Levantamento de aplicações da diatomita como suporte catalítico Natal, rn



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2. OBJETIVOS


2.1. Objetivo Geral

Desenvolver um breve levantamento teórico sobre a diatomita e suas aplicações, realizando um tratamento químico com HCl 5M em duas amostras diferentes de diatomita e utilizando as técnicas de caracterizações (FRX, TG, DRX e MEV) para analisar as amostras.


2.2. Objetivos Específicos

  • Realizar levantamento bibliográfico sobre a diatomita;

  • Realizar tratamento químico com HCl 5M em dois tipos de diatomita (branca e rosa);

  • Caracterizar as amostras e avaliar os resultados obtidos;








3. REFERENCIAL TEÓRICO
3.1. Histórico e Definição
A diatomita ou terra diatomácea é um material de origem sedimentar originado de frústulas ou carapaças de organismos unicelulares ou algas aquáticas marinhas e lacustres. Devido ao depósito de sílica, ocorre o processo de fossilização desses organismos e algas, desde o período pré-cambriano, com isso, as frústulas podem se desenvolverem indefinidamente nas camadas geológicas (BRAGA, 2008; FRANÇA, et al., 2008). Sua estrutura é constituída, principalmente, de sílica amorfa hidratada (SiO2.nH2O), onde o teor de água livre pode variar 10 a 60% do seu peso e a sílica pode chegar a valores superiores a 90% de sua estrutura. Além disso, a diatomácea pode ser constituída de alumina, ferro, metais alcalinos e alcalinos terrosos. Elas também podem estar em contato com minerais como argila, areias quartzosas, gipsita, mica, feldspatos e carbonatos (FRANÇA e LUZ, 2005; SOUZA et al., 2003).

Algumas propriedades agregam um valor industrial a diatomita, como baixa densidade, alta porosidade, baixa condutividade térmica, alta abrasividade e inércia em contato com líquidos e gases químicos (SOUZA, 2003; FRANÇA, et al., 2002; BRITTO, et al. 2007; SILVA et al. 2009).

Esse sedimento amorfo pode ser encontrado em várias partes do planeta. Segundo ANTONIDES (1998) e DOLLEY (2003), a reserva mundial da diatomita é cerca de 800 milhões de toneladas, o que é cerca de 400 vezes a estimativa da produção mundial, que é dois milhões de toneladas por ano, enquanto que FOUNIE (2004), fala que as reservas mundiais chegam a 920 milhões de toneladas, o que significa 450 vezes a estimativa da produção mundial, que é de 1,93 milhões de toneladas ao ano.

Estados Unidos e China são considerados os maiores produtores de diatomita no mundo, com produção de 37,7% e 19% respectivamente (SILVA, 2009; FRANÇA, et al., 2005). O maior detentor de reserva no mundo são os Estados Unidos, que em 2003 somavam aproximadamente 500 milhões de toneladas, tendo ainda 250 milhões de toneladas da reserva mundial em Lompoc, situada na Califórnia (FOUNIE, 2004; DOLLEY, 2003).

No Brasil, a produção de diatomita teve início em 1937, no estado de Pernambuco. Os depósitos de diatomita ocorrem em toda a orla marítima e terrenos de formação lacustres de água doce, seus depósitos são encontrados em uma profundidade média de dois metros. Os principais estados com depósitos de diatomita são: Ceará, Rio Grande do Norte, Bahia, Rio de Janeiro, Minas Gerais, São Paulo e Santa Catarina (SILVA, 2009; FRANÇA, 2005).

A tabela 1 mostra uma distribuição em porcentagem das reservas da diatomita no Brasil. Estima-se que o país tenha em torno de 3,3 milhões de toneladas do material (COSTA, 2004).

Tabela 1 – Reservas brasileiras de diatomita

Estados

Reserva/Toneladas

Reserva/Percentual

Bahia

1506

45,5

Rio Grande do Norte

1138

34,4

Ceará

598

18,2

Rio de Janeiro

38

1,1

São Paulo

19

0,6

Santa Catarina

7

0,2

Fonte: COSTA, 2004

3.2. Composição e morfologia da diatomita
A terra diatomácea é um material cuja coloração varia do branco ao cinza escura, dependendo do teor de matéria orgânica e óxido de ferro existente. Além disso, este material é constituído, principalmente, por sílica opalina (58 até 91%) e impurezas tais como argilominerais, matéria orgânica, hidróxidos, areia quartzosa e carbonatos de cálcio e de magnésio (SOUZA, 2003).

A tabela 2 apresenta os principais constituintes químicos presentes em uma diatomita comercial americana.



Tabela 2 - Composição química da diatomita comercial americana

Óxidos

Percentual (%)

SiO2

90,6

Al2O4

7,1

Fe2O3

0,9

CaO

0,3

K2O

0,2

BaO

0,1

TiO2

0,1

MnO

0,1

Fonte: NASCIMENTO, 2013.
No final da década de 70 e início da de 80, alguns pesquisadores estudaram a respeito da composição da diatomita através da espectroscopia de infravermelho e por análise térmica as quais revelaram que o principal componente desse mineral é o óxido de silício amorfo (SiO2). Além disso, foi comprovado que a água adsorvida na superfície da diatomácea evapora a uma temperatura entre 110ºC e 180ºC e uma quantia irrisória de água é lançada a 800ºC (BLIZANAKOV, 1978; GOCHEVA, 1978; ROBERTSON, 1980). Ao longo do tempo, novos estudos foram sendo realizados, e ANTONIDES (1998) descreveu em seu estudo que a diatomita possui uma quantidade de água entre 10 e 65%, sendo que na sua estrutura opalina apenas de 2 a 10% de água. Após o beneficiamento, a diatomita pode absorver de 1,5 a 3 vezes o seu peso em água, por isso, é empregada como adsorvente. Alguns minerais podem ser observados com frequência associados à sua composição química, como, quartzo, gipsita, mica, calcita, e até mesmo feldspato, com menor frequência, podem conter traços do material, que ainda podem ser encontradas, mesmo que em menores concentrações, pirita, enxofre e nódulos de manganês (BREESE, 1994).

Pesquisas indicam que, devido às propriedades relacionadas à sua composição química, a diatomita vem sendo escolhida como material alternativo em substituição a reagentes padrões para a síntese de zeólitas. (NASCIMENTO et al., 2014).



Alguns estudos foram realizados acerca da morfologia da diatomita, por exemplo, STAMATAKIS et al. (2003) apresentaram a micrografia onde a diatomita apresentava-se numa forma elíptica e alongada, ou ainda, forma navicular, como mostrado na figura 1.
Fig. 1 – Micrografia no formato navicular da diatomita.



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