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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Title: Utilização de um resíduo de caulim da Amazônia na síntese da zeólita ferrierita
metadata.dc.creator: GONÇALVES, Angelina Lobato
metadata.dc.contributor.advisor1: MAIA, Ana Áurea Barreto
Issue Date: 13-Dec-2018
Citation: GONÇALVES, Angelina Lobato. Utilização de um resíduo de caulim da Amazônia na síntese da zeólita ferrierita. Orientadora: Ana Áurea Barreto Maia. 2018. 62 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia Industrial) – Faculdade de Engenharia Industrial, Campus Universitário de Abaetetuba, Universidade Federal do Pará, Abaetetuba, 2018. Disponível em: http://bdm.ufpa.br/jspui/handle/prefix/1318. Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: A constante busca por processos ecologicamente corretos e economicamente viáveis tem impulsionado vários segmentos de pesquisas nos últimos anos. A maior problemática da atualidade é encontrar matérias primas alternativas, que proporcionem aos processos industriais uma maior rentabilidade e um menor impacto ao meio ambiente. Em vista disso, esta pesquisa teve por objetivo a utilização de um resíduo, proveniente do processo de beneficiamento de caulim na Amazônia, para sintetizar uma zeólita do tipo ferrierita. Esta zeólita é amplamente utilizada na indústria petroquímica por apresentar propriedades catalíticas relevantes. A utilização de um rejeito na síntese dessa zeólita é de suma importância, pois além de transformar um material de baixo valor comercial em um produto de alto valor agregado, ainda reduz os impactos gerados pelo armazenamento do mesmo. Outro aspecto importante é que zeólita ferrierita ainda não havia sido sintetizada a partir de um resíduo, o que demonstra a relevância deste estudo. As técnicas de Difratometria de Raios-X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) foram utilizadas para caracterizar os materiais de partida e os produtos formados, a análise química também foi empregada para caracterizar os materiais de partida. A metodologia de síntese utilizada está de acordo com a estabelecida pela IZA, contudo alguns parâmetros foram variados: tempo de tratamento hidrotermal, temperatura de síntese, e fonte alternativa de alumínio e parcialmente de silício, o resíduo de caulim. Primeiramente o resíduo foi calcinado a 700ºC/2h, para se obter o metacaulim, depois a sílica foi envelhecida em agitador orbital a 80rpm por 24h e com 15mL de H2O em um copo de teflon, após o envelhecimento, foram adicionados à mistura os demais reagentes: metacaulim, NaOH em micro pérolas e etilenodiamina, posteriormente o copo de teflon foi colocado dentro do reator de aço inoxidável, e este foi alocado em estufa para o processo hidrotermal a 180ºC, variando-se os tempos de síntese em, 12, 24, 48 e 72h. Por último o material foi filtrado até se obter um pH neutro (entre 7 e 8), seco em estufa por 2h a 180ºC e calcinado em Mufla por 17h a 540ºC, com uma taxa de aquecimento (TA) de 9ºC/min. Os resultados das análises dos produtos formados mostraram que zeólita ferrierita foi sintetizada somente nos tempos de 24 e 48 horas, apontando o tempo de 24 horas como o mais propício para a formação desse material. Este trabalho também analisou a influência das etapas de envelhecimento da sílica e da calcinação dos produtos formados. No momento que essas etapas foram retiradas do processo, houve uma diminuição da cristalização da ferrierita. Assim, essas etapas se mostraram essenciais para a síntese da ferrierita.
Abstract: The constant search for environmentally sound and economically viable processes has driven several research segments in recent years. The main problem today is finding alternative raw materials, which give industrial processes greater profitability and a lower impact on the environment. Therefore, the objective of this research was the use of a residue from the processing of kaolin in the Amazon, to synthesize a ferrierite type zeolite. This zeolite is widely used in the petrochemical industry because it has relevant catalytic properties. The use of a reject in the synthesis of this zeolite is of paramount importance, since besides transforming a material of low commercial value into a product of high added value, it still reduces the impacts generated by the storage of the same one. Another important aspect is that zeolite ferrierite had not yet been synthesized from a residue, which demonstrates the relevance of this study. The techniques of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize the starting materials and the products formed, the chemical analysis was also used to characterize the starting materials. The synthesis methodology used is in agreement with that established by IZA, however some parameters were varied: hydrothermal treatment time, synthesis temperature, and alternative source of aluminum and partially silicon, the residue of kaolin. First the residue was calcined at 700°C/2 h to obtain the metakaolin, then the silica was aged on an orbital shaker at 80 rpm for 24 h and with 15 ml of H2O in a teflon beaker, after aging, the remaining reactants: metakaolin, NaOH in micro-beads and ethylenediamine, the teflon beaker was placed inside the stainless steel reactor, and it was placed in a greenhouse for the hydrothermal process at 180ºC, the synthesis times being varied by 12, 24, 48 and 72 hours. Finally the material was filtered to a neutral pH (between 7 and 8), oven dried for 2h at 180°C and calcined in Mufla for 17h at 540°C, with a heating rate (TA) of 9°C/min. The results of the analysis of the formed products showed that zeolite ferrierite was synthesized only in times of 24 and 48 hours, indicating the time of 24 hours as the most suitable for the formation of this material. This work also analyzed the influence of the aging stages of the silica and the calcination of the formed products. At the time these steps were withdrawn from the process, there was a decrease in ferrierite crystallization. Thus, these steps were essential for the synthesis of ferrierite.
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
Keywords: Zeólita ferrierita
Resíduo de caulim
Envelhecimento
Calcinação
Residue of kaolin
Zeolite ferrierite
Aging
Calcination
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Appears in Collections:Curso de Engenharia Industrial - CABAE

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