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Tipo: Tese
Data do documento: 29-Jun-2018
Autor(es): SILVA, Liliane Nogueira da
Primeiro(a) Orientador(a): CORRÊA, José Augusto Martins
Primeiro(a) coorientador(a): MORAES, Dorsan dos Santos
Título: Síntese conjunta de zeólita A-hidróxidos duplos lamelares a partir de rejeitos da indústria mineral como adsorverdor de corantes
Agência de fomento: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Citar como: SILVA, Liliane Nogueira da. Síntese conjunta de zeólita A-hidróxidos duplos lamelares a partir de rejeitos da indústria mineral como adsorverdor de corantes. Orientador: José Augusto Martins Corrêa. 2018. 75 f. Tese (Doutorado em Geologia e Geoquímica) - Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2018. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/10732. Acesso em:.
Resumo: Para a síntese da mistura Zeólita A-HDL foram utilizados como materiais de partida dois rejeitos da indústria mineral: um proveniente da produção de concentrado de cobre oriundo da mina do Sossego região de Carajás, sudeste do Estado do Pará; o outro do beneficiamento de caulim oriundo da região do Rio Capim, nordeste do Estado do Pará. Os rejeitos foram primeiramente ativados por lixiviação ácida e calcinação. A síntese ocorreu em duas etapas: primeiro a síntese do HDL por coprecipitação e banho hidrotérmico, com posterior adição de metaculim para síntese da zeólita A. Os parâmetros avaliados foram: razão molar Mg/Fe, relação mássica Zeólita A-HDL e tempo de reação, dividido em três experimentos. As amostras sintetizadas foram caracterizadas por difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura acoplado a espectroscopia de dispersão de energia de raios X (MEV/EDS), análise térmica (ATG), espectroscopia na região do infravermelho (EIV), distribuição de tamanho de partícula (DTP), fisissorção de N2 e ponto de carga zero (PCZ). Após a caracterização, a mistura foi aplicada na adsorção dos corantes violeta cristal (VC) e azul de metileno (AM). A melhor condição de síntese testada ocorreu com razão molar teórica Mg/Fe igual a 3, relação mássica zeólita A-HDL de 7:1 e tempo de reação de 6 horas. A difração de raios X detectou fases de elevada ordem estrutural que foram quantificadas pelo método Rietveld, em: 90,57 zeólita A, 9,21 piroaurita e 0,22 anatásio (% massa). Foram feitos testes de adsorção utilizando-se diversos corantes e a Zeólita A-HDL apresentou maior eficiência na remoção dos corantes VC e AM quando comparada a uma zeólita comercial utilizada com esta finalidade, o que ocorreu em multicamadas. A cinética de adsorção do AM obteve melhor correlação com o modelo de pseudosegunda ordem. O estudo termodinâmico mostrou que a 25 °C o processo de adsorção apresenta-se favorável e espontâneo. A entalpia indica uma reação exotérmica, com liberação de energia e classificada como fisissorção. A dessorção dos corantes, mostrou que a melhor proporção dos solventes é 50% H2O:50% Etanol, dessorvendo 100% do corante. A regeneração térmica da ZA-HDL mostrou-se eficaz, possibilitando sua reutilização após tratamento térmico.
Abstract: For the synthesis of the zeolite A-LDH were used as starting materials, two waste mineral industry: A copper concentrate from the production from the Sossego Carajas region, Southeast Para State; the other one of the kaolin processing from the Rio Capim region, northeast of the State of Pará. The wastes were first activated by acid leaching and calcination. The synthesis consists of in two stages: first the synthesis of LDH by coprecipitation and hydrothermal bath, with the addition of metaculim for the synthesis of zeolite A. The parameters evaluated were: Mg/Fe molar ratio, Zeolite A-LDH mass ratio and reaction time, divided into three experiments. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy coupled to X-ray energy dispersion spectroscopy (SEM/EDS), thermal analysis (TGA), infrared absorption spectroscopy (IR), particle size distribution, N2 physisorption and point zero charge (PZC). After characterization, the mixture was applied in the adsorption of crystal violet (CV) and methylene blue (MB) dyes. The best synthesis condition occurred with theoretical Mg/Fe molar ratio of 3, mass ratio of 7: 1 zeolite A-LDH and reaction time of 6 hours. X-ray diffraction detected high-order structural phases that were quantified by the Rietveld method in: 90,57 zeolite A, 9,21 pyroaurite and 0.22 anatase (% mass). Adsorption tests were performed using several dyes and Zeolite A-LDH presented higher efficiency in the removal of CV and MB dyes when compared to a commercial zeolite used for this purpose, which occurred in multilayers. The adsorption kinetics of the MB obtained a better correlation with the pseudose-order model. The thermodynamic study showed that at 25 °C the adsorption process was favorable and spontaneous. The enthalpy indicates an exothermic reaction, with release of energy and classified as physisorption. The desorption of the dyes showed that the best proportion of the solvents is 50% H2O: 50% Ethanol, desorbing 100% of the dye. The thermal regeneration of ZA-LDH proved to be efficient, allowing its reuse after thermal treatment.
Palavras-chave: Resíduos industriais
Zeólitos
Hidróxidos duplos lamelares
Adsorção
Área de Concentração: GEOQUÍMICA E PETROLOGIA
Linha de Pesquisa: MINERALOGIA E GEOQUÍMICA
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEOLOGIA::GEOQUIMICA
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal do Pará
Sigla da Instituição: UFPA
Instituto: Instituto de Geociências
Programa: Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Fonte: 1 CD-ROM
Aparece nas coleções:Teses em Geologia e Geoquímica (Doutorado) - PPGG/IG

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