Roteiro Pratica de ´Cristalização

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ INSTITUTO DE TECNOLOGIA FACULDADE DE ENGENHARIA QUÍMICA

Maira Letícia do Nascimento Martins – 201207540035 Nayara Maria Monteiro da Silva – 201407540044 Odilon Leite Barbosa da Costa – 201607540058 Thiago Palheta Barbosa – 201207540027

EXTRAÇÃO DA SÍLICA A PARTIR DA CASCA DE ARROZ

BELÉM / PA 2018

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Maira Letícia do Nascimento Martins – 201207540035 Nayara Maria Monteiro da Silva – 201407540044 Odilon Leite Barbosa da Costa – 201607540058 Thiago Palheta Barbosa – 201207540027

EXTRAÇÃO DA SÍLICA A PARTIR DA CASCA DE ARROZ

Relatório técnico de aula prática realizada em outubro de 2018, apresentado como avaliação parcial para a disciplina Laboratório de Engenharia Química V, do curso de graduação em Engenharia Química, na Universidade Federal do Pará.

Prof. Msc. Darllan do Rosário

BELÉM / PA 2018

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LISTA DE SIGLAS

ACRS – Activated Carbon of Rice Shell (Carvão Ativado de Casca de Arroz); AZM – Azul de Metileno;

CA – Carvão ativado;

CAG – Carvão ativado granular; CAP – Carvão ativado em pó;

ppm – Parte por milhão; w/v (mg/L); v/v (mL/L);

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SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO        4
2. OBJETIVOS        5
3. MATERIAIS E MÉTODOS        5
4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL        6
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO        8
6. CONCLUSÃO        12

REFERÊNCIAS        13

ANEXOS – Equações        14

APÊNDICE – Memória de Cálculo        15

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1. INTRODUÇÃO

Na indústria química inorgânica, o SiO2 (dióxido de silício), que é chamado de Sílica, tem função importante na fabricação de vários produtos e é muito utilizado na construção civil, sua principal característica é adtivar resistência mecânica aos produtos, como cimento, refratários, argamassas e vários outros.

Em seu estado natural, a sílica pode ser encontrada sob diversas formas, assim como pode ser obtida de forma sintética. Denomina-se sílica biogênica, aquela que é produzida em organismos vivos, sendo eles plantas (cana de açúcar e arroz), ou animas. A casca de arroz é um resíduo advindo do beneficiamento do arroz, rico em sílica, podendo esta ser extraída através da combustão da casca ou por meio de extração por substâncias químicas em meio aquoso (CARNEIRO et al., 2017).

Portanto, o uso da casca de arroz como fonte de extração de sílica é algo promissor porque a produção do mesmo é enorme. Na produção desse arroz, o processo de beneficiamento gera como principal resíduo a casca de arroz para eliminar este resíduo podemos aplica-lo como combustível para a produção de energia. Na produção de arroz temos a etapa de secagem e geralmente é usado madeira, mas como no beneficiamento temos a queima, é possível usar a casca de arroz como fonte de energia e isso é muito aplicado a indústria arrozeira, porém isso também gera um resíduo, a cinza da casca de arroz. Como essa cinza é rica em sílica, é interessante sua utilização e assim continuar o ciclo comercial do arroz, isso soluciona o problema da disposição das cinzas no meio ambiente.

Segundo Hoffmann (2002), a cinza contém alto teor de sílica (~92%) e isto a torna um resíduo valorizado. No entanto essa cinza só terá alto valor econômico se tiver alta qualidade, que é mensurada pela alta superfície específica, tamanho e pureza de partícula. Consequentemente, seria um grande desperdício de matéria-prima nobre jogá-la fora, já que pode ser usada em vários ramos industriais, tais como: eletrônica, construção civil, cerâmica, indústria química, fabricação de células fotovoltaicas, entre outros.

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1. OBJETIVOS

• Sintetizar carvão ativado utilizando casca de arroz como matéria-prima;
• Realizar a extração e cristalização de sílica utilizando a solução de hidróxido de sódio e o ácido sulfúrico (50 %)
• Realizar a caracterização do produto de extração.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

O presente estudo aborda três etapas principais, a saber, síntese do carvão ativado utilizando casca de arroz como precursor, teste de adsorção do carvão ativado e a análise da cinética de adsorção de azul de metileno.

Materiais utilizados:

• Ácido fosfórico;
• Casca de arroz
• Solução de hidróxido de sódio (0,5 M e 2 M)
• Solução de ácido sulfúrico (50 %)
• Fita pH
• Vidrarias diversas (béquer, balão volumétrico, ...)
• Sistema reacional para extração com controle de temperatura (balão três vias, condensador, manta de aquecimento, controlador de temperatura da manta)

1. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

A preparação da casca de arroz foi realizada previamente pelo professor, a casca de arroz foi lavada e seca em estufa por 24 h a 105 º C, depois a mesma foi triturada em moinho de facas e peneirada em malha #65 sendo utilizada neste experimento o passante e por último o material foi carbonizado a 500 º C por 3 horas.

Após efetuar os cálculos, preparou-se a solução de NaOH, com cuidado, a 0,5 M e 2 M e a solução de Ácido Sulfúrico (50%).  Para a extração e cristalização de sílica o material calcinado foi adicionado em um balão de três vias juntamente com a solução de hidróxido de sódio e o mesmo foi posto em agitação por 3 horas com rotação de 500 RPM a uma temperatura de 90 º C

Em seguida, a solução obtida, de silicato de sódio, foi filtrada em funil de Buchner e a parte retida foi posta em estufa para secar. Encaminhou-se o silicato de sódio para precipitação com titulação lenta de ácido sulfúrico (50 %), controlando o pH final em 3 ou 7 e por fim o material precipitado foi filtrado a vácuo e lavado com 500 ml de água destilada, o resíduo retido no papel filtro foi seco em estufa à temperatura de 105°C por 24 horas.

1. Resultados e Discursões

1. Conclusão

REFERÊNCIAS

ANAIS DO SALÃO INTERNACIONAL DE ENSINO, PESQUISA E EXTENSÃO, 2., 2012, Rio Grande do Sul. Obtenção De Sílica A Partir Da Cinza Da Casca De Arroz: Estado Da Arte... [S.l.: s.n.], 2012. 3 p. v. 4. Disponível em: . Acesso em: 12 dez. 2018.