Parâmetros operacionais no processamento de zeólitas desativadas por fusão com KHSO4

Abstract

Recebido em 1/12/05; aceito em 20/4/06; publicado na web em 28/11/06 EXPERIMENTAL PARAMETERS FOR SPENT ZEOLITES PROCESSING VIA FUSION WITH KHSO 4 . This work presents a study on the determination of the optimal experimental conditions for processing spent commercial zeolites in order to recover lanthanide elements and eventually other elements. The process is based on the fusion of the sample with potassium hydrogenosulfate (KHSO 4 ). Three experimental parameters were studied: temperature, reaction time and catalyst/flux mass ratio. After fusion the solid was dissolved in water and the amount of insoluble matter was used to determine the efficiency of the process. The optimized experimental parameters depend on the composition of the sample processed. Under such conditions the insoluble residue corresponds to SiO 2 . Lanthanide elements and aluminum present in solution were isolated by conventional precipitation techniques; the yields were at least 75 wt%. The final generated wastes correspond to neutral colorless solutions containing alkali chlorides/sulfates and solids that can be disposed of in industrial dumps.Keywords: spent zeolites; metal recovery; waste management. INTRODUÇÃOOs catalisadores gastos representam um percentual significativo da geração de resíduos sólidos em processos petroquímicos e de refino de petróleo 1 . A maior severidade das legislações ambientais, especialmente no tocante à gestão de resíduos, vem forçando os mercados fornecedor e consumidor a desenvolverem tecnologias de processamento de seus próprios rejeitos 2 . Isso incentiva pesquisas que valorizem o catalisador gasto como matéria-prima em processos de reciclagem.Em paralelo, o valor de mercado de diversos metais que compõem as fases ativas de muitos catalisadores (ou que servem como aditivos aos mesmos) subiu significativamente nos últimos 5 anos, face à demanda crescente em produtos de alta tecnologia, à elaboração de novos materiais e a perturbações nas regiões fornecedoras por questões de guerras e esgotamento de jazidas. O aspecto econômico é decisivo para viabilizar a reciclagem de catalisadores (e quaisquer outros materiais usados), não somente porque os produtos obtidos têm valor agregado elevado, mas também porque isso amortiza em parte o custo do catalisador novo a ser reposto no processo catalítico 3 . Esse quadro explica a intensificação das pesquisas em recuperação de metais de catalisadores usados nos últimos anos. Esse fato não contempla apenas a proposição de novas rotas que mostrem vantagens ambientais (menor consumo de energia e insumos, menor geração de resíduos finais de processo) ou maiores rendimentos em recuperação de elementos, mas também a inclusão de novos catalisadores que antes praticamente não eram citados em estudos desse tipo. Um exemplo significativo é o emprego de zeólitas usadas em processos de craqueamento em leito fluidizado (FCC). Seu destino final principal é a incorporação como elemento mineralizador no cimento, de conformidade com a resolução 264/99 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (...

Rota hidrometalúrgica de recuperação de molibdênio, cobalto, níquel e alumínio de catalisadores gastos de hidrotratamento em meio ácido

“…Como as amostras não foram moídas, cuidou-se para que a camada de amostra depositada na cápsula não tivesse mais que 0,5 cm de altura, garantindo assim um tratamento uniforme de toda a porção da amostra. O protocolo experimental seguiu duas rotinas: taxa de aquecimento de 10 ºC min -1 , da temperatura ambiente até 500 ºC, permanecendo nesta temperatura por 5 h, de acordo com estudos anteriores realizados no laboratório; 39,40 taxa de aquecimento de 3 ºC min -1 , da temperatura ambiente até 500 ºC, permanecendo nesta temperatura por 5 h. Tomou-se cuidado para que as cápsulas utilizadas apresentassem o mesmo formato geométrico, a fim de obter resultados livres da influência desse parâmetro.…”

“…Esse resultado é bem mais favorável que o observado na grande maioria dos estudos da literatura. 9,17,39,40 Isso se deve, basicamente, a dois fatores: emprego de um excesso limitado de ácido na dissolução do catalisador na mistura ácido sulfúrico + água; emprego de um esquema de separação inteiramente em meio ácido, evitando trabalhar na zona alcalina, o que implicaria no gasto de soluções de bases e depois de ácidos para neutralização. Este é um assunto que não é normalmente comentado nos trabalhos publicados sobre reciclagem de catalisadores gastos, mas que, juntamente com o consumo energético e outros custos operacionais de processo, e o valor de mercado dos produtos finais a serem obtidos, podem determinar a viabilidade econô-mica ou não do empreendimento.…”