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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.3.2016.tde-16022022-114020
Document
Author
Full name
Christiano Gianesi Bastos Andrade
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2016
Supervisor
Committee
Diaz, Francisco Rolando Valenzuela (President)
Júnior, Antônio Hortêncio Munhoz
Silva, Leonardo Gondim de Andrade e
Toffoli, Samuel Marcio
Zandonadi, Alexandre Romildo
Title in Portuguese
Bentonitas brasileiras submetidas à ataques ácidos leves visando uso industrial.
Keywords in Portuguese
Argila
Bentonita
Montmorilonita
Tratamento ácido
Uso industrial
Abstract in Portuguese
As bentonitas, argilas constituídas principalmente de argilominerais esmectiticos, possuem uma enorme gama de aplicações. Entre esses usos temos: aditivos tixotrópicos para fluidos de perfuração de poços de petróleo, ligantes para finos de minérios de ferro e como matéria prima para a obtenção de argilas ativadas com ácidos inorgânicos fortes para descoramento de óleos e purificação de bebidas. Neste último as bentonitas são atacadas com ácidos à temperatura de ebulição ou próxima à mesma. A camada octaédrica dos argilominerais é parcialmente destruída e a área específica apresenta um expressivo aumento. Neste estudo, amostras de bentonitas provenientes da região nordeste do Brasil, foram submetidas a tratamento em condições moderadas, isto é, concentração de solução aquosa de ácido clorídrico 1,5 M, relação argila/solução ácida de 1/10 g/mL, sob temperatura de 90 °C e com tempos de reação de 1, 6, 12, 18 e 24 horas. O objetivo do ataque é obter uma clarificação na argila, por meio da redução das suas impurezas, minerais e orgânicas, sem causar profundas alterações em sua estrutura cristalina. Ao obter êxito no processo proposto, as argilas poderão ser utilizadas na indústria em produtos com alto valor agregado, tais como nanocompósitos, cosméticos e fármacos. As amostras estudadas foram caracterizadas pelos ensaios de Difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), teor de umidade, limite de plasticidade, capacidade de adsorção, área de superfície específica (BET), capacidade de troca de cátions (CTC), estereomicroscopia, microscopia eletrônica de varredura (MEV) / espectroscopia por energia dispersiva (EDS), nas condições água e após ataque ácido leve. Os resultados obtidos com o processo proposto mostraram-se promissores. As argilas tratadas apresentaram redução na quantidade de material orgânico e metais além de cores mais claras.
Title in English
Sem título em inglês
Keywords in English
Acid treatment
Bentonite
Clay
Industrial use
Montmorillonite
Abstract in English
Bentonites are clays consisting mainly of smectite clay minerals and presentes a wide range of applications. Among these uses: thixotropic additives for oil well drilling fluids, binders for fine iron ores and as raw material to obtain activated clays with strong inorganic acids for bleaching oils and purification of beverages. In that case, bentonites are attacked with acids at boiling temperature or close to it. The octahedral layer of clay minerals is partially destroyed and the specific area shows a significant increase. In this study, bentonite samples from northeastern Brazil, underwent treatment in moderate conditions - aqueous concentration of 1.5 M hydrochloric acid, clay/acidic solution relation of 1/10 g/mL, at a temperature of 90 °C and reaction times 1, 6, 12, 18 and 24 hours. The attack aims the clay clarification, by reducing its impurities, minerals and organics, without causing profound changes in their crystalline structure. Been successful the proposed process, clays can be used in products with high added value in industry, such as nanocomposites, cosmetics and pharmaceuticals. The samples studied were characterized by tests of X ray diffraction (XRD), X ray fluorescence (XRF), content humidity, plasticity limit, capacity adsorption or sorption, specific area surface (BET), cation exchange capacity (CEC), stereomicroscopy, scanning electron microscopy (SEM) / energy dispersive spectroscopy (EDS), in conditions "water" and after mild acid attack in moderate conditions. The results obtained with the proposed method proved promising. The treated clays presented a reduction in the amount of organic material and metal as well as lighter colors.
 
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Publishing Date
2022-02-18
 
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