RESUMO O objetivo deste trabalho é avaliar a capacidade da lama vermelha (LV), nas formas in natura (LVB), térmica (LVC) e quimicamente ativada (LVA), como adsorventes para remoção de tolueno em efluentes aquosos. A caracterização das amostras mostrou que os materiais são essencialmente mesoporoso, suas partículas não apresentam tamanhos e formas definidas, e seus principais constituintes são: gibbsita, sodalita, calcita, hematita e anatásio. Para a LVC foi aplicada a função de desejabilidade através do planejamento de experimentos, sendo obtido valor ótimo de concentração inicial de 3,0 mmol/L, dosagem de adsorvente de 10 g/L e pH de 4, para otimização do processo de adsorção. Para a avaliação da cinética de adsorção das amostras verificou-se que o modelo de pseudo-segunda foi o que melhor representou os resultados experimentais. No estudo do equilíbrio de adsorção o modelo de Sips foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais para todos os adsorventes estudados, apresentando um coeficiente de determinação bem próximo à unidade.