Obtenção de sílica de resíduos agroindustriais de cascas de arroz e síntese de zeólita por método hidrotérmico

Abstract

A utilização de resíduos agroindustriais ricos em sílica para aplicação na obtenção de zeólitas é um assunto que vem sendo explorado cada vez mais. Neste contexto, muitos estudos utilizam as cinzas de cascas de arroz como fonte de sílica, devido ao alto teor de sílica e sua grande geração durante o beneficiamento das cascas. Deste modo, este trabalho busca estudar obtenção de sílica de cinzas de cascas de arroz e posterior aplicação na síntese de zeólita. A fim de obter a sílica, dois processos foram aplicados: a lixiviação com ácido sulfúrico 10%, seguida de calcinação e a calcinação direta das cinzas, ambas realizadas a 600 °C, com rampa de queima de 5 °C/min, por 3, 4, 6 e 9 h. Já para a obtenção da zeólita foi utilizada as cinzas das cascas de arroz e esta foi realizada por método hidrotérmico alcalino a 190 °C por 24 h. Os resultados foram avaliados quanto à diferença na coloração obtida após os diferentes processos de obtenção da sílica e a perda ao fogo apresentado nos mesmos. Já as zeólitas e os materiais utilizados para a obtenção das zeólitas foram avaliados a partir das características apresentadas na difração de raios-x (DRX). A partir disso, foi possível perceber uma baixa perda ao fogo das cinzas de cascas de arroz, 97,7% ± 2,5 em massa foi mantido após a calcinação, com pouca ou nenhuma variação pra diferentes tempos de queima durante a calcinação. No caso das cinzas da grelha, estas não apresentaram grande diferença de coloração, enquanto as do leito fluidizado apresentaram tonalidade mais clara. Os resultados de DRX realizados nas cinzas de casca de arroz da grelha após tratamento de lixiviação e calcinação indicaram a presença sílica amorfa, de cristobalita e de quartzo. Por outro lado, as cinzas de leito fluidizado apresentaram apenas uma banda larga entre 18 e 24° que indica a presença de sílica amorfa. Já nos resultados de DRX pós-tratamento hidrotérmico, as cinzas de leito fluidizado apresentaram formação da zeólita do tipo ZSM-5, enquanto as cinzas de grelha não obtiveram os picos característicos desta zeólita. A fonte de sílica e o processo de geração destas demonstraram influência na formação das zeólitas, possibilitando ou não a formação de estruturas de zeólitas mais complexas.