Produção e caracterização de biocarvões obtidos de bagaço de cana-de-açúcar modificado para remoção de manganês de efluentes aquosos

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Castro, Amanda Eugênio de
• Orientador(a): Ferreira, Guilherme Max Dias
• Banca de defesa: Ferreira, Guilherme Max Dias, Moreira, Renata Pereira Lopes, Fia, Ronaldo
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Lavras
• Programa de Pós-Graduação: Programa de PósGraduação em Engenharia Ambiental
• Departamento: Escola de Ciências Agrárias de Lavras
• País: brasil
• Palavras-chave em Português: Biocarvão; Adsorção; Manganês; Bagaço de cana - Tratamento; Bagaço de cana - Indústria; Resíduo agroindustrial; Adsorption; Trace element; Agroindustrial waste
• Área do conhecimento CNPq: Saneamento Ambiental
• Link de acesso: https://repositorio.ufla.br/handle/1/58164

O manganês é um dos contaminantes mais comuns em águas de mina e efluentes das minerações em Minas Gerais, muitas vezes negligenciado por se apresentar como um micronutriente essencial. No entanto, quando descartado inadequadamente no ambiente, o Mn pode contaminar sistemas aquáticos,gerandoinadequação da água para diversos usos, comprometendoa vida e saúde de várias espécies. Apesar de vários métodos de tratamento poderem ser utilizados para remediação de efluentes aquosos contendo Mn, a remoção deste elemento de meios aquosos ainda é uma questão importante das tecnologias de tratamento e gestão ambiental que visam a atender aos parâmetros estabelecidos pela legislação. Neste contexto, a adsorção utilizando materiais carbonáceos, como biocarvões (BC), para descontaminação de meios aquosos tem sido proposta como alternativa de alta eficiência, baixo custo e fácil implementação. No entanto, a utilização dediferentes condições de pré-tratamento de biomassa e temperatura de pirólise (TP), que desempenham um papel importante para modular as propriedades dos biocarvões aumentando sua performance de adsorção, tem sido pouco explorada na remoção de Mn de efluentes aquosos da mineração. Diante disso, este estudo avaliou os efeitos do pré-tratamento químico do bagaço da cana-de-açúcar (utilizando NaOH ou H3PO4) e da temperatura de pirólise na produção de BC para adsorção de Mn(II) de meio aquoso. Os BC foram sintetizados em um forno do tipo mufla, na presença parcial de oxigênio, nas temperaturas de 400 e 500 °C e caracterizados por diferentes técnicas (FTIR, análise condumétrica, MEV, EDS e TGA). Estudos avaliando o efeito do pH e da força iônica, bem como estudos de cinética e equilíbrio de adsorção do íon metálico, foram avaliados em soluções aquosas sintéticas, para posterior aplicação do BC de melhor desempenho em amostras reais de mineração. Os diferentes tipos de pré-tratamento da biomassa e TP afetaram os rendimentos dos materiais, os grupos funcionais presentes na superfície dos materiais e os valores de pHPCZ. Os estudos de adsorção mostraram que a remoção de Mn(II) pode ser aplicada em uma ampla faixa de pH inicial (4 a 8) e que o equilíbrio de adsorção é alcançado em curto tempo de contato (menor que 10 min). As isotermas de adsorção mostraram que o material obtido a 400°C por tratamento da biomassa com NaOH (BC400TB) apresentou a maior capacidade adsortiva (cerca de 22 mg g−1). No entanto, alguns efeitos como aumento da força iônica e a presença de íons Fe(II) no sistema fez com que a porcentagem de remoção de Mn(II) reduzisse. O BC400TB foi utilizado como adsorvente em efluentes de mineração e se mostrou com elevado potencial para remoção de Mn desses sistemas.