S??ntese e caracteriza????o de Ze??lita pura obtida a partir de cinzas volantes de carv??o

• Autor(a) principal: IZIDORO, JULIANA de C.
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Tese
• Título da fonte: Repositório Institucional do IPEN
• Texto Completo: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/10180
• topic: coal; fly ash; zeolites; hydrothermal synthesis; silicon oxides; aluminium oxides; raw materials; thermal power plants

O uso de carv??o mineral como fonte energ??tica tem como consequ??ncia a gera????o de cinzas volantes, que ?? atualmente um dos res??duos mais gerados no Brasil. A primeira fase deste estudo consistiu em aplicar diferentes cinzas volantes de carv??o provenientes de usinas termel??tricas brasileiras na s??ntese de material zeol??tico usando tratamento hidrot??rmico cl??ssico bem como caracterizar f??sico-quimicamente os produtos e as mat??rias primas. O conte??do dos principais compostos formadores de estruturas de ze??litas, SiO2 e Al2O3, correspondeu acima de 70% para todas as amostras de cinzas. As cinzas apresentaram composi????o mineral??gica similar com a presen??a de quartzo, mulita, hematita e magnetita. O tipo de ze??lita formado por tratamento hidrot??rmico variou em geral com a composi????o qu??mica das cinzas precursoras. Ze??litas NaP1 foram poss??veis de serem sintetizadas somente usando-se mat??rias primas com baixo teor de ferro e c??lcio. A ze??lita X, por sua vez, foi obtida a partir de amostras com elevados teores de alum??nio. Os valores de capacidade de troca cati??nica (CTC) das ze??litas foram maiores do que os valores encontrados para as cinzas devido ?? elevada ??rea espec??fica e menor rela????o SiO2/Al2O3. Na segunda fase do estudo, ze??litas A e X com grau de pureza entre 88 e 100%, respectivamente, foram sintetizadas pelo m??todo de duas etapas com fus??o pr??via utilizando-se dois tipos de cinzas de carv??o brasileiras com diferentes composi????es qu??micas e sem tratamento pr??vio. N??o foram utilizadas sementes ou agentes direcionadores de estrutura durante a s??ntese. Um roteiro geral para a s??ntese de ze??litas A e X com elevado grau de pureza foi elaborado baseando-se nos estudos relatados na segunda fase deste estudo. Verificou-se por meio dos estudos de composi????o mineral??gica e morfologia que o m??todo de duas etapas com fus??o pr??via das cinzas ?? respons??vel pela s??ntese de materiais mais puros e uniformes quando comparados aos materiais sintetizados pelo tratamento hidrot??rmico cl??ssico. Os valores da rela????o Si/Al molar calculados para todas as ze??litas com elevado grau de pureza foram pr??ximos aos valores te??ricos presentes em literatura e seus valores de CTC representaram um aumento de 1,9 a 3,0 vezes com rela????o ??s ze??litas sintetizadas pelo tratamento hidrot??rmico cl??ssico. Um estudo da possibilidade de reaproveitamento da solu????o remanescente de s??ntese hidrot??rmica cl??ssica foi realizado. Os materiais zeol??ticos resultantes apresentaram misturas de fases de ze??litas A, X e Sodalita. O projeto de uma planta em escala piloto para a produ????o de material zeol??tico usando cinzas de carv??o como mat??ria prima contendo a descri????o do processo e a lista de equipamentos e materiais b??sicos ?? tamb??m apresentado na tese. Este projeto poder?? servir de base para as usinas termel??tricas a carv??o que desejam agregar valor ??s cinzas volantes produzidas em grande escala.