OBTENÇÃO DE HIDRÓXIDO DE MAGNÉSIO UTILIZANDO JATO DE PLASMA

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Materiais

Autores

Pereira, C.S. (UFERSA) ; Rocha, A.C.C. (UFERSA) ; Júnior, C.A. (UFERSA) ; Silva, H.F.M. (UFRN) ; Menezes, F.L.G. (UFERSA) ; Vitoriano, J.O. (UFERSA)

Resumo

O magnésio é um material de grande importância na indústria, podendo ser obtido por meio do processo de redução de minerais como a Dolomita ou de eletrólise da água mar. Por ser um material abundante em água do mar, principalmente em águas-mães, o método de eletrólise tem ganhado espaço na indústria. Neste trabalho procura-se aperfeiçoar o processo de eletrólise da água do mar, substituindo o eletrodo solido do anodo pela descarga luminescente. Foi feita a eletrólise de uma solução de cloreto de magnésio na concentração presente na água do mar e, após analises por difração de raio x, constatou-se a formação de magnésio na forma de hidróxido de magnésio, que precipitou-se no eletrodo positivo. Foram feitas análises de MEV e EDS confirmaram a presença de magnésio no precipitado do cátodo.

Palavras chaves

Descarga Luminescente; Eletrólise; Magnésio

Introdução

Dentre as várias formas de produção do magnésio, destacam-se duas como as mais utilizadas na indústria brasileira, a primeira é a partir da redução térmica da dolomita, um mineral de carbonato de cálcio e magnésio, e a segunda a partir da eletrólise da água do mar (NAKAMURA; MOREJON, 2013). Se uma descarga elétrica é passada para uma solução a partir de um eletrodo condutor situado no espaço de gás acima da superfície, notáveis reações químicas podem ser conseguidas na fase líquida e o processo é referido como a eletrólise por descarga luminescente (GDE). (HICKLING; INGRAM, 1964, pag.65). Neste trabalho procuramos realizar a eletrólise de uma solução aquosa de MgCl₂ na concentração presente em água do mar, substituindo o eletrodo sólido consumível do anodo no processo convencional pelo plasma por descarga luminescente. O objetivo do mesmo é propor um novo modelo de extração de magnésio da água do mar e analisar as alterações em decorrência dessa mudança.

Material e métodos

Todos os procedimentos foram realizados no Laboratório de Processos Químicos, no Laboratório de Plasma e no Laboratório de Deposição de Filmes Finos - Centro de Inovação Tecnológica do Semiárido (CITED) – UFERSA. O sistema eletrolítico é composto basicamente por ânodo de tungstênio, o cátodo consistiu de uma placa retangular de titânio. Um fio de tungstênio foi posicionado de forma a ficar bem próximo à solução para ocorrer à geração do plasma. O cátodo foi mergulhado na solução. A solução foi composta de Cloreto de Magnésio na concentração da água do mar. Cada ensaio de eletrólise teve uma duração de 30 minutos, realizada em etapas de aproximadamente 5 minutos cada. Durante o ensaio foram anotados os valores de corrente e tensão ao longo do processo. Caracterizações. As fases cristalinas dos precipitados formados foram analisadas em um Difratômetro de raios-X (DRX) SHIMADZU XRD-6000. Fases metálicas e semicondutoras foram analisadas por EDS. A análise das características microestruturais das amostras foram feitas por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV).

Resultado e discussão

A Micrografia eletrônica do precipitado branco extraído do cátodo, mostrou precipitados com morfologia de bastões e precipitados nodulares conforme Figura 1A. Entretanto a análise química qualitativa realizada através de mapeamento por EDS não apresentaram diferenças composicionais significativas entre as duas morfologias. Os dois possuiam como principais constituintes o Mg e O confirmando os resultados obtidos no DRX onde foi identificada a fase de Mg(OH)₂ Figura 1B. Após a análise de DRX, chegou-se à conclusão que o o precipitado formado na superfície do cátodo é o hidróxido de magnésio, como mostrado na Figura 2.

(1A) Micrografias obtidas por microscopia eletrônica de varredura. Figura (1B) apresenta os espectros obtidos pela análise geral da amostra.


Difratograma de raios-X dos compostos extraídos do eletrodos após eletrólise.

Conclusões

Observamos que foi possível realizar a eletrólise utilizando o plasma por descarga luminescente, produzindo assim hidróxido de magnésio no eletrodo de titânio, como mostrado nas análises de DRX, MEV e EDS. Pelas análises observou que não houve contaminação da solução pelo eletrodo de tungstênio, o anodo, diferente do processo eletrolítico convencional.

Agradecimentos

CNPq, CAPES, UFERSA.

Referências

1. HICKLING, A.; INGRAM, M. D. Glow-discharge electrolysis. Journal of Electroanalytical Chemistry (1959), v. 8, n. 1, p. 65, 1964.

2. NAKAMURA, A. F. A. N.; MOREJON, C. F. M. Avaliação técnica e econômica de dois processos de produção de magnésio. In: ENCONTRO PARANAENSE DE ENGENHARIA E CIÊNCIA, 3., 2013, Toledo. Anais...Toledo: Universidade Estadual do Oeste do Paraná, 2013.