Pó de rocha granítica na remoção de corante em efluente e aplicação em matriz de cimento Portland

• Autor(a) principal: Hawerroth, Mariane
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))
• Texto Completo: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30926
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA; Resíduos industriais; Corantes; Pedra; Granito; Adsorção; Argamassa; Cimento Portland; Economia social; Factory and trade waste; Colorings matter; Stone; Granite; Adsorption; Mortar; Portland cement; Social economic; Engenharia Química

Este estudo teve como intuito avaliar o desempenho do pó de rocha granítica (PRG) na remoção do corante Basazol Yellow 5G por meio de ensaios experimentais com posterior estudo da reatividade do pó de rocha granítica pós adsorção (PRGA) em matriz de cimento Portland. Para isto, o PRG foi caracterizado por meio da análise da área superficial (BET) e do ponto de carga zero (pHpcz). Também foram realizadas análises de Espectrometria de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) com o material adsorvente antes e após a adsorção. Os ensaios de adsorção em efluente sintético foram conduzidos em batelada, nos quais foram avaliadas as condições operacionais de granulometria, temperatura e pH, além da análise dos parâmetros cinéticos, de equilíbrio, termodinâmicos e capacidade de dessorção. Considerando as condições operacionais definidas para o efluente sintético, o efluente industrial estudado foi submetido aos tratamentos terciários, de adsorção, eletrocoagulação e aos processos em série para avaliação da remoção de cor, DBO e DQO. Em relação ao estudo em matriz de cimento Portland, o PRGA foi caracterizado por análise de massa específica, teor de umidade, perda ao fogo e fluorescência de raio X (FRX). Para verificar a pozolanicidade do material, foram realizados ensaios de difratometria de raio X (DRX), Chapelle modificado, índice de atividade pozolânica com cal (IAP) e índice de desempenho com cimento (ID). Para o estudo com pasta de cimento, foram realizados ensaios de resistência à compressão, resistência à tração por compressão diametral, massa específica, índice de vazios e absorção de água por imersão. As condições de operação foram definidas em pH 7, 25 ºC e granulometria passante de 200 mesh. O teste cinético indicou um tempo de equilíbrio de 240, 105, 60 e 40 minutos para as temperaturas de 25, 30, 40 e 50ºC, respectivamente. O modelo de pseudossegunda ordem foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais e a energia de ativação (71,35 kJ mol-1) evidenciou a ocorrência de quimiossorção. Os dados de equilíbrio foram melhor descritos pelo modelo de Langmuir, indicando que a adsorção ocorre provavelmente em monocamada. O processo foi avaliado como espontâneo, endotérmico e com diminuição da desordem na interface sólido/líquido, além de apresentar baixa taxa de dessorção do corante. O teste em efluente industrial apontou um melhor desempenho de remoção de cor (72,95%), DBO (65,16%) e DQO (20,71%) para o processo em série. A análise de FRX mostrou que o PRG e PRGA são majoritariamente compostos por óxido de silício e óxido de alumínio. Já a análise de FRX indicou a ausência de halo amorfo nas amostras e presença de SiO2, albita e microclina. Quanto à reatividade, o PRG e o PRGA não atenderam os requisitos mínimos no ensaio de Chapelle modificado e de resistência nos ensaios de IAP e ID para classificá-los como materiais pozolânicos. No estudo do efeito fíler com as pastas de cimento, houve resultado favorável para substituição parcial do cimento em argamassas utilizando ambos os materiais, com melhor desempenho com a substituição de 10%. Com base no contexto da economia circular, o pó de rocha granítica demonstrou potencial para uso no tratamento de efluente com o corante Basazol Yellow 5G e posterior uso como fíler em matriz de cimento Portland.