Estudo de precipitados decorrentes da evaporação da água marinha em diferentes condições de concentração

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Materiais

Autores

Toscano, T.D. (UFERSA) ; Vitoriano, J.O. (UFERSA) ; Paiva, D.S. (UFERSA) ; Menezes, F.L.G. (UFERSA) ; Silva, H.F.M. (UFRN) ; Barboza, J.C.P. (UFERSA) ; Junior, C.A. (UFERSA)

Resumo

O presente trabalho foi desenvolvido visando compreender e realizar separação de produtos da água do mar. Desse modo, foram realizadas análises química, física e morfológica dos precipitados originados da evaporação da água do mar a 100 °C em diferentes concentrações. Nos primeiros precipitados, foi verificada a presença NaCl e provavelmente o MgSO₄. Na última precipitação o destaque está para redução acentuada de NaCl e a presença da carnalita bem como MgSO₄. Em termos morfológicos pode-se diferenciar o CaSO₄ do NaCl devido a estrutura cristalina característica de cada composto. Verificou-se ainda diferenças quanto a capacidade de absorção de umidade ambiente de cada precipitado, isso ocorre devido a presença de compostos diferentes em cada precipitado.

Palavras chaves

PRECIPITADOS; ÁGUA DO MAR; MORFOLOGIA

Introdução

O Estado do Rio Grande do Norte é um dos maiores produtores de sal marinho por evaporação solar. O estado possui uma combinação de fatores naturais como relevo, clima, solo, ventos favoráveis e água marinha em abundância que favorecem a produção do sal via evaporação solar (Paiva Filho, 1987). A produção de sal no Estado abrange uma área de aproximadamente 250 km2. A indústria salineira do Rio Grande do Norte avançou pouco em tecnologias que tornem os produtos mais competitivos e em respeito às normas ambientais vigentes no país (Araújo et al., 2013). Estudos indicam a possibilidade de melhorias no processo de extração e criticam principalmente o não aproveitamento da salmoura residual, sugerindo tratamentos para o aumento da qualidade do cloreto de sódio, e recuperação dos outros componentes nobres da salmoura que frequentemente é rejeitada nos métodos convencionais de obtenção de sal (Cohen-adad et al., 2002). A agregação de valores na cadeia produtiva do sal pode ser obtida através do conhecimento do mecanismo e cinética da precipitação dos sais, bem como suas propriedades, morfologia e estrutura (Cohen-adad et al., 2002). O conhecimento preciso das faixas de temperatura, pressão, umidade e composição da água do mar são de fundamental importância no desenvolvimento dessa tecnologia e procedimentos de avaliação ambiental, uma vez que a precipitação dos sais obedece às curvas de solubilidades (Voigt, 2001). Este trabalho teve como objetivo principal caracterizar os precipitados da água marinha em diferentes concentrações após a água ter sido aquecida até 100°C, buscando planejar estratégias de extração dos diferentes produtos da água do mar.

Material e métodos

Este trabalho foi desenvolvido no Laboratório de Plasma na Universidade Federal Rural do Semi-Árido, Mossoró-RN. Para a obtenção dos precipitados foi utilizado água do mar in natura, obtida no município de Areia Branca-RN. O experimento consistiu em realizar sucessivas evaporações da água do mar, aquecendo-a até 100°C e resfriando naturalmente até 25°C, com intervalos de densidade pré-estabelecidos para coletas de precipitados. Inicialmente a densidade da água utilizada foi de 1,05Kg/L, de acordo com a evaporação da água a concentração de sais aumentou e na faixa de 1,08Kg/L foi realizada a primeira coleta precipitado, o procedimento foi repetido para as faixas de densidades de 1,10, 1,19, 1,21, 1,28, 1,33, 1,35 Kg/L e até que toda a água tivesse sido evaporada. Após a obtenção dos precipitados foi realizado análise de Difração de Raios-X e Microscopia Eletrônica de Varredura. Os Padrões de difração de raios-X foram registrados em um Difratômetro de bancada Miniflex II Rigaku usando radiação CuKa, como parâmetros iniciais para a análise um tempo de integração de 2 segundos com um passo de 0,02° e um intervalo de varredura de 10° a 80° .. A morfologia das partículas foi determinada por Microscopia Eletrônica de Varredura, usando um equipamento modelo: Mira3 FEG-SEM com Espectrômetro de Energia Dispersiva - EDS modelo: PENTAFET PRECISION, no intuito de obter características químicas. Foram realizadas medidas de pH e condutividade nas diferentes faixas de concentrações, utilizando um pHmetro modelo: TEC-3MP. Para a avaliação do poder de absorção de água, os precipitados foram expostos ao ambiente durante 0, 3, 6, 24, 48 e 72 horas e a cada intervalo de tempo foram feitas medidas de massa, as medidas foram realizadas em uma balança analítica modelo: AY220.

Resultado e discussão

De acordo com análises realizadas usando Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectrometria de Dispersão de Energia de Raios-X, alguns dos precipitados exibiram características representativas de NaCl em sua composição, as faixas em que existe tal semelhança são os precipitados oriundos da faixa de densidade de 1,08, 1,10,1,33 e 1,35Kg/L ao analisarmos os difratogramas, observa-se que a maioria dos picos, são de NaCl, mostrando que os precipitados obtidos nessas quatro faixas de volume possuem composição similar. O precipitado oriundo da água a 1,08kg/L, mostrou uma coloração mais escura, devido a uma matriz densa de NaCl e grãos de areia isso ocorre devido a presença de solo. O precipitado da água a 1,19Kg/L apresenta uma composição constituída, em sua maioria, por CaSO₄ e NaCl mostrado no DRX e no EDS da amostra. O precipitado oriundo da água a 1,21kg/L, sugere a presença de CaSO₄, MgSO₄, MgCl₂e NaCl. Este precipitado difere dos demais por apresentar uma quantidade representativa de cálcio em sua composição. Os precipitados obtidos a 1,28Kg/L sugere a presença de MgSO₄ e NaCl. A ultima faixa de precipitação, segundo as analises MEV/EDS, não apresentam NaCl, porém outros elementos constituem sua composição, como é o caso do O, Mg, S, Cl, K. Os valores de pH da água do mar nas diferentes densidades não apresentam grandes variação, com valores de 7,1 à 8,2, mostrando o poder tamponante da água do mar. Quanto a higroscopicidade as amostras apresentaram comportamento semelhante, apresentando uma suave queda no poder de absorção de umidade após 48 horas. O único precipitado que apresentou um comportamento crescente de absorção de umidade, foi o ultimo, onde não tinha cloreto de sódio.

Conclusões

Durante este processo de evaporação, o composto em abundancia foi o NaCl, no entanto além deste, existe outros compostos importantes como MgSO4, CaSO4, MgCl2,. A maioria dos cristais apresentaram geometria cubica ou ortorrômbica. Pode-se obter um precipitado rico em MgCl2, K2SO4, KCl, MgSO4 e ausente de NaCl. O que nos instiga a busca da obtenção deste, em diferentes faixas de precipitação, agregando valor a cadeia produtiva salineira. Os valores de pH não houve variações abruptas mostrando assim o poder tamponante da água do mar nas diferentes concentrações.

Agradecimentos

A equipe do Laboratório de Microscopia Eletrônica e Difração de RaiosX -UERN, Laboratório de Processos Químicos e Laboratório de Plasma – UFERSA, CAPES, CNPq.

Referências

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