ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Materiais
Autores
Pessoa Júnior, W.A.G. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM) ; Santana, G.P. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO AMAZONAS - UFAM)
Resumo
Este trabalho propõe uma alternativa viável para neutralizar os efeitos tóxicos do lodo galvânico (LG) a fim de incorporar o caulim (Kao) na produção de pigmentos inorgânicos (PI). A incorporação foi baseada na mistura das seguintes proporções de LG: Kao 1:1, 2:1, 1:2, 1:0, 0:1 e, posterior, calcinação a 1.100 ºC em diferentes intervalos de tempo. Os produtos calcinados foram caracterizados por termogravimetria (TG/ATD) e difração de raios X (DRX). Os resultados mostram que todas as amostras formaram produtos cristalinos. Em particular, na LG: Kao 2:1 foi observada a formação de uma nova fase cristalográfica inexistentes nas outras misturas. As análises de TG/ATD mostraram ainda que a única diferença cristalográfica ocorre em função da proporção da mistura, independentemente do tempo.
Palavras chaves
Calcinação; DRX; Polo Industrial de Manaus
Introdução
O descarte e a estocagem inadequados do lodo galvânico (LG), proveniente da galvanoplastia, é um dos responsáveis pela contaminação do ambiente e da saúde humana por metais pesados. Tal problema, deve-se à sua natureza química não biodegradável, tornando-se uma preocupação prevista na legislação ambiental de praticamente todos os países do mundo. Neste contexto, uma tecnologia limpa desenvolvida a partir de PI oriundos de LG é bastante viável devido aos altos teores de alguns metais de transição que podem ser combinados com ânions para formar compostos insolúveis, sendo imobilizados com relativa facilidade em estruturas cristalinas bem definidas e de pequeno tamanho de partículas. O aquecimento é a principal via de produção de PI empregando materiais capazes de interagir com os metais pesados tornando-os inertes. Para isso, é necessário utilizar outros materiais, por exemplo argilominerais. Por ser bastante abundante na natureza, a caulinita se apresenta como material em potencial para interagir com metais presentes no LG durante a produção de PI. A viabilidade do uso em aplicações industriais desse argilomineral já foi provado (Monteiro e Santana, 2012). No caso da Zona Franca de Manaus, o uso de caulinita é importante, pois este argilomineral está presente em abundância na Amazônia, uma bacia sedimentar onde estão depositadas as maiores jazidas de caulim brasileiras. Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver tecnologia limpa para produzir PI usando a incorporação do LG na caulinita.
Material e métodos
Coleta do LG e do Kao. O Kao foi coletado no trecho da AM-010 no sentido Manaus-Itacoatiara. Já o LG foi cedido pela HONDA (Polo Industrial de Manaus), cujos processos industriais manipulam várias substâncias contendo Cd, Pb, Cu, Fe, Mn, Cr, Ni e Zn. E antes da realização dos ensaios, o LG foi exposto ao sol por 6 horas. Preparação dos materiais. O LG e o Kao foram pulverizados separadamente e misturados a seco nas seguintes proporções: LG: Kao 1:1 (CA),LG: Kao 2:1 (CB), LG: Kao 1:2 (CC), LG bruto (CD) e Kao bruto (CE). Os materiais foram calcinados a 1100 ºC no forno tipo mufla, modelo EDG 3P-S, variando o tempo de calcinação em 2, 4 e 6 horas após a segunda pulverização. Caracterização cristalográfica das amostras. A caracterização cristalográfica do LG e Kao brutos, bem como suas misturas foi determinada por DRX, em um aparelho Shimadzu 6000 LabX, fonte de Cu (Kα) e intervalo de medida em 2θ de 5º a 60º, utilizando o método de pó. A estabilidade térmica foi determinada por análise de TG e ATD. As curvas termogravimétricas foram obtidas em um equipamento SHIMADZU, modelo DTG-60H, em atmosfera de nitrogênio, razão de aquecimento de 10 °C min-1, utilizando aproximadamente 8 mg de amostra até 1.000 ºC.
Resultado e discussão
De acordo com os DRX do LG bruto e calcinado por 2 horas (Figura 1) notou-se que
o LG bruto tem uma estrutura amorfa, e que ocorre um processo de cristalização
durante a calcinação. Fato comprovado ao serem comparados os DRX, principalmente
nas reflexões entre 40º e 45º. Em contrapartida nos DRX obtidos da Kao
calcinada, foi possível observar perda de cristalinidade, tornando-a um material
tipicamente amorfo. Essa perda foi comprovada pelo pico exotérmico a 988 °C
alcançado na ATD associado à decomposição da metacaulinita em sílica amorfa e
espinélio, o que está de acordo com o trabalho de Santos (1989). O TG do LG
bruto apresentou um resultado condizente com a literatura (Espinhosa et al,
2001) apresentando em ~77 ºC uma perda de massa em torno de 48% relacionada à
perda de H2O. Entre 100 ºC e 665 ºC cerca de 10% de perda de massa,
ligada à perda de matéria orgânica. E entre 640 °C e 1.000 °C menos de 5%,
relacionado à liberação de H2O, CO2 e SOX. Na
Figura 2 é possível verificar uma interação entre LG e Kao em CB, amostra com a
maior proporção de LG, devido ao surgimento de uma fase cristalográfica nova,
fato comprovado pelo aparecimento de uma reflexão bem definida entre 50º e 60º e
o desaparecimento de uma reflexão em torno de 40º, o que não ocorreu nas
amostras CA e CC. Ao comparar o tempo de calcinação entre as amostras é possível
notar que a reflexão de 50º a 60º presente no DRX de CB em duas horas desaparece
em quatro horas, indicando uma instabilidade da nova fase em tempos maiores.
Porém, o tempo de calcinação parece não ter muito efeito sobre a cristalinidade
apresentada pelas outras amostras. Portanto, o tempo de duas horas é suficiente
para a obtenção de um pigmento com uma estrutura cristalinidade bem definida.
DRX das amostras de LG, (a) após a calcinação de 2 horas e (b) antes da calcinação.
DRX dos pigmentos obtidos nas seguintes proporções LG:Kao: CA- 1:1; CB-2:1; CC-1:2 no tempos de calcinação de 2 horas.
Conclusões
Este trabalho mostrou ser viável produzir PI a partir de misturas LG:Kao, em poucas etapas, não sendo necessário aparelhos de alto custo. A amostra CB (LG:Kao 2:1) foi a mistura que apresentou o melhor resultado nos experimentos realizados. No entanto, a fase formada é destruída com quatro horas de calcinação presumido uma instabilidade em função de tempos maiores de aquecimento. Nesse caso, o tempo de duas horas é suficiente para a obter PI.
Agradecimentos
Agradecemos aos seguintes laboratórios onde foram realizados tanto os experimentos quanto a caracterização dos PI: CATAMA, LAPEC, Laboratório de DRX (UFAM).
Referências
ESPINHOSA, D. C. R.; TENÓRIO, J. A. S. Thermal behavior of chromium electroplating sludge. Waste management, v.21, p.405-410. 2001.
MONTEIRO, E. P.; SANTANA, G. P. Remoção de íons Pb2+ de solução de bateria automotiva por caulinita modificada com óxido de manganês. Química Nova, v. 35, n. 6, p. 1151-1156, 2012.
SANTOS, P. S. Ciência e Tecnologia de Argilas. São Paulo: Edgard Blücher Ltda, v. 1, 1989.
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