Vermiculitas tratadas quimicamente na obtenÃ§Ã£o de ... - RI UFRN

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2.2.1 Argilas ativadasA lixiviação seletiva é um método importante na preparação demateriais porosos que incluem carbono ativado (OKADA ET AL., 2003) e aobtenção de silicas porosas (OKADA, 2005). O tratamento ácido em váriosargilominerais constitui um método simples, efetivo e de baixo custo naobtenção de sílicas porosas. Neste sentido, são encontrados muitosestudos utilizando vários argilominerais como materiais de partida:crisotila (HALMA et al, 2006), montmorilonita (BHATTACHARYYA e GUPTA,2008), caulinita (KOYUNCU, 2007), sepiolita (LAZAREVIĆ, 2007),vermiculita (MAQUEDA et al, 2007), etc.Os mecanismos para geração da acidez no sólido, proposta parazeólitas (BARRER, 1978), dependem da substituição do silício por alumínionas estruturas. Nesta base, o grau de substituições de Si nas folhastetraédricas de SiO 4 por Al no material de partida dos argilominerais éimportante para a geração da acidez nas argilas ativadas. É então,interessante examinar a relação entre o grau de substituições do Al nasfolhas da matriz dos argilominerais resultando na acidez sólida. Osargilominerais de tipo 2:1 têm variados graus de substituição de Sitetraédrico por Al constituindo uma classe interessante de materiais departida. Nestes casos, com exceção do SiO 2, quase todos os componentessão lixiviados completamente através de tratamentos com ácidos fortes atemperaturas ligeiramente elevadas. Os espaços formados a partir dalixiviação destes componentes formam poros. Isto sugere que filossilicatosnaturais, como as vermiculitas e as micas, nas quais as substituiçõestetraédricas e estabilidade térmica são superiores comparadas com asesmectitas, poderão produzir materiais interessantes com elevada acideze área superficial.O tratamento com ácidos serve para três objetivos: dissolveralguma impureza da bentonita (por ex., calcita ou gipsita); substituir ocálcio e outros cátions intercalados por cátions hidroxônio H 3 O + ; edissolver, nas folhas tetraédricas das camadas 2:1 (próximo à superfície28
dos empilhamentos ou em suas bordas), alguns cátions como Mg 2+ , Al 3+ ,Fe 3+ ou Fe 2+ .A montmorilonita ativada por ácido é a mais utilizada na produçãoindustrial, e por isso também, é a mais estudada. Por essa razão, esteargilomineral servirá como exemplo para as próximas explanações.Alterações morfológicas muito importantes acontecem na estruturacristalina da montmorilonita durante e após a ativação ácida. Os extremose as arestas das camadas 2:1 lamelares dos cristais desorientam-se,separam - se e ficam como em um leque aberto (constituídos por folhasflexíveis e moles de ácido silícico). Entretanto, o centro do cristal não sealtera e mantém a distância interplanar original. Os cátions trocáveisoriginais são substituídos por Al 3+ e H + hidratados. Os diâmetros dosporos aumentam e o seu volume interno fica mais facilmente acessível alíquidos e gases. Tanto a área específica dos cristais, a acidez, e o seu“poder descorante” (“bleaching performance”) aumentam até atingirvalores máximos (que são dependentes da argila original) e, depois,ambos diminuem com o tempo de ataque por ácido.As montmorilonitas ativadas por ácido, na quase totalidade, sãoutilizadas no refino (branqueamento ou descoramento) de óleos egorduras comestíveis; óleos, gorduras e ceras industriais; sabões esabonetes para toalete e usos específicos; de componentes orgânicos devernizes e tintas; na reciclagem de óleos lubrificantes usados em motoresà explosão e para purificação de óleos isolantes para transformadores eturbinas elétricas.Os compósitos também podem ser produzidos através da ativaçãoácida. Um estudo realizado com a crisotila e sepiolita foi reportado, ondeapós a extração dos cátions octaédricos como os íons de Mg 2+ através deataque ácido, obtém-se uma sílica que contém novos gupos silanóis quereagem com o organosilanois produzido por hidrólise do cloro- ou alcoxiorganosilanoscomo mostrado na Eq. (1).Si -O-Mg-O-Si + [H + /H 2 O] [superfície] Si-OH + Mg 2+ Eq. (1)29
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