Studio dei processi di adsorbimento tra fanghi rossi (residui derivanti dalla lavorazione della bauxite) e As(V)

In questo studio è stata esaminata la capacità di fanghi rossi (red muds: RM), residui a tessitura fine derivanti dalla digestione della bauxite, ad adsorbire arseniato. Campioni di RM a tre diversi valori di pH (pH 4, 7, e 10) sono stati contaminati con soluzioni contenenti crescenti concentrazioni di As(V). I risultati dell’indagine indicano che il pH della soluzione influenza l’adsorbimento, che aumenta al diminuire del pH secondo il seguente ordine: RM-As(V) pH 4 (1,91 mmol•g-1)>RM-As(V) pH 7 (0,17 mmol•g-1)>RM-As(V) pH 10 (0,12 mmol•g-1). La dipendenza dell’adsorbimento dal pH può essere spiegata considerando che il punto di carica zero dei RM testati è 4,77. Di conseguenza a pH 4 l’adsorbimento dell’As(V) è regolato soprattutto da interazioni di tipo elettrostatico, mentre a pH 7 e 10 dovrebbe essere attribuibile principalmente ad un adsorbimento specifico. Al fine di acquisire informazioni sull’attività delle diverse componenti dei RM sui fenomeni di adsorbimento dell’arseniato, campioni di RM saturati con As(V) a pH 4, 7 e 10 sono stati sottoposti a estrazione sequenziale con H2O, (NH4)2SO4, NH4H2PO4, NH4+-ossalato, e NH4+-ossalato+acido ascorbico, e ad analisi FT–IR. I risultati hanno evidenziato che le frazioni solubili e scambiabili dell’As(V) adsorbito erano minori del 28%, mentre quantità maggiori del 36% sono state estratte con NH4+-ossalato e NH4+-ossalato+acido ascorbico Questi dati suggeriscono che il principale meccanismo che regola l’adsorbimento è ascrivibile ad un chemioadsorbimento, e questo è stato osservato in particolare nei RM saturati con As(V) a pH 10. Attraverso gli spettri FT–IR di RM-As(V), la presenza dell’arseniato è stata evidenziata da una banda a ̴ 861-865 cm−1, la cui intensità e larghezza aumentava al diminuire del pH. Questa banda potrebbe essere ascritta sia a vibrazioni v(As–O) di complessi a sfera interna Al–O–As, che a legami As–O delle specie di As(V) adsorbite sugli ossidi di Fe dei RM. Pertanto anche la spettroscopia FT–IR ha evidenziato che la maggior parte dell’As(V) era specificatamente associato con gli ossidi e ossi-idrossidi di Fe e Al dei fanghi rossi.