, ya que debido a la especie de arsenato que se forme a ese valor de pH, la remoción varía. Además, los resultados indican que a valores de pH ácidos hay una adsorción más homogénea en la superficie del adsorbente y a pH básicos la adsorción es heterogénea.