Resumo Zeólitas são sólidos porosos compostos majoritariamente por alumínio e silício sob a forma de aluminossilicatos cristalinos hidratados. Estes materiais possuem propriedades particulares inerentes às suas características estruturais que os tornam úteis em diversas aplicações industriais. A síntese de zeólitas a partir de resíduos e fontes naturais de silício e alumínio tem se destacado devido aos benefícios ambientais e econômicos. Neste trabalho, cinzas volantes provenientes de termoelétricas foram convertidas em zeólitas através da ativação alcalina com hidróxido de sódio (NaOH). Esta técnica caracteriza-se pelo baixo custo e por se tratar de alternativa tecnológica com grande agregação de valor por transformar materiais existentes em larga escala em um material de grande aplicação tecnológica. Objetivou-se estudar a síntese de zeólitas do tipo sodalita e cancrinita a partir de cinzas volantes através da quantificação de fases e análise química racional de forma a evidenciar a influência das condições de processo. As amostras foram caracterizadas por meio das técnicas de difração de raios X com quantificação de fases a partir do método de Rietveld, fluorescência de raios X com realização ainda de análise racional de fases cristalinas e microscopia eletrônica de varredura. Foram obtidas zeólitas do tipo sodalita e cancrinita a partir da transformação de cinza volante, por síntese com concentrações de 3,5, 5,25 e 7,0 M NaOH por 24, 36 e 48 h.

Abstract Zeolites are porous solids composed mainly of aluminum and silicon in the form of hydrated crystalline aluminosilicates; they have special properties inherent to their structural characteristics that make them useful in many industrial applications. The synthesis of zeolites from natural and residual sources of silicon and aluminum has become more important due to both environmental and economic benefits. In this work fly ash from power plants were converted to zeolite by alkaline activation with sodium hydroxide (NaOH). The technique is characterized by low cost, and great value added; a technological alternative that transforms existing materials on a large scale into an innovative material for applications relevant to the industrial sector. This work aimed to study the sodalite and cancrinite (zeolites) synthesis process from fly ash using phase quantification and rational chemical analysis, in order to highlight the influence of process conditions. The samples were characterized by X-ray diffraction with phase quantification by Rietveld method, X-ray fluorescence method with rational analysis of crystalline phases, and scanning electron microscopy. Sodalite and cancrinite zeolites from fly ash were obtained by synthesis with concentrations of 3.5, 5.25 and 7.0 M NaOH for 24, 36 and 48 h.

ResumoA exploração desordenada ao longo dos anos das argilas bentoníticas do município de Boa Vista, PB, resultou no esgotamento das variedades nobres. Assim, o que existe atualmente são bentonitas com elevado percentual de minerais acessórios, elementos contaminantes a exemplo do quartzo, os quais influem negativamente nas propriedades reológicas das dispersões. O presente trabalho propõe concentrar dispersões dessas argilas pouco nobres pela operação de hidrociclonagem e posterior secagem por spray dryer, visando à obtenção de amostras com valores de reologia de acordo com norma EP-1EP-00011-A da Petrobrás. Assim, preparou-se dispersões de três composições com as argilas Bofe, Chocolate, Verde-Lodo, Chocobofe e Sortida previamente selecionadas por planejamento experimental com concentrações de 4% em massa de argila para serem concentradas por hidrociclonagem. Os concentrados foram secos por spray dryer em duas condições de secagem. Os resultados evidenciaram a eficiência das operações de hidrociclonagem e secagem por spray dryer das misturas com notável melhoria nas propriedades reológicas.

AbstractThe uncontrolled exploitation over the years of bentonite clays in Boa Vista, PB, Brazil, resulted in the exhaustion of noble varieties. So, what currently exists are bentonites with a high percentage of accessory minerals, contaminants such as the quartz, which have a negative influence on the rheological properties of the dispersions. This paper proposes concentrate dispersions of these little noble clays by hydrocycloning operation and further drying by spray dryer, in order to obtain samples with rheology values of according to standard EP-1EP-00011-A of Petrobras. Thus, dispersions prepared of three compositions with the clays Bofe, Chocolate, Verde-Lodo, Chocobofe and Sortida previously selected by experimental design with concentrations of 4 wt.% of clay to be concentrated by hydrocycloning. The concentrates were dried by spray dryer in two drying conditions. The results showed the efficiency of hydrocycloning operations and drying by spray dryer of the mixtures with remarkable improvement in the rheological properties.