Evaluation of the adsorption kinetics of Fe (III) of acid mine drainage by organoclay

Authors

  • Walter Segundo Fuentes López Faculty of Chemical Engineering / National University of Central Peru
  • Yessica Bendezú Roca Faculty of Chemical Engineering / National University of Central Peru
  • Rosalinda Shirley Rosado Baldeón Faculty of Chemical Engineering / National University of Central Peru
  • Fiorella Deyssi Uscuvilca Simeón Faculty of Chemical Engineering / National University of Central Peru

DOI:

https://doi.org/10.26490/uncp.prospectivauniversitaria.2021.18.1643

Keywords:

Isotherm, Acid mine drainage (AMD), Fe (III) adsorption, Organoclay, Runoff

Abstract

The Acid Mine Drainage (DAM) of Yanamina - Apaycancha - Ricrán-Jauja, located at 3848.58 meters above sea level, has 215.88 mg/l of total iron which flows with runoff water, its mitigation requires knowledge of the mechanism of adsorption of Fe (III) on organoclay, chosen as an adsorbent for its capacity of ion exchange, surface extension, abundance in the area and its low cost. A Batch reactor was used to study the initial Fe (III) concentration and its relationship with contact time, to determine the isotherms and adsorption kinetics. Reaching 15.85 mg/g in the monolayer of the adsorption surface, with which a removal of 99.5 is achieved in 180 minutes, time that equilibrium is reached. The pseudo second-order kinetics obtained a high correlation and is the one that best represents the process, where Fe (III) is adsorbed by the active sites of the organoclay whose capacity reaches 7.776 mg/g, achieving a removal of 90.3 % of iron present in the sample.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Adame Romero, A. (2010). Contaminación ambiental y calentamiento global (Primera ed.). México: Trillas S.A.

Adame Romero, A. & Salín Pascual, D. A. (1997). Contaminación ambiental (Tercera ed.). México, Mexico: Trillas S.A.

Aduviré, O. (2006). Drenaje ácido de mina generación y tratamiento. Madrid: Instituto Geológico y Minero de España.

Arriola Marquez, M. C. & Rojas Pomalima, P. L. (2017). Síntesis y caracterización de organoarcillas a partir de montmorillonita utilizando sales de amonio. Huancayo: Universidad Nacional del Centro del Perú.

Berglund, S. & Cvetkovic, V. (1996). Contaminant displacement in aquifers: Coupled effects of flow heterogeneity and nonlinear sorption. Water Resources Research.

Bhattacharyya, K. & Sen Gupta, S. (5 de September de 2006). Adsorption of Fe(III) from water by natural and acid activated clays: Studies on equilibrium isotherm, kinetics and thermodynamics of interactions. Springer Science, 185-204. Recuperado el Abril de 2018

Ferguson, K. & Erickson, P. (1987). An Overview of methods to predict acid mine drainage. Annual British Columbia Mine Reclamation Symposium in Campbell River, 41-43.

Hernández Hernández, L. (2012). Evaluación del riesgo para la salud en una población de la zona rural de Bogotá D.C. por la presencia de metales en aguas de consumo. Bogotá: Universidad Nacional de Colombia.

Ho, Y. & McKay, G. (1999). Pseudo-second order model for sorption processes. Process Biochemistry. Elsevier, 451-465.

Juárez, M.; Cerdán, M. & Sánchez Sánchez, A. (2015). Hierro en el sistema suelo - Planta. España: Universidad de Alicante

Langmuir, I. (1916). The adsorption of gases on plane surface of glass. J Am Chem, 1361–1403.

Lenntech, B. (2018). Water treament solutions. (C. ©. 1998-2018, Ed.) Recuperado el 05 de Setiembre de 2018, de https://www.lenntech.es/periodica/elementos/fe.htm

López Olivares, J. R. (2017). Hierro: Beneficios y riesgos. Boletín Médico en Línea, 15. Recuperado el 12 de Setiembre de 2018, de www.lopezolivares.com

Martín Martinez, J. M. (1990). Adsorción fisica de gases y vapores por carbones. Alicante, España: Espagrafic.

Maya Pabon, R. E. (2015). Fundamentos de la Investigación I.

McCabe, W. L.; Smith, J. C. & Harriott, P. (1998). Operaciones unitarias en ingeniería química (Cuarta ed.). Madrid, España: McGraw-Hill.

MINAM. (21 de Agosto de 2010). Límites máximos permisibles para la descarga de efluentes líquidos de actividad minera-metalúrgicas. D.S. N° 010-2010. El Peruano.

Naseem, Rauf. & Tahir, S. S. (2000). Thermodynamics of Fe(II) and Mn(II) adsorption onto bentonite from aqueous solutions. J. Chem. Thermodynamics, 32, 651-658.

Nebel, B. J. & Wrigth, R. T. (1999). Ciencias ambientales ecologia y desarrollo sostenible (Sexta ed.). México: Pearson.

Obianuju Orakwue, E.; sokbunyarat, V.; Rene, E.; Lens, P. & Annachhatre, A. (21 de September de 2015). Adsorption of iron(II) from acid mine drainage contaminated groundwater using coal fly ash, coal bottom ash, and bentonite clay. Springer, 74.

Ocola Salazar, J. J. (2005). Protección del agua – Vigilancia y control de vertimientos - PAVER. Lima, Peru: s.n.

Perugachi, B. R.; Paredes, V. C. & Cornejo, M. M. (Octubre de 2006). Las organoarcillas y sus potenciales aplicaciones en el Ecuador. Revista Tecnológica ESPOL, 19(1), 121-124.

Picasso, G. & Sun Kou, M. D. (Marzo de 2008). Aplicaciones tecnológicas de las arcillas modificadas. Revista de la Sociedad Química del Perú, 74(1), 1-10.

Pinzón Bedoya, M. L. & Vera Villamizar, L. E. (30 de Marzo de 2009). Modelamiento de la cinética de bioadsorción de Cr(III) usando cáscara de naranja. 76(160), 95-106. Recuperado el 23 de Abril de 2018, de https://revistas.unal.edu.co/index.php/dyna/article/view/13588/14379

Poppe, L. J.; Paskevich, V. F.; Hathway, J. C. & Blackwood, D. S. (20 de mayo de 2015). A laboratory manual for X-Ray powder diffraction. U. S. Geological Survey, 59. Recuperado el 11 de noviembre de 2017

Roque Villanueva, W. F.; Pacheco Tanaka, M. E. & Pimentel Frisancho, J. P. (Julio de 2010). Cinética de la bioadsorción de iones de cadmio (II) y plomo (II) de soluciones acuosas por biomasa residual de cafe (Coffea Arabica L.). Revista de la Sociedad Química del Perú, 76(3), 279-292.

Sans Fonfría, R. & De Pablo Ribas, J. (1989). Ingeniería ambiental: Contaminacion y tratamientos. Barcelona, España: Marcombo S.A.

Supplements, O. (2014). Datos sobre el hierro. National Institutes of Health, 1-3.

Suprakas Sinha, R. & Masami, O. (2003). Polymer/layered silicate nanocomposites: a review from preparation to precessing. Elsevier, 1539-1641.

Downloads

Published

2022-11-30

Issue

Section

Original article

How to Cite

Evaluation of the adsorption kinetics of Fe (III) of acid mine drainage by organoclay. (2022). University Prospective in Engineering and Technology, 18(1), 143-150. https://doi.org/10.26490/uncp.prospectivauniversitaria.2021.18.1643