Adsorción de mercurio y cadmio en carbón subbituminoso oxidado-xantado, sulfonado o activado y resina sintética comercial

Abstract

The combustion of low rank coal produces environmental impacts due to its low heat of combustion and high heteroatom content which has promoted its alternative uses as an adsorbent. A subbituminous coal (CS) was oxidized with air at 150°C on a fixed bed for 4 hours and xanthated with carbon disulfide in a basic solution, at 30°C. The resulting xanthated coal (CX) was evaluated for the adsorption of Hg2+ and Cd2+ from 0,100, 1,000, 12.48, 124.8 y 998.3mg/L aqueous solutions; metal concentrations were determined by atomic absorption spectrometry. CX was compared against CS, a sulfonated CS, activated CS (CAp), a commercial activated carbon (CAC), and a commercial synthetic resin (RC) in terms of Hg2+ and Cd2+ adsorption. RC showed the highest adsorption capacity (concentration factor 98%) followed by theCX (concentration factor 96%). The adsorption of cadmium on the sulfonated CS was 0.56meq/g, lower than that of CX, 1.85meq/g. In general, Hg2+ was less adsorbed than Cd2+; the adsorption capacities decreased in the order: RC, CX, sulfonated CS, activated CS, CS, and CAC. CX showed a better Cd2+ adsorption, 81% against 15%, than a non-oxidized 40-hours-xanthated coal, which shows that oxidation of coal increased the amount of oxygenated groups that enhanced xanthation.

La combustión del carbón de bajo rango produce impactos ambientales por su bajo calor de combustión y alto conte-nido de heteroátomos, lo que ha promovido sus usos alter-nativos, como adsorbente. Un carbón subbituminoso (CS), se oxidó con aire a 150°C, en un lecho fijo, durante cuatro horas y se xantó con disulfuro de carbono en solución bá-sica, a 30°C. Este carbón xantado (CX), se evaluó para la adsorción de Hg2+ y Cd2+ de soluciones acuosas de 0,100, 1,000, 12,48, 124,8 y 998,3mg/L; los metales, se determi-naron por espectrometría de absorción atómica. CX se com-paró con CS, CS sulfonado y CS activado (CAp), además de un carbón activado comercial (CAC) y una resina sintética comercial (RC), en términos de su capacidad de adsorción de metales. RC mostró la más alta capacidad de adsorción (factor de concentración 98%), seguido por CX (factor deconcentración 96%). En general, el Hg2+ se adsorbió me-nos que el Cd2+ y las capacidades de adsorción siguieron el orden, de mayor a menor: RC, CX, CAp, CS, y CAC. CX también mostró una mejor adsorción de Cd2+, 81% vs. 15%, que un carbón xantado no oxidado, lo que muestra que la oxidación previa del carbón aumentó la cantidad de grupos oxigenados que, a su vez, aumentaron la xantación.