Desenvolvimento e caracterização de membranas cerâmicas de cordierita.

• Ano de defesa: 2006
• Autor(a) principal: SILVA, Fernando Almeida da.
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande; Brasil; Centro de Ciências e Tecnologia - CCT; PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS; UFCG
• Palavras-chave em Português: Membranas Cerâmicas.; Cordierita.; Microfiltração.; Estrutura de Materiais.; Processamento e Propriedades de Materiais.; Ceramic Membranes.; Material Structure.; Processing and Properties of Materials.; Microfiltration.; Ciência e Engenharia de Materiais.
• Link de acesso: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/6689

Os processos de separação por membranas estão em pleno desenvolvimento nos dias atuais. As membranas de cerâmica encontram larga aplicação, principalmente em processos cujas temperaturas de trabalho são superiores a 250°C, como também, na separação de soluções em que o pH e extremamente acido, ou mesmo quando há presença de solventes orgânicos no sistema. Em contrapartida, as membranas cerâmicas apresentam a desvantagem de apresentar um alto custo de implantação, requerendo assim, um grande investimento inicial em virtude do preço elevado das membranas. Por isto, atualmente, o principal foco de preocupação no desenvolvimento de membranas visa otimizar os custos de produção, encontrando matérias-primas cerâmicas a preços mais competitivos, como, por exemplo, a cordierita, alem de processos de produção mais eficientes, como a extrusão. Este trabalho consistiu na confecção de membranas tubulares de cordierita conformadas pelo processo de extrusão, utilizando quatro temperaturas de sinterização diferentes, objetivando mostrar a influencia destas temperaturas nas características das membranas. As membranas foram sinterizadas a 1150, 1200, 1250 e 1280°C, com um patamar constante de 60 min., observando-se que com a elevação da temperatura de sinterização, ocorreu um aumento na retração da membrana. Foi feito o ensaio de difração de raios-X na massa apos a sinterização e o resultado mostrou a formação da cordierita nas quatro sinterizações efetuadas, comprovando assim, que a composição da massa feita através de minerais de baixo custo, a exemplo da argila, bentonita e talco, forma cordierita apos a sinterização. Com relação as dimensões e a distribuição dos poros das membranas, os resultados dos ensaios de MEV e de porosimetria através de intrusão de mercúrio, mostraram a presença de poros, com tamanhos de 1,4; 2,2; 3,3 e 4,1 um e porosidade de 28,7; 29,1; 27,7 e 24,3% nas temperaturas de 1150, 1200, 1250 e 1280°C, respectivamente, caracterizando-as como membranas para microfiltração. Os ensaios de fluxo tangencial com água destilada mostraram que as membranas sinterizadas a 1280°C obtiveram maior fluxo, seguindo-se das de 1250°C, 1200°C e, finalmente as de 1150°C. Os valores médios dos fluxos encontrados nas membranas sinterizadas nas temperaturas de 1150, 1200, 1250 e 1280°C foram de aproximadamente 68, 143, 378 e 587 kg/h.m2 respectivamente, apos a estabilização. Com relação a aplicação das membranas no tratamento da água do rio Sucuriju, verificou-se que a turbidez da água foi reduzida de 311 NTU para valores próximos de zero para todas as membranas estudadas. Verificou-se também que o fluxo foi bastante reduzido, sendo que o maior fluxo relativo foi observado para a membrana sinterizada a 1250°C.