SÍNTESE DE ZEÓLITAS DO TIPO LiX A PARTIR DE CINZAS LEVES DE CARVÃO MINERAL E RESÍDUO DE ALUMÍNIO

Abstract

A necessidade de reduzir as emissões de gases de efeito estufa e de promover a transição energética, faz com que o setor de carvão energético não somente desenvolva novas alternativas para o uso do carvão e suas tecnologias de baixo carbono, mas também promova a utilização das toneladas de resíduos provenientes dos processos de combustão, os quais podem ser utilizados como subprodutos. Um exemplo está na utilização das cinzas leves como matéria-prima na síntese de zeólitas. As zeólitas do tipo LiX são amplamente utilizadas em processos de separação e purificação de gases, devido à sua alta capacidade de adsorção seletiva. A obtenção de gás oxigênio concentrado (O2) a partir da adsorção de nitrogênio (N2) é uma das aplicações mais relevantes, sendo o processo de pressure swing adsorption um dos mais empregados na produção de oxigênio. O presente trabalho objetivou sintetizar e caracterizar zeólitas do tipo NaX, a partir de cinzas leves de carvão mineral, empregando o método de fusão seguido pela etapa de reação hidrotermal com e sem o emprego do resíduo de alumínio, para que, posteriormente, fossem realizados ensaios de otimização da troca catiônica dos íons de sódio pelos de lítio com zeólitas sintetizadas e comercial, realizando a caracterização das zeólitas LiX produzidas quanto à sua composição mineralógica e textural comparando os resultados entre os produtos. As melhores amostras foram submetidas à análise de difração de raios-x (DRX), área superficial (BET), volume de poros e diâmetro de poros. Após realizar três ciclos de troca catiônica, empregando uma solução 2,0 M de LiCl à 50°C, obtiveram-se zeólitas com maior aumento na área superficial, apresentando uma área de 422,54 m2/g, diâmetro médio de poros de 2,6 nm, volume total de poros de 0,27 cm3/g, apresentando no difratograma de raios-x os picos característicos de zeólitas X.