Produção de zeólita analcima a partir de caulim amazônico

Na região norte do Brasil são encontradas grandes reservas minerais, as quais tem sido exploradas nas últimas décadas gerando normalmente grande volume de rejeito para o meio ambiente. No caso específico do caulim, o principal produto exportado é para cobertura de papel (commodity) que apresenta baixo valor agregado. Sua produção, também gera um rejeito volumoso composto essencialmente de caulinita, de elevada pureza, porem fora de especificação para cobertura de papel que é descartado e ou utilizado em outras aplicações menos nobre. Como as zeólitas são materiais mais nobres e apresentam na sua estrutura cristalina sílica e alumina este trabalho teve como um dos objetivos o desenvolvimento de processo de produção da zeólita analcima a partir de um rejeito de caulim menos nobre, diatomito e solução de hidróxido de sódio. Por outro lado, os métodos descritos na literatura para obtenção de zeólitas são desenvolvidos em meio alcalino e utilizam normalmente um excesso de hidróxido de sódio no meio reacional ocasionado problema econômico e ambiental. Assim este trabalho descreve o processo de síntese da zeólita analcima semi-contínuo, no qual o excesso de hidróxido utilizado foi recuperado e reutilizado em um novo ciclo de processo. O processo foi desenvolvido em cinco ciclos consecutivos em autoclave através da reação de caulim calcinado, diatomito como fonte de sílica adicional, solução aquosa de hidróxido de sódio fresco e solução de hidróxido de sódio reciclada. A reação do processo foi desenvolvida a 210 °C por 24 h. O produto obtido no final de cada ciclo foi a zeólita analcima caracterizada por fluorescência de raios X, difração de raios, análise termogravimétrica-térmica diferencial, e microscopia eletrônica de varredura. O processo de produção de analcima apresentou elevado rendimento e o reaproveitamento do hidróxido de sódio por meio de reciclo mostrou-se tecnicamente viável.

ABSTRACT: In the north of Brazil large mineral reserves are found, which have been exploited in recent decades typically generating large volumes of waste to the environment. In the specific case of the kaolin is the main product exported is for paper coating (commodity) with low value. Its production also generates a massive waste composed mainly of high purity kaolinite, but with no specification to cover paper, being discarded or used in other less noble application. As zeolites are more noble materials and present silica and alumina, one of the goals of this work was the development of the production process of the zeolite analcime from kaolin waste, diatomite and sodium hydroxide solution. In the other hand, the methods described for obtaining zeolites are developed in an alkaline medium, typically using an excess of sodium hydroxide in the reaction, causing environmental and economic problems. The synthesis process of zeolite analcime semi-continuous is described, using excess of sodium hydroxide to be recovered and reused in a new process cycle. The process consisted in five consecutive cycles in an autoclave by reaction of calcined kaolin, diatomaceous earth as a source of additional silica, aqueous solution of sodium hydroxide, and fresh sodium hydroxide solution, and recycled. The reaction process was developed at 210 °C for 24 h. The product obtained at the end of each cycle was analcime zeolite characterized by XRF, XRD, DTA / TG, SEM. The production process of analcime showed high yield and reuse of sodium hydroxide through recycle to be technically feasible.