Avaliação da utilização de zeólita obtida a partir de cinzas volantes de carvão mineral como material sorvente para remoção de poluentes

Abstract

O carvão mineral é o combustível fóssil com a maior disponibilidade no mundo, sendo suas reservas bem distribuídas pelos continentes. É o principal combustível utilizado para a produção de energia elétrica, e seu processo de combustão gera grande quantidade de cinzas. No Brasil, é estimada uma produção de aproximadamente 4 milhões de toneladas de cinzas de carvão por ano nas termelétricas do sul do país e no setor industrial. Uma alternativa para o uso destas cinzas é a síntese de zeólitas, que possuem importantes propriedades, como, por exemplo, elevada capacidade de troca iônica, atividade catalítica e elevada área específica. Neste contexto, a síntese direta de zeólitas pode ser uma alternativa com alto potencial para uma melhor utilização desse rejeito. No presente trabalho, foi utilizado como material sorvente um sólido obtido a partir do tratamento hidrotérmico de cinzas volantes, provenientes da combustão em leito fluidizado borbulhante do carvão mineral da Mina de Candiota (RS, Brasil). O material obtido foi submetido a ensaios de caracterização (Difração de Raios X, Fluorescência de Raios X, área específica BET, Microscopia Eletrônica de Varredura e Ponto de Carga Zero). A eficiência do sólido sorvente foi avaliada na remoção de nitrato e cromo hexavalente de um efluente sintético. Para isso, foi realizado o estudo experimental do efeito do pH, do tempo de contato e da concentração de sólido, obtendo-se, assim, as condições ideais para o processo. Os resultados obtidos indicaram que o sólido utilizado é uma zeólita do tipo chabazita e sodalita, e possui área específica de 16,41 m²/g, com estrutura mesoporosa. Os dados obtidos no estudo da influência do pH mostraram baixos valores de remoção para o íon nitrato em todo intervalo de pH avaliado. Para o cromo hexavalente, os ensaios de sorção apresentaram melhores índices de remoção. Os parâmetros de processo obtidos foram: pH igual a 2, tempo de sorção de 1h e concentração de sólido sorvente de 4 g/100mL. Nestas condições, o valor máximo de remoção alcançado para o íon cromo hexavalente foi de 55%, indicando que a sorção apresenta potencial para remoção deste importante poluente.