Evaluation of the cation exchange capacity, cec, of natural zeolite or of zeolite exchanged with sodium from ignimbritic formations in Puno, Peru, by measuring the removal of ammonium and heavy metals

• Autores: Marcelo Rodríguez Valdivia, Edwin Urday Urday, Gladys Ocharán Velásquez
• Localización: Revista Boliviana de Química, ISSN 0250-5460, Vol. 38, Nº. 2, 2021, págs. 68-79
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Evaluación de la capacidad de intercambio catiónico, cic, de zeolita natural o de zeolita intercambiada con sodio de formaciónes ignimbríticas en Puno, Perú, por medición de la remoción de amonio y de metales pesados
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    Resumen: Este artículo presenta los resultados de una investigación realizada sobre las formaciones ignimbríticas en el área de Puno en el sureste de Perú, asociadas con el volcanismo terciario. La caracterización mineralógica, realizada mediante análisis difractométrico y microscopía electrónica de barrido reveló la presencia de heulandita junto con esmectita, cuarzo, mordenita, cristobalita y feldespato. El análisis de laboratorio realizado en muestras representativas del depósito investigado mostró una capacidad de intercambio catiónico (CIC) de aproximadamente 50 meq por 100 gramos de material zeolítico y un área de superficie específica, determinada mediante el método N2-BET, de aproximadamente 33,56 m2 / g . Las pruebas de capacidad de intercambio de cationes utilizando soluciones que contienen diferentes concentraciones de NH4+, Pb+2, Cd+2, Cu+2, Zn+2 y Mn+2, consideradas individualmente, han mostrado el siguiente orden de selectividad: Pb+2> Cd+2> Cu+2> Zn+2> Mn+2> NH4+. Además, para aumentar la capacidad de intercambio catiónico, el material zeolítico se pre-trató con una solución de NaCl 2N. Los resultados obtenidos demuestran la eficiencia del preacondicionamiento que produce un aumento sustancial en la capacidad de intercambio para todos los cationes examinados.

  • English

    Abstract: This paper presents the results of an investigation carried out on the ignimbritic formations in the Puno area in SE Peru, associated with the Tertiary volcanism. Mineralogical characterization, conducted by means of diffractometric analysis and scanning electron microscopy revealed the presence of heulandite together with smectite, quartz, mordenite, cristobalite and feldspar. Laboratory analysis carried out on representative samples of the investigated deposit, showed a cation exchange capacity (CEC) of about 50 meq per 100 grams of zeolitic material and a specific surface area, determined using the N2-BET method, of about 33.56 m2/g. Cation exchange capacity tests using solutions containing different concentrations of NH4+, Pb+2, Cd+2, Cu+2, Zn+2 and Mn+2, considered singly, have shown the following selectivity order: Pb+2> Cd+2> Cu+2> Zn+2> Mn+2> NH4+. Furthermore to increase cation exchange capacity, the zeolitic material was pretreated with a 2N NaCl solution. The results obtained demonstrated the efficiency of preconditioning that yields a substantial increase in exchange capacity for all the cations examined. Samples of water and superficial sediments were collected and the concentration of heavy metals (cadmium, zinc and arsenic) present in the samples was analyzed by means of induction coupled plasma atomic emission spectroscopy.