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Tipo: doctoralThesis
Título: Estudo da sorção de ouro em espuma de poliuretano de meio ácido clorídrico visando aplicações analíticas
Autor(es): PEREIRA, Cristina de Souza
Primeiro Orientador: TURCI, Cássia Curan
Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sistemático da sorção de ouro (III) de meio de ácido clorídrico utilizando espuma de poliuretano (EPU) comercial à base de poliéter como extrator em fase sólida, visando à separação e/ ou pré-concentração de ouro (III) de amostras geológicas. Os principais parâmetros que controlam a sorção de ouro em EPU foram investigados por processo em batelada. A sorção do íon complexo tetracloroaurato (III), [AuCl4]-, em EPU é dependente da acidez e, provavelmente, ocorre por ambos os mecanismos de troca aniônica tipo base fraca e por associação iônica. Constatou-se também que o Au(III) sorvido na EPU é reduzido a ouro metálico após a extração. A cinética de sorção de Au(III) pela EPU é rápida, segue uma equação de pseudo-segunda ordem, e o sistema alcança o equilíbrio após um tempo de agitação de cerca de 2 min. A sorção quantitativa de ouro (III) foi obtida na faixa de concentração entre 10-2 a 1 mol L-1 de HCl, sendo o valor do coeficiente de distribuição para HCl 0,3 mol L-1 igual a (9,8 ± 0,7) x 103 L kg-1. O sistema ajustou-se à isoterma de Langmuir e a capacidade de saturação (Ks) obtida foi de (0,39 ± 0,05) mol kg-1. A influência da temperatura foi avaliada, indicando um processo exotérmico e espontâneo, caracterizado por sorção química, favorecido a baixas temperaturas. A reextração de ouro da EPU com solução de tiouréia 0,1 mol L-1 em etanol 10% apresentou cinética rápida, atingindo o equilíbrio com um tempo inferior a 15 s e rendimento de cerca de 97%. Foi observado que os cátions Al, Cu(II), Fe(III), Mn(II) e Ni, comuns às matrizes de minérios de ouro, não são extraídos e não interferem na sorção de ouro. Foi desenvolvida uma metodologia analítica inédita para pré-concentração e determinação direta de ouro em EPU por fluorescência de raios X de energia dispersiva (EDXRF). A curva analítica, obtida através da medida da intensidade do sinal da linha L do Au na EPU, é linear no intervalo de massa de 0 a 25 μg. A sensibilidade de calibração foi 0,0860 CPS μg-1. Os limites de detecção e quantificação encontrados para Au foram 1,36 e 4,53 μg g-1 de amostra, respectivamente. O método foi aplicado com sucesso na determinação de ouro em materiais de referência. Os resultados apresentaram boa concordância com os valores certificados de ouro para um nível de confiança de 95%.
Abstract: This work shows a systematic study on gold (III) sorption from hydrochloric acid medium, using a commercial polyether-based polyurethane foam (PUF) as a solid phase extractor in order to separate and/ or preconcentrate gold from geological samples. The main parameters that control the gold sorption on PUF were investigated by batch process. The sorption of the tetrachloroaurate (III) complex ion, [AuCl4]-, by PUF is dependent on acidity and it probably occurs by both, weak anion exchange and ion-association, mechanisms. It was also noted that the gold (III) sorbed onto PUF is reduced to metallic gold after extraction. The sorption kinetics of Au(III) by PUF is rapid, it follows a second-order rate equation and the equilibrium is attained by the system within a 2 min. shaking time. The quantitative sorption of Au(III) was achieved for the HCl concentration range varying from 10-2 to 1 mol L-1, being the distribution coefficient value equals (9.8 ± 0.7) x 103 L kg-1 for 0.3 mol L-1 HCl. A Langmuir isotherm was successfully fitted and the saturation capacity (Ks) obtained was of (0.39 ± 0.05) mol kg-1. The temperature effect was evaluated and indicates a spontaneous and exothermic chemisorption process favored at low temperatures. The gold reextraction from PUF, using a 0.1 mol L-1 thiourea in a 10 % ethanol solution, has shown a rapid kinetic, reaching the equilibrium at a time lesser than 15 s with a recovery around 97%. It was observed that Al, Cu (II), Fe (III), Mn (II) e Ni cations, commonly found in gold ores, have no significant effect on the gold sorption. A new analytical methodology for preconcentration and direct determination of gold on PUF by energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) was developed. The analytical curve, fitted by EDXRF measurement of gold La intensity signal on PUF, was linear for the mass range of 0 to 25 μg. The calibration sensitivity was 0.0860 CPS μg-1. The detection and quantification limits for Au were 1.36 and 4.53 μg g-1 of sample, respectively. The method was successfully applied to determine gold in ore reference materials. The results are in good agreement with the certified gold values at a 95 % confidence level.
Palavras-chave: Espuma de Poliuretano
Ouro
Extração em Fase Sólida
EDXRF
CNPq: Química Analítica
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Instituto de Engenharia Nuclear
Sigla da Instituição: IEN
???metadata.dc.publisher.department???: Universidade Federal do Rio de Janeiro. Instituto de Química
???metadata.dc.publisher.program???: Pós-graduação em Química
Tipo de Acesso: restrictAccess
URI: http://hdl.handle.net/ien/881
Data do documento: 25-Nov-2014
Appears in Collections:Radioquímica e Química Nuclear - Teses e Dissertações dos Servidores do IEN

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