Eliminación de metales pesados de aguas utilizando adsorbentes preparados con desechos de la industria regional. Marianela Gimenez, Santiago Rómoli, Cintia Navas, Cecilia Morandi, Fabiana Sardella y Cristina Deiana Instituto de Ingeniería Química Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de San Juan – Argentina

Objetivo Evaluar en forma comparativa el comportamiento de carbones activados obtenidos a partir de orujo, lex y escobajo de uva para la adsorción de plomo y cadmio presente en soluciones acuosas.

Problemas ambientales actuales Prevención de la contaminación de cursos de agua dulce y su remediación Ecotóxicos peligrosos no biodegradables Carecen de valor biológico Producen daños en los sistemas digestivo, nervioso y reproductor. Cadmio Cromo Plomo Cobre Mercurio Metales pesados

Carbones activados Materiales carbonosos, preparados artificialmente, que exhiben alto grado de porosidad y gran área superficial específica. Presentan una estructura compuesta por átomos de carbono en arreglos semejantes a estructuras laminares ordenadas al azar generando una elevada microporosidad y otorgándole extraordinarias propiedades adsorbentes

MATERIAS PRIMAS Residuos de la industria vitivinícola LeX Residuo del proceso de extracción de aceite de semillas de uva Escobajo Esqueleto del racimo de uva. Residuo de los procesos de vinificación y producción de mosto y pasas. Orujo Residuo del prensado de uva fresca para la producción de mosto y vino

SINTESIS DE CARBONES ACTIVADOS Carbonización Tratamiento térmico a velocidad de 1,4 K/min hasta 773 K y mantenimiento por 2 horas, en ausencia de oxígeno. En retorta de acero inoxidable, de 5 L de capacidad, calentada en horno eléctrico con control de temperatura. Activación Tratamiento térmico hasta la temperatura de reacción a velocidad de 15 K/min, en atmósfera inerte de N2 (300 ml/min). Agente de activación: vapor de agua con velocidad de flujo de 1,7 g / g de carbonizado. h

Análisis próximo y elemental de los precursores Análisis elemental (bs*) Material Humedad (%) Ceniza (%) Materia volátil Carbono fijo N C H S Orujo de uva 29,4 8,3 48,7 13,6 1,98 52,22 5,80 Escobajo de uva 20,2 12,5 53,5 13,9 0,37 46,14 5,74 Lex de uva 19,3 5,6 44,4 30,7 2,91 52,27 5,38 Condiciones de activación para cada material. Material Temperatura (K) Tiempo (min) Caudal de vapor (g/g.h) Rendimiento (%) Escobajo de uva 973 165 1,7 47 Orujo de uva 1073 105 1,0 36 Lex de uva 1153 45

Caracterización de los adsorbentes Material Area BET (m2/g) Volumen total poros (cc/g) Volumen mesoporos (cc/g) Volumen microporos (cc/g) CA-OU 266 0,099 0,001 0,095 CA-EU 300 0,128 0,006 0,114 CA-LU 798 0,442 0,093 0,342 Material Grupos básicos (meq/g) Grupos ácidos (meq/g) Total (meq/g) pHpzc CA-EU 4,77 1,91 6,68 11,2 CA- LU 1,83 0,20 2,03 12,0 CA-OU 2,26 0,70 2,96 11,0

Isotermas de adsorción de plomo Lex de uva  Escobajo de uva Orujo de uva

Isotermas de adsorción de cadmio Lex de uva  Escobajo de uva Orujo de uva

Ajuste a modelos teóricos Adsorción de plomo Material Modelo de Langmuir Modelo de Freundlich KL (L/mg) Qm (mg/g) R2 KF n CA-EU 1,49 358,10 0,88 172,8 4,44 0,94 CA-OU 9,38 399,50 0,83 244,30 5,81 0,87 CA-LU 11,18 99,77 0,80 65,32 7,06 Adsorción de cadmio Material Modelo de Langmuir Modelo de Freundlich KL (L/mg) Qm (mg/g) R2 KF n CA-EU 2,12 58,20 0,88 33,03 5,81 0,97 CA-OU 0,19 75,61 0,98 35,93 6,10 0,94 CA-LU 0,89 34,65 0,81 20,68 7,93 0,83

Conclusiones Se probó la eficacia de carbones activados obtenidos a partir de escobajo, orujo y lex de uva frente a la remoción de plomo y cadmio en solución acuosa, obteniéndose porcentajes de remoción de estos metales superiores al 95%.   Baja influencia de las propiedades texturales de los adsorbentes, área superficial específica y volúmenes de poros, sobre la capacidad de adsorción de Pb y Cd, en las condiciones experimentales ensayadas. La naturaleza básica de los adsorbentes produjo la evolución de los valores de pH hacia rangos en los que aparecen especies insolubles de los metales estudiados. Por lo tanto, el mecanismo de precipitación se sumó al de adsorción, mejorando la eficiencia de estos materiales para la remoción de los contaminantes analizados.