Tratamento térmico de zeólitas sintetizadas a partir de rejeito de caulim com aplicação em adsorção de ions cobre

O rejeito de caulim é um minério composto essencialmente pelo mineral caulinita, a qual possui uma razão Si:Al igual a 1, o que o torna um material de partida bastante eficiente na síntese de zeólitas 4A. A zeólita é um aluminossilicato muito utilizado em aplicações nas áreas de catálise e adsorção, por conta de sua estrutura que permite ela obter várias propriedades, tornando-a ideal para a aplicação, em especial a zeólita A, em adsorção de cobre por exemplo. Com base nessa propriedade das zeólitas, estudos são realizados para a determinação de sua capacidade térmica máxima. O objetivo do trabalho apresentado foi analisar de que forma a zeólita A sintetizada a partir de rejeito de caulim se altera com a elevação da temperatura, por meio de caracterizações e aplicação em ensaios de cinética de adsorção. A pesquisa iniciou-se com a preparação do resíduo caulinítico, que foi secado e desagregado, seguido de uma calcinação a 700 °C para a formação do metacaulim. Esse metacaulim foi então submetido a um processo de síntese hidrotermal, utilizando hidróxido de sódio, resultando na obtenção da zeólita A. A caracterização do material foi realizada por meio de Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Análise Termogravimétrica (TG/DTG/DSC), que confirmam a eficiência da síntese e a morfologia dos cristais. O estudo também investigou como a temperatura influenciou a estrutura da zeólita durante o tratamento térmico. As análises mostraram que até 800 °C, a zeólita manteve sua estrutura cúbica caracterizada. Entretanto, ao atingir 900 °C, ocorreu uma modificação estrutural, com a formação da fase carnegeita e, a partir de 1000 °C, a nefelina se tornou a fase predominante. A eficiência da zeólita calcinada a 400 °C na remoção de íons Cu²+ , superou 95%, já os adsorventes tratados a temperaturas mais elevadas (600 °C e 700 °C) também mostraram um desempenho significativo, com remoções superiores a 90%. Os dados experimentais indicaram que o modelo de Elovich se ajustou com maior precisão aos resultados de adsorção, além dele o modelo de Weber e Morris também apresentou boa aproximação. Em conclusão, o estudo demonstrou que a zeólita sintetizada a partir de rejeito de caulim manteve suas propriedades estruturais sob tratamento térmico até uma certa temperatura, mantendo a eficácia na adsorção de íons cobre, posicionando-a como uma opção promissora em processos de remediação ambiental.