Tratamento térmico de zeólitas sintetizadas a partir de rejeito de caulim com aplicação em adsorção de ions cobre
| dc.contributor.advisor-co1 | SOUSA, Ana Paula Souza de | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | /lattes.cnpq.br/9161169241736758 | |
| dc.contributor.advisor1 | RODRIGUES, Emerson Cardoso | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7459428211048580 | |
| dc.contributor.advisor1ORCID | https://orcid.org/0000-0002-0303-4578 | |
| dc.creator | RUIVO, Alex Gabriel Oliveira | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/8693442673484693 | |
| dc.creator.ORCID | ttps://orcid.org/0009-0005-8171-6880 | |
| dc.date.accessioned | 2025-04-25T17:28:37Z | |
| dc.date.available | 2025-04-25T17:28:37Z | |
| dc.date.issued | 2025-03-24 | |
| dc.description.abstract | Kaolin residue is an ore primarily composed of the mineral kaolinite, which has a Si:Al ratio of 1, making it a highly efficient starting material for the synthesis of zeolite 4A. Zeolites are aluminosilicates widely used in catalysis and adsorption applications due to their versatile structural properties, particularly zeolite A, which is effective in copper ion adsorption. Based on these properties, studies have been conducted to determine their maximum thermal capacity. This work aimed to analyze how zeolite A synthesized from kaolin residue changes with increasing temperature through characterizations and adsorption kinetics tests. The research began with the preparation of the kaolin residue, which was dried, disaggregated, and calcined at 700 °C to form metakaolin. This metakaolin was then subjected to hydrothermal synthesis using sodium hydroxide, resulting in zeolite A. The material was characterized via X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), and Thermogravimetric Analysis (TGA/DTG/DSC), confirming the synthesis efficiency and crystal morphology. The study also investigated how temperature influenced the zeolite’s structure during thermal treatment. The analyses revealed that the zeolite retained its cubic structure up to 800 °C. However, at 900 °C, structural changes occurred, forming the carnegieite phase, while nepheline became the predominant phase at 1000 °C. The calcined zeolite at 400 °C demonstrated over 95% efficiency in removing Cu²+ ions, while those treated at higher temperatures (600 °C and 700 °C) also showed significant performance, with removal rates exceeding 90%. Experimental data indicated that the Elovich model provided the most accurate fit for the adsorption results, followed by the Weber and Morris model. In conclusion, the study demonstrated that zeolite synthesized from kaolin residue retained its structural properties under thermal treatment up to a certain temperature, maintaining efficacy in copper ion adsorption and positioning it as a promising option for environmental remediation processes. | |
| dc.description.resumo | 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. | |
| dc.identifier.citation | RUIVO, Alex Gabriel Oliveira. Título: subtítulo. ANO DE PUBLICAÇÃO. 69 f. Trabalho de Curso (Graduação) – Faculdade de Engenharia Química, Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, ANO DE DEFESA. Disponível em: <https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/8019>. Acesso em:. | |
| dc.identifier.uri | https://bdm.ufpa.br/handle/prefix/8019 | |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.rights.license | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | |
| dc.source.uri | Disponível na internet via correio eletrônico: biblioteca itec@ufpa.br | |
| dc.subject | Material Zeolítico | |
| dc.subject | Resíduo Caulinítico | |
| dc.subject | Processo Adsortivo | |
| dc.subject | Temperatura | |
| dc.subject | Zeolitic Material | |
| dc.subject | Kaolin Residue | |
| dc.subject | Adsorptive Process | |
| dc.subject | Temperature. | |
| dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | |
| dc.title | Tratamento térmico de zeólitas sintetizadas a partir de rejeito de caulim com aplicação em adsorção de ions cobre | |
| dc.type | Trabalho de Curso - Graduação - Monografia |