Reaproveitamento da cinza pesada de termelétrica a carvão mineral para obtenção de sílica gel

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Irigon, Paula Irigon de
• Orientador(a): Tubino, Rejane Maria Candiota
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Cinza de carvão : Aproveitamento; Sílica; Sol-gel
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/237449

A combustão do carvão mineral resulta em dois tipos de resíduos sólidos: cinza volante e cinza pesada. A cinza volante expelida pela chaminé é constituida de partículas extremamente finas, que em função de sua pozolanicidade, é absorvida pela indústria cimenteira. A cinza pesada de carvão mineral (CPCM) é o resíduo removido das paredes e do fundo da caldeira, após a combustão. Apesar de composição elementar semelhante, a CPCM apresenta baixa reação pozolânica, sendo descartada, quer na cava de extração de carvão, junto com o rejeito de mina, quer em lagoas de decantação. A deposição destes resíduos gera custos de manutenção às empresas e constitui motivo de preocupação para os ambientalistas. O grande volume de cinzas gerado potencializa o risco de contaminação do solo e do lençol freático pela lixiviação de componentes potencialmente tóxicos. Somente na termelétrica de Candiota, o volume de CPMC chega ao montante de 70 toneladas diárias. O principal objetivo desta pesquisa é avaliar a utilização da CPCM como precursor (fonte) para obtenção de nano partículas de sílica gel, pelo processo sol-gel. Desta forma, acredita-se obter um produto de alto valor agregado, com baixo custo de produção que, além de diminuir o impacto ambiental da geração de energia elétrica, promoveria emprego e renda para a região. Neste estudo foram testados três métodos de extração distintos: a) método 01: aquecimento em banho-maria; b) método 02: extração hidrotérmica em duas etapas e c) método 03 extação por ultrassom. Por fim, o método 04, que constitui uma adaptação do método mais eficiente, com eliminação da etapa de pré-tratamento (método 04). A avaliação dos resultados consistiu no estudo de cada etapa do processo, tanto sob o ponto de vista quantitativo (rendimento e gasto energético) quanto qualitativo (% SiO2). As sílicas produzidas foram caracterizadas através das análises TG, BET, FRX, DRX e MEV. Dentre os métodos de extração avaliados concluiu-se que o método 01 foi o mais eficaz, com 51% de rendimento (Sílica/CPCM). A sílica gel obtida apresentou superfície específica de 153m2g-1; 89,04 % pura e presença de 5,63% Al2O3 associada às maiores impurezas encontradas. Contudo, o resultado mais importante deste estudo foi a comprovação da viabilidade técnica da eliminação da etapa de moagem do resíduo e sua respectiva economia de energia. O método 04 apresentou rendimento de 43% e nanossílica 75,50 % pura, com consumo de energia 54% menor, quando comparado com o método 01.