STUDIES ON REMOVAL OF METAL IONS IN WATER USING ZEOLITES SYNTHESIZED FROM COAL ASHES

As cinzas de carvão podem ser convertidas em produtos zeolíticos por tratamento hidrotérmico alcalino. No presente estudo, a capacidade de zeólitas sintetizadas a partir de cinzas de carvão brasileiras (6 amostras da cinza volante do filtro de mangas e 6 amostras da cinza leve do filtro ciclone) na remoção de Zn2+ e Cd2+ de soluções aquosas foi investigada. O tempo de equilíbrio alcançado pela maioria das zeólitas foi de 24 horas. Os dados de equilíbrio obtidos se ajustaram à isoterma de adsorção de Langmuir. As capacidades de troca catiônica máximas estavam entre 25,9 e 39,5 mg g-1 para o Zn2+ e entre 49,5 e 72,3 mg g-1 para o Cd2+. A zeólita sintética (ZM1) apresentou área superficial no valor de 66,38 m2 g-1, baixa relação Si/Al (1,65) e a formação de zeólitas sodalita e faujasita, que contribuíram para seu melhor desempenho. Estudos de adsorção de íons metálicos com a ZM1 indicaram a seguinte seqüência de seletividade: Pb2+ > Cd2+ > Cu2+ > Zn2+ > Ni2+. Para a ZM1, a maior porcentagem de remoção de Zn2+ e Cd2+ foi obtida em pH 5 e a recuperação de metais foi efetivamente realizada com solução de NaCl 2 mol L-1. Comparou-se o desempenho das zeólitas sintetizadas a partir das cinzas de carvão com as zeólitas sintéticas comerciais, bem como o custo de ambas. As zeólitas sintetizadas com cinza de carvão apresentaram melhor eficiência de retenção do zinco e do cádmio do que as zeólitas comerciais.Coal ashes may be converted into zeolitic products by alkaline hydrothermal treatment. In the present study, the capacity of synthesized zeolites from Brazilian coal ashes (6 samples of baghouse filter fly ash and 6 samples of cyclone filter fly ash) for the removal of Zn2+ and Cd2+ from aqueous solutions has been investigated. The equilibrium time achieved by most of zeolites was 24 hours. The equilibrium data obtained fit the Langmuir adsorption isotherm. The maximum cation exchange capacities were between 25.9 and 39.5 mg g-1 for Zn2+ and between 49.5 and 72.3 mg g-1 for Cd2+. The synthetic zeolite (ZM1) presented a surface area of 66.38 m2 g-1, a low Si/Al ratio (1.65) and the formation of sodalite and faujasite zeolites, which contributed to its better performance. Adsoption studies of metal ions by ZM1 indicated the following sequence of selectivity: Pb2+ > Cd2+ > Cu2+ > Zn2+ > Ni2+. For ZM1, the highest removal percentage of Zn2+ and Cd2+ was obtained in pH 5 and recovery of metal was effectively carried out with NaCl 2 mol L-1 solution. The performance of zeolites synthesized from coal ashes with commercial synthetic zeolites was compared, as well as the cost of both. The zeolites synthesized with coal ash had better presented efficiency of retention of zinc and the cadmium than the commercial zeolites