Anais do VI Congresso Brasileiro de Carvão Mineral

Um dos resíduos mais gerados em processos de combustão de carvão mineral são as cinzas (leves e pesadas), estas cinzas, por apresentarem grandes quantidades de Si e Al na sua composição, podem ser empregadas em diversas aplicações, dentre elas a síntese de zeólitas. As zeólitas são alumino silicatos com estrutura porosa com uma área interna muito maior que a externa, sendo possível sua aplicação em diversos processos industriais, dentre eles processos de separação de gases, como a captura de CO2. O aumento significativo da concentração de gases de efeito estufa, principalmente o dióxido de carbono (CO2), o metano (CH4), o óxido nitroso (NO2) e os clorofluorcarbonetos (CFC’s) ocasionam mudanças climáticas e busca-se mitigar estas emissões, como principal gás tem-se a emissão de dióxido de carbono, visto que o volume de suas emissões para a atmosfera representa 55% do total de emissões. Logo, o presente estudo teve como objetivo a síntese de zeólitas do tipo A e X tendo como matéria prima de base cinzas leves provenientes de carvão colombiano, visando sua aplicação para a captura de CO2. O carvão foi processado na Usina Termelétrica de Pecém II, localizada na cidade de Fortaleza - Ceará, com o processo de FGD (Flue Gas Dessulfurization) em funcionamento. Neste estudo, o processo de síntese foi baseado em um planejamento fatorial do tipo 23 sem réplicas e com um ponto central em duplicada. Um planejamento foi realizado para cada zeólita e os fatores avaliados foram: relação SiO2/Al2O3, relação Na2O/SiO2 e tempo de reação. As sínteses dos planejamentos foram realizadas com o uso do processo de fusão seguido de reação hidrotérmica. A partir de análises de difratometria de raios X (DRX), foi verificada a formação de ambas as zeólita de interesse. Entretanto, não foram obtidas amostras de zeólita X de alta cristalinidade e pureza, o que levou á uma breve avaliação do uso do processo de extração prévia do silício das cinzas para posterior reação hidrotermal. Análises termogravimétricas foram realizadas para todas as amostras sintetizadas a fim de se determinar a capacidade de adsorção das mesmas e esta propriedade foi utilizada para a avaliação do procedimento experimental. As capacidades de adsorção obtidas nos planejamentos ficaram entre 0,04 – 1,52 mmol/g para as zeólitas do tipo A e entre 0,41 – 1,39 mmol/g para as zeólitas do tipo X, para as amostras de zeólita X sintetizadas pelo método de extração a maior capacidade de adsorção obtida foi de 2,631 mmol/g. As amostras de maior capacidade de adsorção foram posteriormente submetidas a testes de avaliação de suas propriedades texturais (BET-BJH), análises químicas (FRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV).