Adsorción de cromo en materiales arcillosos funcionalizados con compuestos orgánicos

Abstract

Los metales pesados constituyen uno de los principales contaminantes de los medios acuáticos. En particular, el cromo (VI) es uno de los elementos metálicos más tóxicos para los organismos vivos. Entre las tecnologías utilizadas para la remoción de este contaminante, la adsorción mediante el uso de arcillas naturales y funcionalizadas con compuestos orgánicos presenta como ventajas la efectividad y facilidad de operación del proceso y la disponibilidad y bajo costo de las materias primas. La provincia de Entre Ríos dispone de grandes volúmenes de minerales arcillosos que son abandonados luego de la explotación de canteras. En estudios previos, estos residuos han sido empleados como adsorbentes de cationes metálicos en solución, lográndose resultados promisorios. Continuando con esta investigación, en este trabajo se propuso analizar el aprovechamiento de estas arcillas, ya sea en su forma natural o modificadas, para la remoción de especies oxoaniónicas de cromo en solución. El material arcilloso usado como adsorbente fue extraído de una cantera ubicada en Entre Ríos. La caracterización mediante espectroscopía IR y DRX sugirió la presencia de caolinita y cuarzo como principales componentes. Para los ensayos de sorción el material fue utilizado en su forma natural y tratado al 100 % de su capacidad de intercambio catiónico (CEC) con HDTMA-Br para generar la organoarcilla. Los resultados obtenidos al emplear como adsorbente la arcilla natural pusieron de manifiesto bajos niveles de captación del cromo. En tal sentido, para las distintas condiciones evaluadas los porcentajes de remoción fueron inferiores al 8,9 ± 3,2 %. Por otra parte, los niveles de adsorción mejoraron significativamente cuando se utilizó como adsorbente la organoarcilla sintetizada. Se encontró que la capacidad de remoción aumentó considerablemente al reducir el pH, alcanzándose valores hasta 79,6 ± 0,5 % para pH próximos a 1. El análisis de la variable tiempo indicó un equilibrio rápido del proceso de sorción bajo estudio. Además, el incremento en la concentración inicial del metal provocó una disminución en los porcentajes de remoción como resultado de una probable saturación del adsorbente. Mediante el ajuste de los datos experimentales a los modelos de Langmuir y Freundlich se concluyó que el último de ellos describiría más adecuadamente el equilibrio de sorción cromo-organoarcilla. Finalmente, los resultados de este estudio manifestaron la potencial aplicación de los materiales arcillosos modificados, obtenidos a partir de un residuo altamente disponible en Entre Ríos, para el empleo como adsorbentes de cromo en solución.