PÓ DE ACIARIA MODIFICADO UTILIZADO EM PROCESSO DE DESCONTAMINAÇÃO AMBIENTAL

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Kevin Viveiros
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1 PÓ DE ACIARIA MODIFICADO UTILIZADO EM PROCESSO DE DESCONTAMINAÇÃO AMBIENTAL Thaís Gomes da Silva 1 Raquel Vieira Mambrini 2

2 PALAVRAS-CHAVE: pó de aciaria; corantes; adsorção; remediação ambiental. 1. INTRODUÇÃO O crescimento dos problemas ambientais, nas últimas décadas, vem se tornando cada vez mais preocupante em vista do crescimento populacional e, consequentemente, o aumento da atividade industrial. Por tal motivo, o desenvolvimento de pesquisas para aplicações em remediações ambientais é crescente. O pó de aciaria (PA) é um resíduo rico em ferro, gerado durante a produção do aço em siderúrgicas, considerado um resíduo perigoso no Brasil e em outros países produtores de aço, devido a presença de metais pesados como Zn, Fe, Cd, Cr, Pb, entre outros. Para cada tonelada de aço produzida são gerados cerca de 20 kg de PA e cerca de 70% do volume gerado é disposto em aterros sanitários devido à ausência de alternativas de baixo custo para sua reciclagem. Outro importante problema ambiental é o esgoto industrial têxtil, setor que utiliza substâncias coloridas em escala industrial. O descarte desses corantes tem contribuído largamente para a contaminação ambiental, uma vez que são, geralmente, mutagênicos e carcinogênicos e solúveis em água, portanto, despejados nos rios, constituindo, então, uma classe perigosa de resíduo. 123 O objetivo deste trabalho consiste em encontrar uma aplicação tecnológica para o PA, principalmente na remediação de corantes têxteis. Têm-se como objetivos específicos a caracterização do PA fornecido por siderurgias; realização de mudanças estruturais na estruturado PA através da dispersão do mesmo em matrizes inertes como Bentonita Ativada (BA) e Vermiculita (VA) para o aumento da dispersão das partículas e possível aumento de área superficial e testes dos novos materiais para adsorção de corantes têxteis.

3 Alguns aspectos relevantes são: a síntese de novos catalisadores de baixo custo, a partir de resíduo de baixo valor agregado e alta disponibilidade no Brasil transformando-o em novos materiais estáveis e com potencial atividade catalítica, de alto valor agregado; aproveitamento de resíduos industriais e remediação ambiental de contaminantes em meio aquoso. 2. METODOLOGIA 2.1 Síntese dos materiais O pó de aciaria foi disperso, por via úmida, nas matrizes utilizadas para aumento da área superficial. Foram utilizadas 3 concentrações diferentes de PA: 1, 3 e 5%. Para a dispersão por via úmida, foi preparada uma suspensão com a argila em 200 ml de água destilada, mantida a agitação constante, a esta suspensão foi adicionado o pó de aciaria. O sistema foi, então, levado a aquecimento a 150 ºC até secura e posteriormente foi seco em estufa a 200ºC por 24 horas. 2.2 Caracterização dos materiais Os materiais foram caracterizados por difração de raios-x em um aparelho Shimadzu XRD-7000, automático com tubo de raios-x de Cu, utilizando o método do pó. As análises foram obtidas sob corrente de 30 ma e tensão de 45 kv. Foram feitas varreduras entre os ângulos 10<2θ<80 o com velocidade de 4º min -1, onde o silício foi usado como padrão externo. Os espectros de absorção na região do Infravermelho apresentados foram obtidos em na região de 4000 cm -1 a 400 cm -1. As análises foram realizadas no Laboratório da Engenharia de materiais no CEFET MG 124

4 2.3 Testes de adsorção para corantes Após as caracterizações, os materiais sintetizados foram utilizados em testes de adsorção. Os corantes têxteis azul de metileno (AM) e índigo carmim (IC) foram utilizados como moléculas modelo. As cinéticas de adsorção foram realizadas com 30 mg dos materiais em contato com 10 ml de uma solução de 50 ppm dos corantes, sob agitação constante por 3 horas. Observando-se a variação da absorbância dada pelo espectrofotômetro UV-VIS comprimento de onda máximo de λ= 664 nm para o AM e l= 611 nm para o IC. 3. DISCUSSÃO E RESULTADOS 3.1 Caracterização de Materiais Inicialmente, foram sintetizados seis novos materiais, variando-se a concentração de PA e a matriz inerte, bentonita ou vermiculita. Para acompanhar as mudanças ocorridas nas estruturas dos materiais de partida foram realizados os testes de caracterização dos novos materiais. A Figura 1(a) mostra os padrões de difração raios-x para os materiais de partida, BA, VA e PA, e para os novos materiais impregnados. Figura 1. Padrões de difração de Raios-X (a) e espectros na região do IV (b) para (a) BA, 1%PA/BA, 3%PA/BA e 5%PA/BA e para (b) 1%PA/VA, 3%PA/VA e 5%PA/VA. (a) Intensidade Relativa (u.a) BA PA BA PA 1%PA/BA 3%PA/BA 5%PA/BA Intensidade Relativa (u.a) VA VA PA PA 1%PA/VA 3%PA/VA 5%PA/VA θ (º) θ (º) 125 (b) Transmitância Relativa (u.a) BA 1%PA/BA 3%PA/BA 5%PA/BA número de onda (cm -1 ) Transmitância Relativa (u.a) VA 1%PA/VA 3%PA/VA 5%PA/VA número de onda (cm -1 )

5 Foi possível identificar que os picos relativos aos materiais de partida PA são característicos de óxidos de ferro como maghemita e hematita. Já os picos apresentados para VA e BA são característicos de aluminosilicatos e pode-se observar que após a dispersão do PA nas matrizes notou-se a presença de um pico característico do PA e os picos relativos às matrizes foram mantidos. Logo, a estrutura das matrizes foi mantida e a dispersão foi efetiva. Os espectros de infravermelho para BA, VA e materiais sintetizados são apresentados na Figura 1(b) e para as duas matrizes, apresentam bandas similares, características dos constituintes das argilas: υ(o H)= 3636 cm -1, δ a (N+ CH3)= 1677 cm -1 e (Si O)= 1037 cm -1 comprovando que a estrutura da matriz se manteve inalterada. Os espectros dos materiais sintetizados, para as duas matrizes, apresentam bandas similares, características dos constituintes das argilas, comprovando que a estrutura da matriz se manteve inalterada. 3.2 Cinéticas de adsorção Foram realizados testes de adsorção de corantes têxteis, utilizando AM e IC para os materiais contendo bentonita e vermiculita, respectivamente. Os resultados são mostrados na Figura 2. Figura 2.Cinéticas de adsorção de AM e IC na presença dos materiais 110 Concentração da Solução AM (%) Tempo (min) 1% PA/BA 3% PA/BA 5% PA/BA Concentração da Solução IC (%) PA/V% 3% PA/V 5%% PA/V Tempo (min) 126

6 Na cinética de adsorção do AM notou-se que em menos de 20 minutos todos os materiais adsorveram mais de 85% do corante e o resultado final foi de total descoloração. Já na cinética de adsorção para o IC notou-se a adsorção máxima de 94% do corante para o material 5% PA/VA e mínima descoloração de 20% para o material 3% PA/VA. 4. CONCLUSÃO Nesse trabalho seis novos materiais foram sintetizados e caracterizados com sucesso, além de terem mostrado resultado promissores na adsorção de corantes através do estudo das cinéticas de adsorção para AM e IC. Os melhores resultados obtidos foram de 100% para todos os materiais PA/BA e 94% para 5%PA/VA. O uso dos materiais sintetizados neste trabalho como adsorventes de corantes é interessante, pois se trata de uma alternativa viável para o tratamento de resíduos de têxteis, podendo ser aplicados em remediações ambientais REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] SILVA, M. C.Reciclagem do pó de aciaria elétrica como matéria prima na fabricação de materiais cerâmicos argilosos: controle das emissões atmosféricas de zinco. Rio Grande do Sul: Escola de Engenharia, [2] D. G. Almeida; M. G. C. Silva; R. C. M. Miranda; C. C. S. Maciel; N. B. Gusmão. Descoloração do corante Índigo Carmim e produção de Lacase por fungos filamentosos. Scientia Plena, vol.8, num. 5, ,2p. [3] MAMBRINI, R. V.; SALDANHA, A. L. M.; ARDISSON, J. D.; ARAUJO, M. H.; MOURA, F. C. C. Adsorption of sulfur and nitrogen compounds on hydrophobic bentonite. Applied Clay Science, Elsevier, Volumes 83 84, Pages , October 2013

7 NOTAS 1 Bacharel em Química Tecnológica, Graduanda, Departamento de Química, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brasil. thaaisgomes@gmail.com. 2 Bacharel em Química, Doutora, Professora EBTT/orientadora, Departamento de Química, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Belo Horizonte, MG, Brasil. raquelmambrini@deii.cefetmg.br. AGRADECIMENTOS FAPEMIG, Rede Mineira de Química e CEFET-MG 128

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