Eficiência de extração de cobre e níquel utilizando sistemas microemulsionados bifásicos e trifásicos
The environmental impact due to the improper disposal of metal-bearing industrial effluents imposes the need of wastewater treatment, since heavy metals are nonbiodegradable and hazardous substances that may cause undesirable effects to humans and the environment. The use of microemulsion systems...
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| Autor principal: | |
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| Outros Autores: | |
| Formato: | doctoralThesis |
| Idioma: | por |
| Publicado em: |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte
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| Assuntos: | |
| Acesso em linha: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17785 |
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Extração. Cobre. Níquel. Microemulsão. Winsor II. Winsor III Extraction. Copper. Nickel. Microemulsion. Winsor II. Winsor III CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
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Extração. Cobre. Níquel. Microemulsão. Winsor II. Winsor III Extraction. Copper. Nickel. Microemulsion. Winsor II. Winsor III CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA Oliveira, Mônica Rodrigues de Eficiência de extração de cobre e níquel utilizando sistemas microemulsionados bifásicos e trifásicos |
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The environmental impact due to the improper disposal of metal-bearing industrial
effluents imposes the need of wastewater treatment, since heavy metals are nonbiodegradable
and hazardous substances that may cause undesirable effects to humans and
the environment. The use of microemulsion systems for the extraction of metal ions from
wastewaters is effective when it occurs in a Winsor II (WII) domain, where a
microemulsion phase is in equilibrium with an aqueous phase in excess. However, the
microemulsion phase formed in this system has a higher amount of active matter when
compared to a WIII system (microemulsion in equilibrium with aqueous and oil phases
both in excess). This was the reason to develop a comparative study to evaluate the
efficiency of two-phases and three-phases microemulsion systems (WII and WIII) in the
extraction of Cu+2 and Ni+2 from aqueous solutions. The systems were composed by:
saponified coconut oil (SCO) as surfactant, n-Butanol as cosurfactant, kerosene as oil
phase, and synthetic solutions of CuSO4.5H2O and NiSO4.6H2O, with 2 wt.% NaCl, as
aqueous phase. Pseudoternary phase diagrams were obtained and the systems were
characterized by using surface tension measurements, particle size determination and
scanning electron microscopy (SEM). The concentrations of metal ions before and after
extraction were determined by atomic absorption spectrometry. The extraction study of
Cu+2 and Ni+2 in the WIII domain contributed to a better understanding of microemulsion
extraction, elucidating the various behaviors presented in the literature for these systems.
Furthermore, since WIII systems presented high extraction efficiencies, similar to the ones
presented by Winsor II systems, they represented an economic and technological
advantage in heavy metal extraction due to a small amount of surfactant and cosurfactant
used in the process and also due to the formation of a reduced volume of aqueous phase,
with high concentration of metal. Considering the reextraction process, it was observed
that WIII system is more effective because it is performed in the oil phase, unlike
reextraction in WII, which is performed in the aqueous phase. The presence of the metalsurfactant
complex in the oil phase makes possible to regenerate only the surfactant present
in the organic phase, and not all the surfactant in the process, as in WII system. This fact
allows the reuse of the microemulsion phase in a new extraction process, reducing the
costs with surfactant regeneration |
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Dantas, Tereza Neuma de Castro |
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ri-123456789-177852017-11-04T17:42:48Z Eficiência de extração de cobre e níquel utilizando sistemas microemulsionados bifásicos e trifásicos Oliveira, Mônica Rodrigues de Dantas, Tereza Neuma de Castro http://lattes.cnpq.br/2219717055055892 http://lattes.cnpq.br/0676872399141537 Silva, Djalma Ribeiro da http://lattes.cnpq.br/2791074318745945 Barros Neto, Eduardo Lins de http://lattes.cnpq.br/2811639726261017 Peres, Antônio Eduardo Clark http://lattes.cnpq.br/8666548473150908 Lucena Neto, Marciano Henrique de http://lattes.cnpq.br/4809804711785369 Extração. Cobre. Níquel. Microemulsão. Winsor II. Winsor III Extraction. Copper. Nickel. Microemulsion. Winsor II. Winsor III CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA The environmental impact due to the improper disposal of metal-bearing industrial effluents imposes the need of wastewater treatment, since heavy metals are nonbiodegradable and hazardous substances that may cause undesirable effects to humans and the environment. The use of microemulsion systems for the extraction of metal ions from wastewaters is effective when it occurs in a Winsor II (WII) domain, where a microemulsion phase is in equilibrium with an aqueous phase in excess. However, the microemulsion phase formed in this system has a higher amount of active matter when compared to a WIII system (microemulsion in equilibrium with aqueous and oil phases both in excess). This was the reason to develop a comparative study to evaluate the efficiency of two-phases and three-phases microemulsion systems (WII and WIII) in the extraction of Cu+2 and Ni+2 from aqueous solutions. The systems were composed by: saponified coconut oil (SCO) as surfactant, n-Butanol as cosurfactant, kerosene as oil phase, and synthetic solutions of CuSO4.5H2O and NiSO4.6H2O, with 2 wt.% NaCl, as aqueous phase. Pseudoternary phase diagrams were obtained and the systems were characterized by using surface tension measurements, particle size determination and scanning electron microscopy (SEM). The concentrations of metal ions before and after extraction were determined by atomic absorption spectrometry. The extraction study of Cu+2 and Ni+2 in the WIII domain contributed to a better understanding of microemulsion extraction, elucidating the various behaviors presented in the literature for these systems. Furthermore, since WIII systems presented high extraction efficiencies, similar to the ones presented by Winsor II systems, they represented an economic and technological advantage in heavy metal extraction due to a small amount of surfactant and cosurfactant used in the process and also due to the formation of a reduced volume of aqueous phase, with high concentration of metal. Considering the reextraction process, it was observed that WIII system is more effective because it is performed in the oil phase, unlike reextraction in WII, which is performed in the aqueous phase. The presence of the metalsurfactant complex in the oil phase makes possible to regenerate only the surfactant present in the organic phase, and not all the surfactant in the process, as in WII system. This fact allows the reuse of the microemulsion phase in a new extraction process, reducing the costs with surfactant regeneration O impacto ambiental gerado pelo descarte de efluentes industriais carregados de metais pesados impõe a necessidade do tratamento desses rejeitos, uma vez que são tóxicos e não biodegradáveis, podendo causar sérios danos à população e ao meio ambiente. O processo de extração de cátions metálicos utilizando microemulsões é eficaz quando acontece em WII, onde a fase microemulsionada encontra-se em equilíbrio com uma fase aquosa em excesso. No entanto, a microemulsão formada nesse sistema possui uma maior quantidade de matéria ativa quando comparada ao equilíbrio de WIII (microemulsão em equilíbrio com fases aquosa e oleosa, ambas em excesso), ainda pouco estudado, motivando, assim, o desenvolvimento de um estudo comparativo da eficiência de extração dos íons Cu2+ e Ni2+ por sistemas microemulsionados bifásicos e trifásicos (WII e WIII). Os constituintes utilizados nos sistemas de extração foram: óleo de coco saponificado - OCS (Tensoativo), n- Butanol (Cotensoativo), querosene (Fase Oleosa) e soluções sintéticas de CuSO4.5H2O e NiSO4.6H2O com NaCl 2% (fases aquosas). Foram obtidos os diagramas de fases pseudoternários e os sistemas microemulsionados foram caracterizados através das técnicas de tensão superficial, tamanho de partículas e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A concentração dos íons foi determinada por espectrometria de absorção atômica. O estudo da extração dos cátions metálicos Cu2+ e Ni2+ na região de WIII contribuiu para um melhor entendimento dos processos de extração por microemulsão, elucidando os vários comportamentos apresentados na literatura para esses sistemas. Além disso, uma vez que houve uma alta eficiência de extração, similar aos sistemas de Winsor II, o sistema trifásico (WIII), por apresentar uma menor quantidade de tensoativo e cotensoativo, e um menor volume de fase aquosa após a extração, levou a uma maior concentração do metal, representando uma vantagem econômica e tecnológica do processo. Assim, a extração em sistema trifásico é viável e, apesar dos percentuais de extração em WII e WIII serem semelhantes, o sistema de WIII leva a uma maior concentração do metal na fase extrato. O presente trabalho mostrou, ainda, que a etapa de reextração para os sistemas em WIII é mais eficaz pois, diferentemente da extração em Winsor II, ela é realizada na fase oleosa, onde está depositado o complexo metal/tensoativo, regenerando somente o tensoativo que complexa com o metal na fase orgânica, e não todo o tensoativo utilizado, como é o caso do equilíbrio em Winsor II. Este fato viabiliza a reutilização da fase microemulsão no processo de extração, diminuindo os custos de regeneração do tensoativo 2014-12-17T15:42:28Z 2014-04-16 2014-12-17T15:42:28Z 2014-01-23 doctoralThesis OLIVEIRA, Mônica Rodrigues de. Eficiência de extração de cobre e níquel utilizando sistemas microemulsionados bifásicos e trifásicos. 2014. 130 f. Tese (Doutorado em Físico-Química; Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2014. https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/17785 por Acesso Aberto application/pdf application/pdf Universidade Federal do Rio Grande do Norte BR UFRN Programa de Pós-Graduação em Química Físico-Química; Química |