Desenvolvimento de micropartículas magnéticas associadas à quitosana reticulada para recuperação de ions Ni² de efluentes industriais

Abstract

Desde 2016, os estoques mundiais de níquel (Ni) vêm sendo reduzidos. Em 2018 houve a falta de 178 mil toneladas deste metal, fato que se intensificará com a inserção maciça de carros elétricos em 2020. Consequentemente, espera-se o aumento de sua extração, o que acarretaria na retirada de mais recursos não renováveis e na geração de mais resíduos que são armazenados inadequadamente. Ainda assim, uma grande quantidade de níquel é descartada junto aos efluentes industriais sem obter futura reutilização. Desta forma, é proposto neste trabalho, o desenvolvimento de micropartículas magnéticas associadas a quitosana reticulada para recuperação de Ni2+. Para o preparo das micropartículas de quitosana, borrifou-se uma solução de quitosana em uma solução de hidróxido de sódio, sendo posteriormente adicionado 1,5-pentanodial para reticulação. Com o intuito de conferir propriedades magnéticas, foram preparadas partículas de magnetita a partir do método de co-precipitação. As partículas obtidas foram dispersas em uma solução de quitosana e repetiu-se o processo descrito anteriormente. Efetivaram-se testes de adsorção e dessorção para comparação da eficiência das micropartículas, sendo que as de quitosana-magnetita alcançaram grau máximo de adsorção de 96,51 mg de Ni2+ para cada grama de partícula após 50 minutos em contato com a solução, representando que cerca de 47,05% deste íon foi removido da solução. Ademais, foram realizadas análises comparativas do tamanho das partículas e de seu Potencial Zeta antes e depois da adsorção.

Since 2016, world nickel (Ni) stocks have been reduced. In 2018 there was a lack of 178 thousand tons of this metal, a fact that will be intensified with the massive insertion of electric cars in 2020. As a result, it is expected to increase its extraction, which would lead to the removal of more non-renewable resources and in the generation of more waste that is improperly stored. Still, a large amount of nickel is discarded with industrial effluents without future reuse. Therefore, it is proposed in this work, the development of magnetic microparticles associated to cross-linked chitosan for Ni2+ recovery. To prepare the chitosan microparticles, a chitosan solution was sprayed in a sodium hydroxide solution, then 1,5-pentanodial was added for crosslinking. In order to confer magnetic properties, magnetite particles were prepared from the co-precipitation method. The obtained particles were dispersed in a chitosan solution and the process described above was repeated. Adsorption and desorption tests were performed to compare the efficiency of the microparticles, which the chitosan-magnetite reached a maximum adsorption level of 96,51 mg Ni2+ for each gram of particle after 50 minutes in contact with the solution, representing about 47,05% of this ion was removed from the solution. Furthermore, comparative analyzes of particle sizes and Zeta Potential were performed before and after adsorption.