Levantamento de aplicações da diatomita como suporte catalítico Natal, rn



Baixar 1.14 Mb.
Página3/4
Encontro29.10.2017
Tamanho1.14 Mb.
1   2   3   4
Fonte: Adaptado de EDIZ et al. 2009

No estudo apresentado por SOUZA et al. (2003), foram caracterizadas diatomitas naturais, e foram investigadas a sua morfologia. Nesta, as frústulas diatomáceas intactas possuíam um formato tubular e apresentaram tamanho longitudinal acima de 15μm. Além disso, o material analisado continha outras impurezas tais como caulinita e gipsita. A figura 2 mostra a micrografia da diatomita na forma tubular.

Fig. 2 – Micrografia no formato tubular da diatomita.


Fonte: adaptado de SOUZA et al. 2003


Estudos realizados por DENG et al. (2015), mostraram a diatomita com a morfologia globular. As imagens obtidas por MEV (figura 3) indicaram que as diatomáceas predominantes pertenciam ao gênero Coscinodiscus Ehrenberg (centrales), que é em forma de disco.

Fig. 3- Micrografia no formato globular da diatomita.


Fonte: adaptada DENG et al. 2015



3.3 Propriedades
A diatomita, que é um material natural composto de sílica amorfa hidratada, apresenta algumas propriedades físico-químicas importantes, tais como (SHENG, et al., 2016):

  • Alta porosidade – cerca de 80 a 90 %;




  • Alta permeabilidade - devido ao enlaçamento individual existente na diatomácea e também o fluxo de fluídos permitidos pela presença de poros e canais extremamente finos no material;




  • Baixa condutividade térmica – característicos de materiais com elevada porosidade. Na ordem de 0,49 a 0,77 kcal/ (h.cm.°C);

 

  • Dureza – apresenta uma abrasividade razoável, 5,5 a 6,6 mohs;




  • Densidade aparente – 0,20 a 0,50 g/cm3;




  • Densidade real – 0,19 a 0,22 g/cm3.

As propriedades da diatomita estão diretamente ligadas à morfologia das carapaças, textura, empacotamento, natureza da superfície da sílica e impurezas sólidas (SOUZA, 2003 apud BRAGA, 2008).


3.4. Beneficiamento da diatomita
O processo inicial do tratamento da diatomita ocorre basicamente por meio de três etapas: lavra, beneficiamento e calcinação. A lavra se faz a céu aberto utilizando uma pá escavadeira para retirada do material. Quando os depósitos do material são encontrados em lagoas, utilizam-se dragas para auxiliar na remoção. A diatomácea é retirada e carregada em carros de mão para um local seguro para que o material recolhido possa ser encaminhado para depósitos de decantação e posteriormente seja feita a secagem a céu aberto e, por fim, seja transportada por caminhões para estocar a diatomita natural, sendo que isso ocorre nas redondezas da usina, para que em seguida seja realizado o processamento. A diatomita in natura tem umidade variando entre 30% a 60%, onde o clima for propício, como é o caso do RN, para secagem ao sol, isto pode ser feito antes de submetê-la ao processamento, e assim reduzir custos de produção (FRANÇA, LUZ, IFORÇATI, 2005).

Segundo ABREU (1973), calcinação à temperatura controlada para eliminar material orgânico, moagem, seleção do material calcinado e classificação em tipos de partículas de diferentes tamanhos, são algumas operações do beneficiamento da terra diatomácea.

O processo de calcinação da diatomita inicia-se quando o material com umidade entre 10% a 20% é misturado à barrilha (Na2CO3), a uma concentração de 2% em massa. Este produto tem a finalidade de auxiliar na aglutinação das partículas da diatomita, e também na eliminação de impurezas. Depois disso, a mistura segue para o forno de calcinação com temperatura variando de 800 a 1000ºC, de acordo com o teor da matéria orgânica existente no material. A diatomácea calcinada, oriunda do forno, passa por um resfriador cilíndrico, cai em um ventilador para desagregação e segue para etapa de classificação pneumática. O tempo de residência utilizado em planta piloto para calcinar toda a matéria orgânica presente no minério de terra diatomácea a 800ºC é de 0,75 horas, enquanto na mufla o tempo é de 1 hora (FRANÇA e LUZ 2002).

Quando se deseja obter alterações nas propriedades do material, como por exemplo, redução da área superficial por unidades de volume e clarificação, adiciona-se uma quantia de 3% a 10% em peso de hidróxido de sódio (NaOH), carbonato de sódio (Na2CO3) ou cloreto de sódio (NaCl). Este tratamento foi proposto por SOUZA (1973), como fluxo-calcinação.



Fig. 4 – Fluxograma do processamento da diatomita

Fonte: FONTES, et al. 2010



3.5 Aplicações da diatomita
A diatomita é considerada como um material industrial, classificada como um mineral não metálico. Devido sua composição química, sua morfologia e também o fato de não reagir com a maioria dos ácidos e bases, ou seja, apresentando boa estabilidade química após processada, a diatomita apresenta um valor comercial onde não é encontrado em outros materiais particulados. As características físico-químicas fazem com que esse material venha ser utilizado em situações que não podem ser satisfeitas por nenhuma outra fonte de sílica (SOUZA, 2003).

A diatomita é utilizada como matéria-prima para insumo, aditivo, carga, isolante e, principalmente, auxiliando na filtração de bebidas em geral (água, vinho, cerveja, suco de frutas e etc.), também podendo ser usada como adsorvente para remoção de resíduos e óleo em derrames. A diatomita pode ser útil em outras vertentes industriais como a cerâmica, agrícola e alimentícia (SOUZA, 2003 apud BRAGA, 2008).

Foram estudados vários métodos para alterar as características de superfície da diatomita para outras finalidades, uma delas foi o tratamento no ácido clorídrico (HCl) e por meio de calcinação do material (GOREN et al., 2002.; KHRAISHEH et al., 2005). Estes tratamentos foram aplicados para que a diatomita viesse ficar mais inerte e, assim, utilizá-la como suporte de filtro, onde nesse processo o desaparecimento dos grupos hidroxilas (OH) tinha um efeito negativo (KHRAISHEH et al., 2005).

A diatomita tem uma melhora na capacidade de remoção de metais pesados como Cu+2, Pb+2 e Cd+2 de águas residuais, quando sofre deposição de óxido de manganês, isso ocorre quando o material é tratado com NaOH. Depois de realizado esse tratamento, algumas características são alteradas como, a área superficial, que chega a um valor de 80 m²/g, capacidade de adsorção de 99,00 mg Pb+2/g, 55,56 mg Cu+2/g e 27,86 mg Cd+2/g. Se for tratada com cal (CaO) e sulfato de alumínio (Al2(SO4)3), a diatomita se torna eficaz na retirada de fósforo de águas residuais (WU et al., 2005). No que diz respeito à utilização da terra diatomácea como adsorvente para tratamento com metais pesados e seus mecanismos de adsorção, temos poucos estudos realizados (SHENG et al., 2009; GHOUTI et. al., 2003; MARTIROSYAN et al., 2002).

Outras aplicações da diatomita são: utilização como inseticidas, pois absorvem a película protetora que envolve o corpo do inseto e o mesmo morre por desidratação, também ajuda na aeração do solo, assim diminuindo sua compactação e permitindo um maior fluxo de água e, por conseguinte, o crescimento de plantas pela transferência de nutrientes e crescimento das raízes. Serve para ter-se uma idéia do tempo geológico de certas rochas auxiliando na busca pelo petróleo (CRPM, 2009; FRANÇA et al. 2005; FRANÇA, 2008). Na indústria farmacêutica, pode ser aplicada na produção de pomadas dermatológicas e creme dental. Pode, ainda, ser utilizada como absorvente em pilhas elétricas, na dinamite, líquidos catalisadores e derrames de produtos tóxicos (CRPM, 2009; FRANÇA et al. 2005; FRANÇA, 2008).
3.6 Utilizações como suporte para catalisador
A diatomita é um material de fácil acesso encontrado em todo mundo e de custo reduzido, além de ser composta por cerca de 70-90% de silício utilizado nas mais diversas áreas, como: filtração, carga industrial, indústria de tintas, além do seu uso na indústria farmacêutica. Ao que diz respeito a sua utilização como suporte de catalisador, esse material tem sido estudado de maneira mais profunda nas últimas décadas.

JABBOUR et. al. (2015), estudaram o desempenho de catalisadores Ni/Diatomita para reforma seca de metano. Eles utilizaram diatomitas naturais, baratas e disponíveis (Ni/ AW2 e Ni/ MN3). O catalisador Ni/ MN3, apresentou um bom rendimento, 90% de conversão de metano a 800°C e alta seletividade para reforma a seca. Esses catalisadores foram relativamente estáveis durante as medições catalíticas a 650°C durante 12h.

CHEN et al. (2011), investigaram o uso de nanocatalisadores bimetálicos Cu-Ni suportado por diatomita, para síntese de dimetilcarbonato. Foi verificado que o compósito bimetálico é efetivamente ligado e imobilizado por fora ou dentro dos poros da diatomita. A condições ótimas de 1,2 MPa e 120 °C, o catalisador preparado com carga de 15% exibiu a conversão de metanol mais elevada, por volta de 6,50% com seletividade de DMC de 91,2%, bem como mais de 10 horas de vida.

GUO et al. (2012), observaram em seu trabalho a síntese de anidrido succínico (AS) a partir de anidrido maléico (AM) utilizando catalisadores Ni/Diatomita. Os resultados foram satisfatórios, onde o catalisador apresentou maior atividade e seletividade, além disso, usando o catalisador Ni (7% em peso) / diatomita, a conversão de 100% de AM e 96,20% de seletividade para AS foram obtidos para hidrogenação de AM a 190 °C.

Em outro estudo realizado por LIANG et al. (2014), foi observado a eficiência da diatomita revestida com Fe2O3 para degradação de poluentes orgânicos. As atividades catalíticas da Diatomita-Fe2O3 foram avaliadas pela degradação do corante orgânico sob irradiação de luz visível (>420 nm) na presença de peróxido de hidrogênio. Os resultados mostraram que o catalisador exibiu excelente propriedade catalítica para 99,14% de descoloração, 73,41% de TOC e remoção da Rodamina B, o que pode ser atribuído aos efeitos sinérgicos do poder adsortivo da diatomita e dos radicais hidroxilas produzidas pelas reações heterogêneas de foto-fenton.

Apesar das diversas vantagens citadas no presente trabalho, a diatomita apresenta algumas limitações quanto ao seu uso como suporte catalítico. Podemos citar o fato de este argilomineral ser um material natural de origem sedimentar, que possui em sua composição um elevado teor de impurezas sendo necessária a realização de um tratamento químico, entretanto, estas impurezas ainda permanecem na amostra podendo interferir nos resultados das análises. Outros fatores que limitam o uso da diatomita para suporte catalítico é sua variação de área específica e de volume poroso, onde dependem das variáveis como o tempo, a temperatura e a porcentagem dos reagentes. Para superar esses gargalos, esses suportes devem ser otimizados pelo uso de promotores, para assim, evitar a desativação do catalisador por formação de coque, além de realizar uma boa etapa de tratamento da amostra.








Baixar 1.14 Mb.

Compartilhe com seus amigos:
1   2   3   4




©bemvin.org 2020
enviar mensagem

    Página principal
Prefeitura municipal
santa catarina
Universidade federal
prefeitura municipal
pregão presencial
universidade federal
outras providências
processo seletivo
catarina prefeitura
minas gerais
secretaria municipal
CÂmara municipal
ensino fundamental
ensino médio
concurso público
catarina município
reunião ordinária
Dispõe sobre
Serviço público
câmara municipal
público federal
Processo seletivo
processo licitatório
educaçÃo universidade
seletivo simplificado
Secretaria municipal
sessão ordinária
ensino superior
Universidade estadual
Relatório técnico
Conselho municipal
técnico científico
direitos humanos
científico período
pregão eletrônico
Curriculum vitae
espírito santo
Sequência didática
Quarta feira
conselho municipal
prefeito municipal
distrito federal
língua portuguesa
nossa senhora
educaçÃo secretaria
Pregão presencial
segunda feira
recursos humanos
educaçÃO ciência
Terça feira
agricultura familiar