Adsorção dos corantes azul reativo BF-5G e azul de metileno utilizando cinzas de biomassa oriundas da indústria ceramista

Abstract

O avanço da produção industrial tem resultado em um aumento significativo na geração de resíduos e no descarte inadequado de efluentes contaminados com compostos orgânicos e inorgânicos, acarretando diversos problemas ambientais. Entre esses contaminantes, os corantes destacam-se devido à gravidade dos efeitos causados quando não tratados adequadamente. Diversos métodos são citados na literatura para a remoção de corantes em águas residuais; no entanto, o alto custo e a baixa eficiência de alguns processos tornam sua aplicação inviável. Este trabalho investigou o uso de resíduos cerâmicos (cinzas) oriundos de olarias no Vale do Açu como adsorventes para a remoção dos corantes Azul Reativo BF-5G (BF-5G) e Azul de Metileno (AM) por meio do processo de adsorção, utilizando uma solução modelo contendo os corantes em estudo. O adsorvente foi caracterizado por diversas técnicas, incluindo análise granulométrica, área superficial por BET, Fluorescência de Raios-X (FRX), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e determinação do Ponto de Carga Zero (pHPCZ). Os ensaios de adsorção foram conduzidos pelo método de banho finito. Os dados cinéticos e de equilíbrio foram modelados, sendo a escolha do melhor modelo baseada no critério de Akaike. A área superficial do resíduo cerâmico foi de 40 m².g⁻¹, e o pHPCZ foi determinado como 11,07, indicando que o pH do meio não influenciou significativamente o processo de adsorção. A cinética de adsorção para o azul de metileno atingiu o equilíbrio em 3 horas, enquanto para o BF-5G, o equilíbrio foi alcançado em 2 horas. Os modelos cinéticos que melhor se adequaram aos dados experimentais foram o de pseudo-primeira ordem para o BF-5G e o de pseudo-segunda ordem para o AM. Os estudos de isotermas revelaram que o modelo de Langmuir foi o mais adequado para o AM, enquanto o modelo de Freundlich melhor descreveu a adsorção do BF-5G, com capacidades máximas adsorvidas de 17,22 mg.g⁻¹ para o BF-5G e 34,1 mg.g⁻¹ para o AM. A eficiência de remoção obtida foi de 38% para o BF-5G e 82% para o AM a 45°C. Os parâmetros termodinâmicos indicaram que o processo de adsorção é espontâneo e endotérmico. Os resultados deste estudo demonstraram que os resíduos cerâmicos possuem potencial como adsorventes para a remoção de corantes orgânicos e reativos em meio aquoso. O uso desses resíduos como adsorventes pode representar uma solução economicamente viável e ambientalmente sustentável para o tratamento de efluentes contaminados, sugerindo a possibilidade de aplicação em escala industrial.