Chapter 12: PyEmu—The Scriptable Emulator
2.2 The Stack
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El efecto de la concentración inicial en ambos iones (Ni y K), fue uno de los parámetros importantes estudiados en este trabajo de investigación. Dicho parámetro presentó un efecto pronunciado en la remoción de especies de adsorbato de las soluciones acuosas
.
En las figura de la 3.55 a la 3.57, se puede observar claramente que las graficas son similares a las que se tienen para adsorciones tipo monocapa de la superficie del adsorbente por Ni2+, lo cual se puede confirmar con las imágenes correspondientes a las Fotomicrografías MEB de FIB (Figura 3.77). Además, la remoción fue rápida en las etapas iniciales, disminuyendo lentamente, y adquiriendo un máximo en el tiempo de equilibrio, es decir, en el intervalo de tiempo comprendido desde 7 hasta 420 min
Las principales reacciones para los iones de níquel pueden presentarse como sigue.
Ni2+
(solución) + H2O ↔ NiOH+(solución) + H+(solución) NiOH+
(solución) + H2O ↔ Ni(OH)2(solución)+ H+(solución) Y el intercambio iónico del níquel podría ser de la siguiente manera:
H+
(solución)+ Ni+(adsorbente) ↔ H+(adsorbente) + Ni+(solución) Ni2+
(solución) + K+(adsorbente.) ↔ Ni2+ (adsorbente) + 2K+(solución).
3.9.4. Efecto de la dosis de adsorbente.
La cantidad de adsorbente fue de 10 g/L. Las variable tales como: pH, velocidad de agitación, tiempo de contacto, y temperatura se establecieron de acuerdo a las en condiciones fijadas en los experimentos estáticos de adsorción con Pb.
La adsorción de Ni2+ sobre los adsorbentes granulares fue investigada sistemáticamente mediante la utilización de parámetros tales como: la concentración inicial del ion Ni2+ en solución, la cantidad de adsorbente, pH de una solución sintética con iones de Ni2+.
La cantidad de 10g/L de solución fue suficiente para alcanzar la remoción máxima en el tiempo de contacto de 420 minutos, lo cual sugiere que un aumento en la dosis de adsorbentes no influiría, por lo menos en las concentraciones de Ni2+, aplicadas en estas series experimentales.
3.9.5 Efecto del pH en la adsorción del Ni.
Las figuras de la 3.58 a la 3.60 muestran los resultados del efecto del pH sobre los iones de níquel en los procesos de adsorción. El efecto del cambio del pH, se atribuye al tipo de adsorbente, su comportamiento en la solución y el tipo de iones adsorbidos. En este estudio, los valores de pH óptimos para la remoción de níquel se ubicaron en el rango de 7.5 hasta 8.0 respectivamente.
Resultados y Discusión
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Por lo tanto, todas las series experimentales, de la sección de experimentos estáticos con Ni2+, se llevaron a cabo utilizando esos valores previamente seleccionados.
El efecto del pH en la adsorción de Ni2+, se estudió en función del tiempo de contacto. En esta serie experimental, se utilizaron dos concentraciones: la primera con 62mg/L y la segunda con 116mg/L. Las condiciones de operación en los experimentos fueron: Las soluciones se ajustaron un valor de pH0=5.8 (pH sin ajustar), la dosis de adsorbente fue de 10g/L de solución, la velocidad de agitación fue de 120 r.p.m y la temperatura de 23 ± 2° C.
En la figura 3.58 se puede observar el comportamiento de las concentraciones de 62 y 116 mg/L de Ni, respectivamente. Para las soluciones conteniendo 116mg, el comportamiento del pH aumentó de 5.8 y durante todo el rango del tiempo de contacto se ubicó en un intervalo de valores de pH entre 7.4 y 7.5, el porcentaje máximo obtenido correspondió al 99.95%. La cantidad de remoción, se atribuye a que, en este intervalo de pH se lleva a cabo, el mayor intercambio iónico entre las especies involucradas. Con respecto a la concentración de 62 mg de Ni/L de solución, el comportamiento del pH aumentó desde el inicio del experimento, el pH aumentó de manera gradual, el pH0 fue de 5.8 y alcanzó un valor de pH de 10.6, al final de la adsorción. La remoción máxima obtenida a esta concentración fue de 83.6%. En este experimento se consideró que la cantidad de especies de NiOH- fueron mayores en todos los intervalos de tiempo evaluados, provocando una adsorción insuficiente, en el tiempo total de 420 minutos.
Figura 3.58. Resultados del tiempo de contacto vs el comportamiento del pH en soluciones conteniendo 62 y 116mg de Ni, respectivamente. Los experimentos fueron llevados a cabo en soluciones con un valor de pHo de 5.8.
Repeticion 100mg de Ni
Tiempo de Contacto (horas)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 pH 5 6 7 8 9 10 11 62 mg 116 mg Ni
Resultados y Discusión
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Los resultados de la remoción de Ni2+, fueron significativos para todos los valores de pH, y encontraron un máximo a un valor de pH de 8.0. Algunos autores, han reportado una remoción máxima de alrededor de valores de pH de 8.0 a 9.0(Weng, 2002 y Stumm, 1989). El rango del pH, en el cual, el Ni2+ es removido por adsorción, en este estudio fue de 7.0-8.0 estos valores fueron similares a los obtenidos, en un trabajo de Kadirvelu et al, 2002, de adsorción de Ni2+ en Hematita.
Resultados de la medicion de Ph de los experimentos de adsorcion con soluciones de Ni a pH 7.0
Tiempo de Contacto (horas)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 pH 7.0 7.2 7.4 7.6 7.8 8.0 8.2 8.4 Col 1 vs Col 2
Figura 3.59. Resultados del efecto del tiempo de contacto sobre el comportamiento del pH, en soluciones conteniendo 200 mg de Ni/L de solución con un Ph0=7.0.
De los resultados obtenidos en soluciones conteniendo iones de níquel y a un pH0 de 5.8, la siguiente serie experimental se llevó a cabo con soluciones con valores de pH de 7, 7.5 y 8.0. Los experimentos se llevaron a cabo en soluciones con una concentración inicial de 200mg/L de solución. En la figura 3.59 se presenta el comportamiento de pH0= 7.0, se observó que el valor del pH se mantuvo en un rango de valores entre 7.3 y hasta 7.65. Del comportamiento del pH observado se llevaron experimentos a un pHo de 7, 7.5 y 8.
Los mejores resultados de adsorción se obtuvieron, en soluciones con concentración inicial de 200 mg de Ni y un valor de pH0=7.5, el porcentaje de remoción obtenido fue de 99.95%. Los resultados se presentan en la figura 3.61.
Resultados y Discusión
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Figura 3.60. Efecto del tiempo de contacto sobre una solución con 200mg de Ni/L de solución, con un pH0=7.5. En sistemas con adsorbentes cerámicos granulares.
2D Graph 1
Tiempo de contacto (horas)
0 1 2 3 4 5 6 7 (%) ad so rb id o d e Ni 2+ 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 8.0 7.5 7.0