OBTENÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE PRECIPITADOS A PARTIR DE ÁGUAS RESIDUAIS DAS SALINAS (ÁGUAS MÃES)

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Química Verde

Autores

Barauna, J.B.F.O. (UFERSA) ; Vitoriano, J.O. (UFERSA) ; Alves Junior, C. (UFERSA)

Resumo

Os principais mercados finais para o sal são a indústria química (o setor de alcalinos), degelo de estradas e as indústrias agro-alimentares. A produção de salmoura (também conhecida como concentrado ou águas residuais) é uma parte integrante da produção do NaCl. Quando esta água residual é descarregada no meio ambiente sem tratamento prévio, pode causar danos por contaminação do solo, águas superficiais e subterrâneas. A alta concentração de íons dessa salmoura promove uma alteração da salinidade principalmente nas partes mais profundas do mar próximo à disposição do rejeito devido à alta densidade dos resíduos, e estes afetam o bioma local. Este estudo teve o objetivo contribuir para a caracterização dos sais precipitados a 30° Bé a partir das águas residuais das salinas (águas mães).

Palavras chaves

Precipitação; Aguas mães; Sal

Introdução

Muitos setores industriais são propensos a gerar efluentes altamente salinos: estes incluem as indústrias agro-alimentares, do petróleo e de couro (LEFEBVRE, 2006). A produção do sal marinho consiste basicamente na passagem da água do mar em tanques, e esta, ao passo que evapora através da ação do sol e dos ventos, passa primeiro por evaporadores e concentradores, onde outros sais (carbonato de cálcio e sulfato de cálcio) são precipitados. Logo após, a água passa a cristalizadores, onde o cloreto de sódio é precipitado e extraído (CIMSAL, 2015), após essa etapa, a salmoura restante é devolvida ao oceano com uma densidade de 28° Bé, pois aproximadamente nesta faixa, o Cloreto de Sódio tenderia a não ser mais o precipitado exclusivo, ocorrendo o início da presença de outros contaminantes. No entanto, existem evidências que comprovam que esta salmoura ainda pode ser evaporada em aproximadamente 20%, podendo atingir a densidade de 30° Bé, sem prejuízo na pureza do Cloreto de Sódio (POOLE C.F., 2000; MCCAFREY et al, 1987; WAHED M., 2015). Uma vantagem desse processo seria diminuir a concentração de sais do rejeito que é despejado no oceano, visando um menor impacto na fauna e flora local, pois mesmo sabendo que o bioma marinho é adaptado às flutuações de salinidade, aumentos bruscos como os ocasionados pela descarga de rejeitos salinos podem culminar com a morte de algumas espécies e interferência no crescimento de outras (AHMED M. e ANWAR R. 2012). No entanto, podem haver oportunidades para utilizar este efluente salino (AHMED, 2001), e para tal, o presente trabalho tem por objetivo obter e caracterizar (difração de raio-x) o sal obtido a 30° Bé a partir da evaporação de 20% do volume da água residuária das salinas.

Material e métodos

Amostras de 1 litro de água-mãe inicialmente com densidade de 28° Bé, colhidas na etapa final do processo de produção do sal marinho, e imediatamente antes do seu descarte no oceano, foram evaporadas utilizando um Becker de 1l e um aquecedor elétrico de bancada, a 100 °C, e então resfriadas à temperatura ambiente (25 °C) para permitir a completa cristalização dos compostos em condições mais naturais. O processo seguiu até que a densidade da salmoura atingisse 30° Bé, e para tal, foi necessária a evaporação de 20% do volume em água. A densidade do líquido antes e depois do processo foi aferida através de um aerômetro, o pH e a condutividade foram medidos utilizando um pHmetro e um condutivímetro, ambos de bancada e da marca Econolab, todas as medidas foram realizadas em triplicata, e foi registrada a média dos valores. O precipitado obtido após esse processo foi recolhido através da retenção em um filtro de papel, e analisado. A caracterização estrutural foi realizada por difração de raios-X (DRX) em um difratômetro Shimadzu (modelo 6000, radiação CuKα), a identificação de fases cristalinas foi obtida por comparação do difratograma de raios‐X da amostra com o banco de dados da Mineralogical Society of America - Minsocan (DOWNS, R.T., 2003).

Resultado e discussão

As análises de difração de raios-x (Figura 1) comprovaram a presença do cloreto de sódio, com os seus picos característicos confirmados através da comparação com cartas cristalográficas padrões (WALKER D. et al, 2004 e ABRAHAM S., 1965) sem ocorrência de outros compostos, inclusive do contaminante mais provável nessa faixa de densidade, o sulfato de magnésio. A ausência de outros compostos, no precipitado obtido na salmoura de densidade de 30° Bé, é um forte indicativo que ainda é possível extrair cloreto de sódio a partir das águas residuais das salinas, o que pode ser uma oportunidade também para a posterior extração de outros compostos através de processos mais sofisticados. (WAHED M. et al, 2015). Análises complementares de densidade, pH, e condutividade foram feitas antes e depois, e os resultados mostram um aumento da condutividade e redução do pH após o processo de evaporação, ambas as variações foram baixas, e negligenciáveis (Figura 2), mostrando que apesar da extração desta parcela de cloreto de sódio, não houveram alterações significativas nas propriedades principais, enquanto que no processo, cerca de 60 g de cloreto de sódio puderam ser removidos de cada litro de rejeito. O fato de o pH ter variado de forma tão sutil é um bom sinal, tendo em vista que a acidificação das águas marinhas também é um problema ambiental, visto que alguns organismos marinhos possuem bastante CaCO3 nas suas composições externas, e em meios mais ácidos o equilíbrio Carbonato-Bicarbonato tende mais para a formação do HCO3-, o que culmina na dissolvição de conchas/exoesqueletos de espécies dependentes do CO3-2, já que os compostos de bicarbonato são bem mais solúveis em água (LOGAN, 2010)

Padrão cloreto de sódio (acima) e amostra obtida (abaixo).


PH, densidade e condutividade - água mãe e amostra

Conclusões

O presente estudo conclui que é possível cristalizar cloreto de sódio com um bom grau de pureza em um processo de evaporação solar, entre as faixas de 28° Bé e 30° Bé, utilizando as águas residuais das salinas como matéria prima, processo que possibilitaria uma maior produtividade e reduziria significativamente quaisquer impactos que sejam causados pela disposição do rejeito salino no oceano.

Agradecimentos

Referências

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AHMED, Mushtaque et al. Integrated power, water and salt generation: a discussion paper. Desalination, v. 134, n. 1, p. 37-45, 2001.

AHMED, Musfique; ANWAR, Rifat. An Assessment of the Environmental Impact of Brine Disposal in Marine Environment, International Journal of Modern Engineering Research, 2012.

CIMSAL. Processo de produção e beneficiamento. Disponível em: http://www.cimsal.com.br/?main=processoproducao. Acesso em: 08 Jul. 2012.

DOWNS, R.T. and Hall-Wallace, M. The American Mineralogist Crystal Structure Database. American Mineralogist 88, 247-250, 2003.

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MCCAFFREY, M. A.; LAZAR, B.; HOLLAND, H. D. The evaporation path of seawater and the coprecipitation of Br (super-) and K (super+) with halite. Journal of Sedimentary Research, v. 57, n. 5, p. 928-937, 1987.

POOLE C.F., Sodium Chloride Crystallization, Encyclopedia of Separation Science,
vol. 3, Academic Press, 2000, p. 4127-4134

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WALKER D., VERMA P. K., CRANSWICK L. M. D., JONES R L, CLARK S. M., BUHRE S. Halite-sylvite thermoelasticity. American Mineralogist 89 p. 204-210, 2004.