Desenvolvimento de processos de síntese de sodalita a partir de rejeitos de caulins da região Amazônica

No estudo da síntese de Sodalita foram utilizados dois rejeitos de caulins provenientes de duas empresas de beneficiamento de caulim para cobertura de papel, localizadas na região Amazônica, que operam na região do Rio Capim (CRC) e do Rio Jari (CRJ). Além desses rejeitos, também foi utilizado como fonte de alumina e sílica o metacaulim, obtida através da calcinação dos caulins (MRC e MRJ, respectivamente). Dessa forma, para obter informações das suas características foram realizadas análises químicas e mineralógicas destes caulins. A síntese da Sodalita foi realizada variando alguns parâmetros, como material de partida: partindo-se diretamente de caulim nas temperaturas de 80, 100, 120 e 150 °C; e, partindo-se de metacaulim na temperatura de 95 °C. Posteriormente, as sínteses foram realizadas variando-se as soluções básicas a fim de verificar a influencia da presença dos íons OH^-, Cl^- e CO₃^2-, bem como a influencia da relação Na₂O/Al₂O₃ na síntese, com a temperatura fixa em 95 ºC para o material de partida MRC. Verificou-se ainda, a influência da temperatura de síntese variando as em 85, 90 e 95 °C, fixando-se a relação Na₂O/Al₂O₃ na mistura reacional para determinar as condições ótimas de síntese de Sodalita. Os materiais de partida e os produtos de síntese foram identificados e caracterizados através de DRX, FRX, MEV, ATD/TG e EIV. O método de síntese que apresentou melhor resultado foi utilizou o metacaulim como material de partida, com solução NaOH + Na₂CO₃ apresentando relação Na₂O/Al₂O₃de 3,89 conduzida sob agitação, a 95°C, pressão atmosférica e tempo de 4 horas, para os dois tipos de caulins (CRC e CRJ). A utilização do metacaulim MRC, a partir do caulim do Rio Capim, nas condições mencionadas acima obteve-se a conversão de 86,5% em massa de Sodalita, e o metacaulim MRJ, caulim do Rio Jari, a conversão foi de 73,6% em sodalita. No que se refere ao tamanho de poros, os produtos partindo de metacaulim tanto do Rio Capim quanto do Rio Jari foram caracterizados como materiais mesoporosos, porém o produto partindo de metacaulim do Rio Jari apresentou maior área especifica.

ABSTRACT: In the study of the Sodalite synthesis used two wastes kaolins from two kaolin processing industries for paper coating, located in the Amazon region, operating in the region of Rio Capim (CRC) and Rio Jari (CRJ). Besides this, was also used as a source of silica and alumina to metakaolin, obtained by calcination of kaolin (MRC and MRJ, respectively). Preliminary chemical and mineralogical characterization of kaolin was performed to obtain information of its characteristics. The Sodalite synthesis was performed varying some parameters, such as starting material: kaolinite was used directly as starting material at temperatures of 80, 100, 120 and 150 °C, and, starting with metakaolinite at 95 °C. In order to observe the influence of ions OH^-, Cl^- and CO₃^2-, as well as Na₂O/Al₂O₃ ratio, the syntheses were carried out varying the basic solutions, set temperature at 95 °C for the starting material MRC. Furthermore, the Na₂O/Al₂O₃ ratio were maintained constant and temperature were varied in the reaction mixture to determine the ideal conditions for Sodalite synthesis. The starting materials and the synthesis products were identified and characterized by using XRay Diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis, Thermal Methods (DTA/DTG) and Fourier Transform Infrared Spectrometry (FTIR). The method of synthesis that show best results were used as starting material metakaolin, with NaOH + Na₂CO₃ solution having Na₂O/Al₂O₃ ratio of 3.89 conducted under stirring at 95 °C, atmospheric pressure and a time of 4 hours, for the two types of kaolin (CRC and CRJ). Using the MRC metakaolin, kaolin from the Rio Capim, under the above conditions was obtained by conversion of 86.5% by weight of sodalite and MRJ metakaolin, kaolin of the Rio Jari, the conversion was 73.6% in sodalite. All products were characterized as mesoporous materials, but starting from the product of metakaolin Rio Jari showed higher specific area.