Síntese de zeólita do tipo ZSM-5 a partir de cinzas volantes de carvão mineral de Candiota - RS
Deizi Vanessa Peron1; Guilherme de Souza2; Michèle Oberson de Souza1; Liliana Amaral Feris1; Nilson Romeu Marcilio1
1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul; 2 Fundação de Ciência e Tecnologia
Baixar PDF doi:10.20906/CPS/CBCM2017-0094
Resumo
O carvão mineral brasileiro tem como característica um baixo poder calorífico e um elevado teor de cinzas e enxofre, que podem variar de acordo com a mina onde é explorado. A sua utilização como fonte de energia tem como consequência a geração de uma grande quantidade de cinzas. Praticamente a totalidade dessas cinzas retornam à cava da mina de onde o carvão foi extraído ou são dispostas em aterros o que representa um impacto potencial nocivo para o meio ambiente. Em função de ser um resíduo das usinas termelétricas e do volume gerado, a busca por alternativas que permitam agregar valor às cinzas é fundamental para a sustentabilidade econômica e ambiental desta atividade. As cinzas volantes do carvão mineral da Mina Candiota são constituídas predominantemente de alumina (Al2O3) e sílica (SiO2). Em função dessa composição, objetivou-se utilizar esse rejeito como fonte de silício para a síntese de zeólitas do tipo ZSM-5 empregadas no refino do petróleo. As cinzas utilizadas no presente estudo provêm da combustão do carvão mineral de Candiota em leito fluidizado borbulhante. Para a caracterização das cinzas, da sílica e das zeólitas sintetizadas, foram realizadas análises de difração de raios-X. A cinza foi igualmente submetida à análise de fluorescência de raios-X e análise granulométrica, que permite determinar a distribuição de tamanho de particulas. Para a extração da sílica, as cinzas foram submetidas a um processo hidrotérmico utilizando uma solução alcalina e posteriormente a um processo de lixiviação, para a extração da sílica no meio, o ácido clorídrico é utilizado para a precipitação da sílica permitindo a sua separação. Foram realizadas diferentes rotas de extração para obter as condições otimizadas do processo e obter o melhor rendimento. Após a obtenção da sílica seca, fez-se a síntese hidrotérmica da zeólita ZSM-5 utilizando, como fonte de silício, a sílica extraída da cinza do carvão. As cinzas apresentaram como componentes majoritários SiO2 (63,8%), Al2O3 (20,0%) e Fe2O3 (7,2%). De acordo com o ensai
Palavras-chave: cinzas volantes; síntese de zeólitas; ZSM-5