ÁREA: Materiais
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DA PERLITA EXPANDIDA
AUTORES: BELARMINO, L.D. (UFRN) ; FERNANDES, N. S. (UFRN) ; MELO, D. M. A. (UFRN)
RESUMO: Neste trabalho amostras de perlita expandida foram caracterizadas por meio das técnicas de Fluorescência de Raios-X, Difração de Raios X, método de adsorção em N2 (BET) e granulometria a laser, para avaliação da composição química, estrutura cristalina, área específica, tamanho de partículas, respectivamente. Os resultados indicam que a amostra de perlita AF apresenta uma melhor área superficial para ser utilizada como adsorvente (11,26 m2. g-1) em relação a perlita SF-22 (2,25 m2. g-1). A composição química das amostras confirma que o material é um aluminossilicato, apresentando 72–73 % de SiO2 e 18,4–18, 9 % de Al2O3. Os Difratogramas de Raios–X apresenta um pico característico de argilas com alta concentração de silicatos, e uma banda larga entre 15° e 35°, atribuída a fase amorfa.
PALAVRAS CHAVES: perlita, caracterização, adsorção.
INTRODUÇÃO: O interesse no estudo em torno das argilas vem crescendo significativamente, no que diz respeito ao conhecimento da sua composição, estrutura, propriedades fundamentais dos constituintes, forma de ocorrências e as suas aplicações na área tecnológica [LUNA, 1999]. Os argilominerais são essencialmente formados de silicatos hidratados de alumínio e/ou magnésio, geralmente cristalinos, podendo conter em sua composição teor significativo de ferro, níquel, cromo e outros cátions que gera uma capacidade de troca reversível para cátions orgânicos, inorgânicos e organometálicos [SOUZA E SANTOS, 1992]. A perlita é um argilomineral de origem vulcânica formada principalmente por silicatos e possui um grande potencial para atuar como adsorvente de sais e metais dissolvidos em água, com a possibilidade de utilização no tratamento de águas residuais. Dentre as suas aplicações a perlita é utilizada como sistema filtrante, não transfere cor, odor e sabor aos líquidos filtrado, além disso, é bastante utilizada como substrato para cultivo. [ALKAN, M et al, 2005]. Ela expande aproximadamente 20 vezes o seu volume original sobre aquecimento dentro de uma faixa de temperatura de 760 a 1090 oC e é essencialmente um silicato de alumínio amorfo metaestável. Quase toda a perlita é consumida na forma expandida, embora a perlita não expandida também venha sendo usada em algumas aplicações [ALKAN e DOGAN, 2001]. Para a realização deste trabalho, foram selecionadas duas amostras de perlita que foram caracterizadas pelo método do BET, Difração de Raios X, Fluorescência de Raios X e granulometria a laser com o objetivo de estudar as propriedades físico-químicas e selecionar a melhor amostra a ser utilizada em processo de adsorção de metais pesados e sais dissolvidos em águas residuais.
MATERIAL E MÉTODOS: As amostras utilizadas neste trabalho foram a perlita expandida AF e SF-22, fornecidas pela Schumacher Insumos para Indústria. A composição química das amostras de perlita foi determinada por Fluorescência de Raios-X utilizando um equipamento modelo EDX-720 da Shimadzu. Os Difratogramas de Raios X foram obtidos pelo método do pó utilizando radiação Cu-kα e velocidade de varredura de 2° min -1. O equipamento utilizado foi um Difratômetro de Raios X, modelo XRD-6000 da Shimadzu. As medidas de área específica foram obtidas pelo método BET, através de um sistema NOVA 2000 do Laboratório de Materiais e Meio Ambiente da UFRN. A análise granulométrica da fração das amostras de Perlita expandida foi realizada em um granulômetro a laser da marca CILAS 1064 do Laboratório de Pesquisas em Petróleo – LAPET da UFRN.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados das propriedades físicas e a composição química das amostras de perlita expandida são apresentados na Tabela 01. A área específica da perlita AF (11,26m2. g-1), é aproximadamente cincos vezes maior do que a da perlita SF-22 (2,25m2. g-1). Comparada a alguns aluminossilicatos utilizados como adsorventes, por exemplo, zeólita (300-800m2. g-1), montmorilonita (150-180m2. g-1) e ilita (50-100m2. g-1) [AGUIAR, M. R. M. P. et al, 2002] é muito baixa, no entanto é relativamente alta comparada à perlita SF-22, ao material de referência e outros adsorventes como diatomita (3,3 m2. g-1) [KHRAISHEH, M A. M. et al, 2004] e a siderita (2,67 m2.g-1) [ERDEM .e OZVERD,2005] . Considerando a perlita SF-22 é verificado que esta possui uma área maior do que a dolomita (0,14 m2. g-1), também bastante utilizada como adsorvente [KARACA, S. et al, 2004]. Com relação à granulometria, a perlita AF apresenta o diâmetro médio de partícula (52,26 μm) maior do que a perlita SF22 (39,99 μm). A análise por Fluorescência de Raios X foi realizada com o objetivo de identificar a composição química das amostras de perlita e quantificar os elementos presentes em menores concentrações. Os resultados estão apresentados em teor percentual do óxido correspondente ao elemento. As amostras apresentam um teor de óxido de silício e alumínio com boa correlação comparada com o material de referência, mas não apresentam teores de óxidos de sódio e magnésio.
As amostras foram caracterizadas por difração de raios X a fim de obter informações sobre a estrutura cristalina. A Figura 1(a) apresenta o Difratograma de Raios X da perlita AF e a Figura 1(b) da perlita SF-22, mostrando um pico em 2θ=45°, característico de argilas com alta concentração de silicatos, e apresenta uma banda larga entre 2θ=15° e 2θ= 35°, provavelmente atribuída a fase amorfa.
CONCLUSÕES: Na caracterização físco-química, verificou-se que a composição das amostras de perlita PE AF e PE SF22 estão correlacionadas com àquela encontrada na literatura, no que diz respeito, principalmente, aos teores de óxidos de silício e alumínio. Diferenciam por não apresentarem teores de óxidos de sódio e magnésio. A área superficial específica da perlita AF é aproximadamente cinco vezes maior que a perlita SF 22, caracterizando dessa forma, para a perlita AF, uma maior possibilidade para utilização nos ensaios de adsorção em função da área superficial.
AGRADECIMENTOS: CAPES, FINEP, LAPET-UFRN, NEPGN-UFRN, Laboratório de Materiais e Meio Ambiente - UFRN.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ALKAN, M.; DOGAN, M. Adsorption of Cooper (II) onto Perlite. Journal of Colloid and Interface Science, 243: 280 – 291, 2001.
ALKAN, M.; KARADAS, M.; DOGAN, M. Adsorption of CTAB onto perlite samples from aqueous solutions, Journal of Colloid and Interface Science, 291: 309 – 318, 2005.
AGUIAR, M. R. M. P.; NOVAES, A. C.; GUARINO, A. W. S. Remoção de metais pesados de efluentes industriais por aluminossilicatos. Química Nova, v. 25, n. 6B, 1145- 1154, 2002.
ERDEM, M.; OZVERDI, A. Lead adsorption from aqueous solution onto siderite, Separation and Purification Technology, v. 42, n. 3, p. 259-264, 2005.
KARACA, S; GÜRSES, A.; FJDER, M; AÇIKYILDIZ, M. Kinetic Modeling of liquid-phase adsorption of phosphate on dolomite. Journal of colloid and Interface Science, v. 277, p. 257-263, 2004.
KHRAISHEH, M A. M.; AL-DEGS, Y. S.; MCMINN, W. A. M. Remediation of astewater containing heavy metals using raw and modified diatomite. Chemical. Engineering Journal, v. 99, p. 177–184, 2004.
LUNA, F. J., SHUCHARDT, U. Argilas pilarizadas – Uma Introdução. Química Nova 22 (1),
104 – 109, 1999.
SOUZA SANTOS, P. Tecnologia de argilas, aplicada às argilas brasileiras, Ed. Edgard Blücher, São Paulo, 1975.
SOUZA E SANTOS, P. Ciência e Tecnologia de argilas. 2a ed. v. 3, Ed. Edgard Blücher,
São Paulo, 1992.
