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metadata.dc.type: Dissertação
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
Title: Estudo de condições operacionais para obtenção de carbonato de cálcio precipitado
metadata.dc.creator: Souto, Eliane Cristina Silva
metadata.dc.contributor.advisor1: Hori, Carla Eponina
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Damasceno, João Jorge Ribeiro
metadata.dc.contributor.referee1: Scheid, Cláudia Míriam
metadata.dc.contributor.referee2: Henrique, Humberto Molinar
metadata.dc.contributor.referee3: Resende, Miriam Maria de
metadata.dc.description.resumo: O carbonato de cálcio pode ser encontrado na natureza na forma de calcário, conhecido como carbonato de cálcio natural (CCN), ou pode ser produzido por reações químicas, formando o carbonato de cálcio precipitado (CCP). O CCP ´e um produto mais puro e exibe um maior brilho e opacidade que o CCN. A produção industrial do CCP envolve os seguintes processos: (a) calcinação do calcário que produz o óxido de cálcio e dióxido de carbono; (b) reação de hidratação, na qual o óxido de cálcio é transformado em hidróxido de cálcio por adição controlada de água; e, finalmente (c) a reação de carbonatação, na qual o CO2, puro ou não, é borbulhado através da solução de hidróxido de cálcio. As propriedades do CCP variam de acordo com as condições empregadas na sua produção. O carbonato de cálcio existe em três formas cristalinas (calcita, aragonita e vaterita). A calcita é a forma mais estável à temperaturas e pressões ambientes. O CCP é usado em diversas indústrias como as de plástico, papéis, tintas, etc. A utilização de alguns aditivos químicos, entre eles o ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA), durante a reação de carbonatação diminui o tamanho das partículas de carbonato de cálcio formadas. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar as melhores condições de temperatura, de concentração do hidróxido de cálcio e de concentração do dióxido de carbono para se produzir carbonato de cálcio precipitado com propriedades desejadas. Diante dos resultados obtidos, foi feita uma análise estatística a fim de otimizar as condições operacionais. Observou-se que partículas de CCP com diâmetros menores são obtidas usando temperaturas da ordem de 25,60C, concentrações de hidróxido de cálcio da ordem de 149,9 g/L e concentração de dióxido de carbono de 43,3%. Altas concentrações de Ca(OH)2 e CO2 contribuem para um aumento da área específica do CCP. Concluiu-se ainda que a adição de 0,5% de EDTA durante a reação de carbonatação diminui o diâmetro médio das partículas produzidas e também produz CCP com uma distribuição granulométrica numa faixa mais estreita. Através das análises de difração de raios-X observou-se que o CCP formado é constituído da fase cristalina calcita e também que é um produto livre da presença de impurezas contidas no CCN.
Abstract: Calcium carbonate (CaCO3) is a natural occurring mineral in the form of limestone. This mineral can be grinded to produce ground calcium carbonate (GCC). Another way to obtain calcium carbonate is through a precipitation process, forming the precipitated calcium carbonate (PCC). PCC usually exhibits higher purity, brightness and opacity than GCC and it is used for various purposes, e.g. as a filler or pigment for rubber, plastics, paper, paints, etc. The industrial manufacture of PCC involves the following steps: (a) calcination of limestone to produce quicklime and carbon dioxide; (b) slaking reaction, in which the quicklime is transformed to slaked lime slurry by controlled addition of H2O; and, finally (c) the carbonation reaction, in which CO2, pure or not, is bubbled through the Ca(OH)2 suspension. The use of certain chemical additives, including the ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) in the precipitation process, can decrease the particle size of calcium carbonate formed. The properties of PCC products depend upon the process conditions employed during its production. Calcium carbonate exists as three polymorphs (calcite, aragonite and vaterite). Calcite has greater stability at ambient temperature and it exists in various morphologies. Thus, the objective of this work was to study the best conditions of temperature, calcium hydroxide concentration, and carbon dioxide concentration to produce PCC with high specific area and small average particle sizes. Afterwards, a statistical analysis was performed in order to optimize the process conditions. It was observed that smaller PCC particle diameters are obtained using temperature of 25.6oC, calcium hydroxide concentration of 149.9 g/L and carbon dioxide concentration of 43.3%. Higher calcium hydroxide and carbon dioxide concentrations contribute to the increase of PCC specific area. It should also be noted that the addition of 0.5% EDTA in the carbonation reaction decreases the particle diameter and the narrows the particle size distribution. Through the analysis of X-ray diffraction data, it was possible to observe that calcite particles were formed and that PCC product was pure and it did not display impurities contained in GCC.
Keywords: Carbonato de cálcio precipitado
Hidróxido de cálcio
Carbonatação
Precipitated calcium carbonate
Lime
Calcium hydroxide
Carbonation
Carbonato de cálcio
Cal
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
metadata.dc.language: por
metadata.dc.publisher.country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
metadata.dc.publisher.initials: UFU
metadata.dc.publisher.department: Engenharias
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Citation: SOUTO, Eliane Cristina Silva. Estudo de condições operacionais para obtenção de carbonato de cálcio precipitado. 2008. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/15107
Issue Date: 27-Feb-2008
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

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