Síntese hidrotérmica de zeólitas a partir de cinza volante de carvão mineral: aplicação na adsorção de íon amônio / Hydrothermal synthesis of zeolites from fly ash of mineral coal: application of ion ammonium adsorption

RESUMO

RESUMO A cinza volante é o principal resíduo industrial do uso de carvão mineral na geração de vapor e energia. No Brasil, são produzidas 1,4 milhão toneladas ao ano. Essas cinzas podem ser convertidas em produtos zeolíticos por tratamento hidrotérmico alcalino. Este trabalho teve como objetivo principal realizar essa conversão hidrotérmica, a fim de obter unicamente fases cristalinas zeolíticas para a adsorção de íon amônio. Realizaram-se diversas sínteses alterando o método utilizado (clássico ou de duas fases), o tempo de reação (24 ou 30 h) e a massa de NaOH. A caracterização dos produtos e da cinza (in natura e calcinada) foi realizada por difratometria de raios X, microscopia eletrônica de varredura e, em alguns casos, análises térmica diferencial e gravimétrica (ATD-TG). Os resultados demonstraram que é possível sintetizar as zeólitas hidroxissodalita e cancrinita a partir da cinza estudada. O produto obtido pelo método de duas etapas foi utilizado na adsorção de íon amônio em solução, sendo, neste processo, o modelo isotérmico de Sips o mais adequado; alcançando um valor de capacidade máxima de adsorção de 2,71 mg.g-1.

ABSTRACT

ABSTRACT Fly ash is the main industrial waste generated by coal in steam and power plans. In Brazil, 1,4 million tons are produced every year. These ashes can be converted into zeolite products by alkaline hydrothermal treatment. The main objective of this paper was to induce this reaction which produces only zeolitic crystalline phases for ammonium ion absorption. So, some syntheses were done by different hydrothermal method (classical or two stages), work time (24 or 30 h) and many NaOH bulks. The characterization of ash (in natura and calcined) and products was performed by X-ray diffraction method, scanning electron microscopy and, in some cases, differential thermal and thermogravimetric analysis The product by two stages method was used in ammonium ion absorption in solution at Sips Mathematic Model the highest capacity of 2,71 mg.g-1.