RESUMOAs algas e microalgas vêm sendo estudadas quanto à sua habilidade em biossorver elementos de terras--raras através da troca iônica com grupos ligantes presentes na superfície dos revestimentos celulares. Assim, o presente trabalho buscou avaliar a capacidade da biomassa liofilizada da microalga Chlorella vulgaris (Chlorophyta) na biossorção do lantânio--La, visando seu uso na separação de terras--raras. Os ensaios de biossorção de La foram conduzidos em batelada, onde suas concentrações residuais foram determinadas com o uso de ICP--OES. Constatou--se que a biossorção de espécies iônicas de La foi dependente do pH inicial de cada ensaio. A capacidade de biossorção foi maior em valores de pH mais baixos. Uma vez que o ponto de carga zero foi determinado em valor de pH 5,59, pode--se concluir que espécies aniônicas de La estejam presentes em solução. Os valores de q máx revelam a capacidade de biossorção de espécies iônicas de La pela biomassa de C. vulgaris, a qual apresentou um valor de 1,11 mg/g (0,8 mmol/g). As isotermas demonstraram que, nas condições experimentais avaliadas, a biossorção de La ocorre de acordo com o modelo proposto por Freundlich, em um processo de adsorção reversível em sistema heterogêneo. PALAVRAS--CHAVE: Chlorella vulgaris, biossorção, terras--raras, lantânio MICROALGAE BIOMASS USE FOR LANTANIDES BIOSORPTION ABSTRACTSome algae and microalgae have been studied for their ability to biosorb rare earth elements through ion exchange with binder groups present on the cellular surface coatings. Thus, the present work evaluated the capacity of lyophilized biomass of the microalgae Chlorella vulgaris (Chlorophyta) in lanthanum--La biosorption, aiming its use in the separation of rare earths. The biosorption assays were conducted in batch and their residual concentrations were determined using ICP--OES. It was found that the biosorption of ionic species depended on the initial pH of each assay. The biosorption capacity was higher at lower pH values. Since the zero charge point was determined in pH value of 5.59, the conclusion is that anionic species of La are present in solution. The values of qmax reveal the biosorption capacity of the ionic species of La by the biomass of C. vulgaris, which presented a value of 1.11 mg/g (0.8 mmol/g). The isotherms showed that, under the experimental conditions evaluated, the biosorption of La occurs according to the model proposed by Freundlich, in a process of reversible adsorption in a heterogeneous system.
A busca por fontes alternativas de recuperação e separação dos elementos puros de terras--raras (TRs) é vista como uma ação prioritária e estratégica por diversos países demandantes desses elementos. Em alternativa aos processos clássicos de extração de TRs, o processo de biossorção vem sendo avaliado, em uma combinação da biotecnologia e metalurgia extrativa. Sendo assim, o presente trabalho buscou avaliar a capacidade da biomassa imobilizada da bactéria Bacillussubtilis na biossorção de lantânio (TR leve) e samário (TR médio), visando seu uso na separação desses elementos. As maiores porcentagens de biossorção de lantânio (La) e samário (Sm) em sistemas mono--elementares corresponderam à 94,4% e 94,9%, respectivamente, a partir de concentrações iguais (C i ) à 15 mg/L. Em soluções com C i = 100 mg/L, 89,3% de La e 91,9% de Sm foram biossorvidos. O mesmo comportamento pode ser observado para a solução bi--elementar La+Sm, onde 79,9% de La e 88,8% de Sm foram biossorvidos em soluções com C i = 15 mg/L, e, 69,4% de La e 83,4% de Sm foram biossorvidos em C i =100 mg/L. A aplicação dos dados obtidos aos modelos de adsorção de Langmuir e Freundlich demonstrou que as isotermas de adsorção obtidas para La e Sm em ambos os sistemas avaliados foram satisfatórias para ambos os modelos, sugerindo a ocorrência da biossorção em monocamada assim como condições heterogêneas na superfície, onde ambas condições podem co--existir sob as condições experimentais testadas. PALAVRAS--CHAVE:Bacillussubtilis, imobilização celular, alginato de cálcio, biossorção, terras--raras EVALUATION OF THE USE OF BACTERIAL IMMOBILIZED BIOMASS IN LIGHT AND MEDIUM RARE--EARTH ELEMENTS BIOSORPTION ABSTRACTThe search for alternative sources of recovery and separation of pure rare earth elements (REE) is a priority and strategic action by several countries demanding these elements. As an alternative to classical processes of extraction of REE, the biosorption process has been evaluated in a combination between biotechnology and extractive metallurgy. Therefore, the present work aimed to evaluate the capacity of immobilized biomass of Bacillus subtilis to the biosorption of lanthanum (light REE) and samarium (medium REE), aiming its use in the separation of these elements. The highest percentages of lanthanum (La) and samarium (Sm) biosorption in single--element systems corresponded to 94.4% and 94.9%, respectively, from an initial concentration ( i C) of 15 mg/L. In solutions with i C= 100 mg/L, 89.3% of La and 91.9% of Sm were biosorbed. The same behavior can be observed for the bi--elemental solution La + Sm, where 79.9% of La and 88.8% of Sm were biosorbed in solutions of i C= 15 mg/L, and 69.4% of La and 83.4% of Sm were biosorbed in i C= 100 mg/L. The application of the data obtained to the adsorption models of Langmuir and Freundlich showed that the adsorption isotherms obtained for La and Sm in both systems were satisfactory for both models, suggesting the occurrence of monolayer biosorption as well as heterogeneous surface conditions, where bot...
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