Resumo O estudo cinético da dissolução de um metacaulim amazônico foi realizado com a aplicação do modelo ‘shrinking core model’ para partículas esféricas e ‘placas planas’ com tamanho constante. O caulim amazônico foi calcinado a 700 ºC para promover a formação do metacaulim. O metacaulim foi lixiviado utilizando ácido nítrico com excesso de 5% a 70, 80 e 953 ºC por 3 h. Amostras foram coletadas a cada 15 min e submetidas à análise de alumínio. A lixiviação ácida realizada foi um processo quimicamente controlado. A morfologia esférica mostrou melhor ajuste matemático do que a morfologia de placa plana levando-se em consideração os coeficientes de regressão obtidos. Foi encontrada uma energia de ativação equivalente a 91,58 kJ/mol, assim como reação de lixiviação de primeira ordem em relação ao alumínio do metacaulim. Os resultados encontrados com a utilização de excesso ácido de apenas 5% e caulim amazônico foram consistentes com trabalhos realizados anteriormente, cuja metodologia utilizou excesso ácido acima de 50% e amostra padrão de caulim.

Abstract The kinetic study of Amazon metakaolin dissolution was performed with the application of the shrinking core model for spherical and ‘flat plate’ particles with constant size. The Amazon kaolin was calcinated at 700 ºC in order to produce metakaolin. This metakaolin was leached with 5% excess nitric acid at 70, 80 and 95±3 ºC for 3 h. Samples were collected every 15 min and subjected to aluminum analysis. The acid leaching was a chemically controlled process. The spherical morphology showed better fit than the flat plate particles when taking into account the regression coefficients. 91.58 kJ/mol of activation energy was found as well as an aluminum leaching reaction of the first order. The results found in this work using 5% excess acid and Amazon kaolin were consistent with previous research results using excess acid above 50% and standard kaolin.

Um estudo da reatividade e da cinética de dissolução do metacaulim foi desenvolvido para o caulim de cobertura de papel oriundo da região do Rio Capim, Pará. O caulim foi calcinado a 600, 700, 800, 900 e 1000 ºC por 2 h para obtenção do metacaulim e posteriormente lixiviado com ácido sulfúrico em temperaturas constantes dentro do intervalo 50-95 °C ± 3 °C. Nas lixiviações foram usadas quantidades de ácido sulfúrico correspondentes a 10% acima do valor estequiométrico em relação ao alumínio presente no material. Foram coletadas amostras, com intervalos pré-determinados a cada 15 min até tempo total de 3 h, as quais foram submetidas à análise de teor de alumínio pelo método titrimétrico com EDTA. Os resultados mostraram que a reatividade do caulim calcinado diminuiu com o aumento da temperatura de calcinação e que a cinética de dissolução do alumínio do metacaulim obtido por calcinação a 700 °C seguiu os métodos de reação homogênea utilizados: método integral, método das meia-vidas e método das velocidades iniciais. Uma energia de ativação de 96,25 kJ/mol foi encontrada bem como reação de lixiviação de primeira ordem em relação ao alumínio do metacaulim e de primeira ordem em relação à concentração ácida. Pesquisas realizadas anteriormente, utilizando excesso de um dos reagentes acima de 90% e modelos de reação heterogênea, estão em consonância com os dados encontrados neste trabalho desenvolvido com excesso de apenas 10%.

A study about reactivity and dissolution kinetics of metakaolin was carried out using kaolin for paper coating derived from the Rio Capim region, Pará state, northern Brazil. The kaolin was burned at 600, 700, 800, 900 and 1000 ºC during 2 h in order to obtain metakaolin, followed by leaching with sulfuric acid at constant temperatures within the 50-95 ºC ± 3 ºC range. In the leachings, amounts of sulfuric acid corresponding to 10% above the stoichiometric values were used with respect to aluminum present in the material. Samples were collected in predetermined intervals every 15 min until a total time of 3 h, which were subjected to aluminum analysis by the EDTA titrimetric method. The results showed that the reactivity of burned kaolin decreased with the increase of burning temperature and that the dissolution kinetics of aluminum from metakaolin obtained by burning at 700 ºC followed the methods of homogeneous reaction used: integral method, method of half-lives and method of initial rates. 96.25 kJ/mol of activation energy was found as well as leaching reaction of the first order with respect to aluminum from metakaolin and the first order with respect to acid concentration. Researches carried out previously, using one of the reagents with excess above 90% and models of heterogeneous reaction, are consistent with the data found in this paper developed with only 10% excess.