SÍNTESIS DE ZEOLITAS A PARTIR DE DIATOMITAS RESIDUALES DE OPERACIONES DE FILTRACIÓN INDUSTRIAL

MASSA, PAOLA; FUCHS, VANESA; HAURE, PATRICIA; FASCE, LAURA

La Plata

Congreso; XXII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2021

AAIFQ (Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica)

Introducción. Las zeolitas son aluminosilicatos cristalinos micro-porosos que tienenimportantes aplicaciones debido a sus excelentes propiedades para el intercambioiónico, la adsorción y la catálisis. Las diatomitas son materiales que, por su contenidode Si y Al, resultan precursores atractivos para la síntesis de zeolitas. La industria debebidas consumibles, especialmente la cervecera, desecha un gran volumen dediatomitas en las operaciones de filtrado. Dados la disponibilidad de este residuo, asícomo el impacto que tendría su valorización, en este trabajo se propone sintetizarzeolitas a partir diatomitas residuales. Si bien se ha documentado el uso de diatomitasnaturales como precursores, no se han encontrado antecedentes que empleendiatomitas industriales residuales. Principalmente, la estructura cristalina de lasdiatomitas usadas como medios filtrantes difiere de la de las naturales por lostratamientos térmicos que se les realizan para mejorar sus propiedades filtrantes. En lasíntesis de zeolitas, la alcalinidad, la temperatura, el tiempo de reacción, la relaciónlíquido/sólido y el tipo de precursor determinan la textura, la estructura cristalina, larelación Si/Al y las propiedades de la zeolita resultante.Resultados. A partir de muestras de lodos provistas por la empresa Milton S.A., serealizaron una serie de pre-tratamientos de secado (100ºC) y regeneración porcalcinación (550ºC) para eliminar humedad y materia orgánica. Mediante ensayostermogravimétricos (TGA), difracción de rayos X (XRD), fluorescencia de rayos X(XRF), microscopía óptica y análisis de imágenes, se comprobó que la estructuracristalina de la sílice en las diatomitas regeneradas (DTR) es mayoritariamentecristobalita y que la calcinación no altera la estructura cristalina ni la distribución detamaños de las partículas. Luego, se evaluaron estrategias de disolución de DTR enmedio alcalino con ayuda de ultrasonido para activar el precursor para su posteriorzeolitización. En base al alto contenido de Si de las DTR (relación molarSiO2/Al2O3=31.5, según XRF), se probó la síntesis hidrotérmica con agregado desulfato de aluminio y alcalinidad controlada (Na2O/SiO2=0.9). Se realizaronprocedimientos de síntesis en estufa y/o placa calefactora usando sistemas abiertos yun reactor autoclave a presión autógena, variando la temperatura y el tiempo de cadaetapa de la síntesis. Los materiales obtenidos se caracterizaron por XRD.Conclusiones. Las diatomitas residuales contenidas en los lodos pudieron serregeneradas y disolverse para ser utilizadas como precursores de síntesis. Se lograronsintetizar a 100ºC mezclas de zeolitas conteniendo faujasita y sodalita. Se continúatrabajando en optimizar el procedimiento de síntesis de estas zeolitas, especialmentepara los tipos de faujasita (SiO2/Al2O3≈2-15), de modo de mejorar la reproducibilidad,el rendimiento y la pureza del producto obtenido.