Síntese de Zeólitas do Tipo X a Partir de Cinzas Volantes e de Fundo de Carvão Mineral
Thiago Fernandes de Aquino1; Sabrina Teixeira Estevam1; Gabriela Roveda Corrêa1; Carolina Resmini Melo Marques1; Aline Resmini Melo1; Reginaldo Rosso Marcello1; Marçal Pires2; Marta E. Hammerschmitt2; Humberto Gracher Riella3
1 Associação Beneficente da Indústria Carbonífera de Santa Catarina - SATC; 2 Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul - PUCRS; 3 Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC
Baixar PDF doi:10.20906/CPS/CBCM2017-0111
Resumo
As grandes emissões de gases de efeito estufa, principalmente o CO2 das usinas termelétricas, tem incentivado muitos estudos voltados à síntese de adsorventes sólidos para a limpeza de gases. Dos subprodutos do carvão mineral, as cinzas volantes e de fundo geradas nas usinas termoelétricas são produzidas em grandes volumes e possuem ainda poucas aplicações, principalmente para a cinza de fundo. Atualmente sabe-se que as cinzas volantes geradas possuem grande potencial de aplicação na síntese de materiais adsorventes, tais como zeólitas, porém estudos envolvendo a cinza de fundo são pouco encontrados. Neste contexto, o presente estudo visa avaliar as principais diferenças químicas, físicas e mineralógicas das cinzas volantes e de fundo de carvão mineral e verificar a influência destas diferenças na síntese de zeólitas do tipo X para a captura de CO2. Análises de fluorescência de raios-X (FRX), difratometria de raios-X (DRX), análise de poros e área superficial (BET) e análises de microscopia eletrônica de varredura (MEV) foram realizadas para a caracterização das cinzas e dos produtos zeolíticos formados a partir dos dois materiais. Apesar dos teores de SiO2 e Al2O3 serem semelhantes para ambos os materiais, destaca-se como principal diferença entre eles os conteúdos de ferro e de perda ao fogo, contidos em maior concentração na cinza de fundo. Estes componentes são considerados como impurezas no processo de formação de zeólitas. As análises de DRX mostraram a predominância das fases de quartzo e mulita como majoritárias e uma terceira fase de ferro, na cinza volante se apresentando como hematita e na de fundo como magnetita. As sínteses das zeólitas foram realizadas por um método de duas etapas sendo uma (i) etapa de fusão seguida de uma etapa de (ii) reação hidrotérmica. Os dados químicos e mineralógicos das cinzas foram utilizados como base para a modificação das relações molares de SiO2/Al2O3, Na2O/SiO2 e H2O/Na2O utilizando-se reagentes P.A. como fontes de sódio e alumínio (NaOH e NaAlO2). Com o uso de uma te
Palavras-chave: Zeólitas; Captura de CO2; Cinza volantes; Cinzas de fundo