Estudo da síntese de zeólitas tipo A, X e sodalita empregando reatores vítreos: análise dos métodos dinâmico e estático de síntese a partir de caulim residual da Região Amazônica

Empresas beneficiadoras de caulim geram resíduo caulinítico que é armazenado em lagoas de sedimentação, e ocupam grandes áreas físicas. O´aproveitamento deste resíduo é um fator importante do ponto de vista econômico e ambiental. Aqui é apresentado um estudo da síntese de zeólitas A, X e sodalita utilizando como matéria-prima um resíduo de caulim da Região Amazônica. O resíduo foi pré-tratado para a eliminação de matéria orgânica, cominuído e ativado termicamente a 750 °C por 2 horas. Ensaios de pré-zeolitização foram realizados em várias frações granulométricas do caulim ativado (metacaulim) a fim de se determinar a granulometria de síntese. Após esta etapa, empregou-se comparativamente dois métodos hidrotermais de obtenção de zeólitas: dinâmico e estático. Para a mistura reacional, utilizou-se a relação SiO₂/Al₂O₃ de 2/1 e 3/1 para obtenção das zeólitas. Análises de caracterização por Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectrometria de Fluorescência de Raios-X (FRX) mostraram uma boa formação da fase zeolítica NaA para a razão 2/1, em ambos os métodos de síntese e sem envelhecimento da mistura, e boa formação da fase NaX para a razão 3/1, em síntese estática com envelhecimento de 12 horas. A fase sodalita foi obtida na mesma estequiometria da zeólita NaX, porém empregando síntese estática e sem envelhecimento.

ABSTRACT: Kaolin processing companies generate kaolinitic residue that is stored in sedimentation ponds, occupying large physical areas. The utilization of these wastes is an important factor in the economic and the environmental terms. Here a study of the synthesis of A, X and sodalite zeolites using as raw material a kaolin waste from the Amazon Region is presented. The waste was pretreated for removal of the organic matter, comminuted and thermally activated at 750 °C for 2 hours. After selecting the optimum particle size for the synthesis by the pré-zeolitização step, two methods were tested to obtain the zeolites: dynamic and static. For the reaction mixture of the synthesis, were worked with the ratios SiO₂/Al₂O₃ of 2/1 and 3/1 to obtain zeolites. Analyses of X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence Spectroscopy (XRF) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyzes showed good phase formation for the NaA zeolite to the ratio 2/1, in the both sinthesys methods, dynamic and static, and without aging, and good phase formation for the NaX zeolite to the ratio 3/1, using static synthesis and with 12 hours aging. The sodalite phase was formed in the same stoichiometry of the NaX zeolite, but using static synthesis and without aging.