Browsing by Author "Mansur, Marcelo Borges"

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    Batch removal of manganese from acid mine drainage using bone char.
    (2014) Sicupira, Dalila Chaves; Silva, T. Tolentino; Leão, Versiane Albis; Mansur, Marcelo Borges
    The present study investigated batch kinetics and the batch equilibrium of manganese removal from acid mine drainage (AMD) using bone char as an adsorbent. Equilibrium tests revealed that the Langmuir-based maximum manganese uptake capacity was 22 mg g-1 for AMD effluents and 20 mg g-1 for laboratory solutions at a pH ranging from 5.5 to 5.7. The pseudo-second order model best described the manganese kinetics within bone char. Manganese removal was mainly influenced by the operating variables of the solid/liquid ratio and the pH of the aqueous phase. In fact, metal uptake was favored at nearly neutral pH values. The effect of particle size and temperature proved to be insignificant for the investigated operating range. This work also evaluated the mechanism for manganese removal using bone char. Results showed that intraparticle diffusion is the main rate-limiting step; however, additional contributions from boundary layer diffusion may well affect this removal when particles of smaller sizes are used. The final concentration of fluoride and other metals present in the AMD effluent was in agreement with the concentration limit set forth by Brazilian legislation. The present study demonstrated that bone char is a suitable material to be used for the removal of manganese from AMD effluents.
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    Estudo cinético e termodinâmico da adsorção do manganês em resinas de troca iônica.
    (2021) Amengol, Bruna Peatricy da Cunha; Leão, Versiane Albis; Leão, Versiane Albis; Ladeira, Ana Cláudia Queiroz; Mansur, Marcelo Borges
    A presente dissertação avaliou, inicialmente, a seletividade de três resinas de troca iônica: (i) quelante (Purolite S950), (ii) fracamente ácida (Purolite C104E) e (iii) fortemente ácida (Purolite C100), em relação aos íons Mn2+ , Ca2+ e Mg2+. Notou-se que as resinas Purolite S950 e C104E apresentaram maior afinidade aos íons Mn2+ , em contrapartida, a resina Purolite C100 apresentou maior seletividade aos íons Ca2+ . Após estudos mais detalhados, constatou-se que a resina mais eficiente para adsorção de íons Mn2+ foi a Purolite S950 (portadora do grupo de troca aminofosfônico). Diante disso, foram realizados ensaios, em soluções sintéticas contendo apenas manganês, a fim de determinar o tempo de equilíbrio para a adsorção do íon em questão, em pH equivalente à 4,5. Observou-se que o tempo necessário para a adsorção atingir o equilíbrio foi de aproximadamente 5 horas. Em seguida, nos ensaios correspondentes à modelagem cinética, em pH=4,5, 350mg.L-1 Mn2+ em 0,5L de solução, 5mL de resina, durante 5 horas, agitação de 645min-1 , à 40ºC, 55ºC e 70ºC, verificou-se que o modelo que apresentou melhor ajuste aos dados experimentais foi o de pseudossegunda ordem (r²=0,98) e a energia de ativação calculada foi correspondente a 16,42kJ.mol-1 . Os dados experimentais de equilíbrio se ajustaram melhor à isoterma de Langmuir, com valores de coeficiente de determinação maiores que 0,94 e Qmax equivalente à 43,77mg de Mn2+.mL-1 de resina. Ademais, foram determinados os valores de entalpia e entropia equivalentes à - 87,92 kJ.mol-1 e -0,28kJ.mol-1 .K-1 , respectivamente, indicando que o processo é exotérmico e que há uma diminuição na desordem das moléculas na superfície do adsorvente. Por fim, nos estudos de dessorção/regeneração, em 1mol.L-1 de HCl, durante 24 horas, houve a recuperação de apenas 42,91% do metal de interesse.