Síntese e caracterização de analcina obtida a partir de rejeito caulim com aplicação em adsorção

Neste trabalho foi utilizado rejeito de caulim da região do Ipixuna-PA, com objetivo de sintetizar zeólita tipo analcina na forma sódica como fase cristalina predominante, através do processo hidrotérmico. O rejeito foi submetido à calcinação por 4 horas a 700°C, para conversão em metacaulinita. A partir desta metacaulinita foi preparada uma mistura reacional contendo diatomito e hidróxido de sódio, que foi levada à autoclave a uma temperatura de 215°C por 24 horas. Diversas variáveis do processo de síntese foram investigadas, entre elas destacam-se: disponibilidade de sódio, proporção de silício, natureza da fonte de sílica, pH na mistura reacional e tempo de autoclavagem. Isso com o intuito de se determinar quais asalterações que os produtos reacionais sofrem com tais modificações, definindo desta forma a condição ideal de síntese da analcina. Foram avaliadas também algumas propriedades importantes do adsorvente, tais como: estabilidade térmica, onde foi aplicado o método de Rietveld para identificar as modificações na estrutura cristalina; estabilidade em presença ácida; cinética de dessorção gerada pelo íon hidrogênio; comportamento das isotermas de adsorção de cobre, cádmio, zinco e níquel bem como avaliar a seletividade de tais cátions no adsorvente. A síntese de analcina mostrou-se possível usando rejeito de caulim. Quando analcina foi calcinada a 400°C foi observado deslocamento nos planos (h,k,l) e manteve-se constante até 600°C, gerado pela saída de oxigênio da posição 1/8 da analcina, isso gera uma diminuição na célula unitária provocando uma diminuição nos canais e sítios ativos da zeólita o que afetou a capacidade de adsorção.

ABSTRACT: In this work from kaolin processing industries from Ipixuna-PA were used in order to synthesi analcime derived zeolite as predominant crystalline phase though the hydrothermal process. The sample was converted into metakaolinite by calcinations at 700°C during 4 hours. From sample this metakaolinite a reacting mixture consisting of diatomite and sodium hydroxide was prepared. In order to determine of ideal conditions for analcime synthesis, a number of process variables were measured such as sodium availability, silicon ratio, nature of the silica source, pH of the reacting mixture, and auto clave residence time. Some important properties of the adsorbent where measured as well, such as thermal stability in the presence of acids hydrogen desorption kinetics, the trends of the adsorption isotherms as such as selectivity for copper, cadmium, zinc and nickel ions. Analcime synthesis from kaolin processing wastes was feasible. A displacement in the (h, k, l) planes was observed at 400 °C and was maintained up to 600°C, caused by the withdrawal of oxygen in positions 1/8 in analcime, shrinking the unit cell and in active channels and sites of zeolite, affecting its adsorption capacity.