Captura de dióxido de carbono (CO2) em processos de carbonatação mineral

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Galina, Natalia Ribeiro
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Estadual Paulista (Unesp)
• Palavras-chave em Português: Carbonatação mineral; Balanço de pH; Serpentinito; Metodologia de superfície de resposta; Dióxido de carbono; Rochas metamórficas; Extração mineral; Mineral carbonation; pH-swing; Serpentinite; Response surface methodology
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/11449/215863

A tecnologia de carbonatação mineral mostra-se como um processo promissor para reduzir as emissões de CO2 na atmosfera. Entretanto, apresenta um alto custo de operação devido ao consumo de elevadas quantidades de energia e produtos químicos no processo. Para que o processo de carbonatação mineral possa ser implantado em escala industrial é necessário reduzir os custos energéticos. Assim, a presente pesquisa investiga o processo de carbonatação mineral indireta aquosa por balanço de pH, composto de três etapas principais: (1) dissolução ácida da matéria-prima, (2) purificação e (3) precipitação de carbonatos. Para isto, um planejamento experimental de superfície de resposta foi aplicado na etapa de dissolução ácida com o objetivo analisar a influência dos fatores de controle do processo na resposta de extração de Mg, Fe e Ca. Os resultados mostraram que o fator temperatura exerce influência significativa sobre a extração dos minerais, sendo que a maior extração de Mg registrada (96%) foi obtida quando o processo foi ajustado com temperatura de 100°C e concentração de HCl de 2,5 M em 120 min de reação. Observou-se que nessa condição, 91% de Mg pode ser extraído, ao reduzir o tempo de reação para 30 min. Desta forma, é possível reduzir o tempo da reação de dissolução do serpentinito utilizado de 120 min para 30 min mantendo-se níveis de extração de Mg acima de 90%. Na etapa de carbonatação hidromagnesita (Mg5(CO3)4(‎OH‎)2·4H2O) foi formada e precipitada. A máxima eficiência da conversão de íons de Mg em carbonatos foi de aproximadamente 66 % em condições de pressão atmosférica e 90% em ambiente com 150 bar de pressão.