Desenvolvimento e caracterização de membranas cerâmicas de cordierita. - SILVA, Fernando Almeida da. (2006)
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.