Desenvolvimento de métodos de remoção de impurezas do Caulim para aumento do índice de brancura

Abstract

O Caulim é um silicato hidratado de alumínio, que possui coloração branca ou quase branca, granulometria fina e é quimicamente inerte. Devido a isso, esse argilomineral possui múltiplas aplicações, sendo seu principal destino a indústria de papel e celulose, podendo ser utilizado como carga e/ou como revestimento de papéis especiais. Porém, para cumprir essa função, o Caulim precisa ter elevada pureza e alto índice de Brancura CIE (superior a 84,5%), entretanto, atualmente, as principais técnicas de beneficiamento para produzir silicatos de elevada brancura são complexas e dispendiosas. Com isso em mente, o presente estudo tem como objetivo tratar Caulins da região de Sacramento-MG, com o intuito de desenvolver uma técnica simples e rentável. Os principais contaminantes responsáveis por conferir cor ao Caulim são óxidos de ferro, óxidos de titânio e matéria orgânica; o procedimento de calcinação é o mais comum para a remoção de matérias orgânicas, já para remoção dos óxidos o mais utilizado é a lixiviação com Ditionito de Sódio que opera em pH ácido. Os experimentos do presente estudo podem ser divididos em duas fases; uma focada em testar diferentes técnicas e reagentes e a outra em aperfeiçoar o procedimento que obteve os melhores resultados. Na primeira fase, testaram-se tratamentos térmicos em diferentes temperaturas (800°C e 900°C) e testes de lixiviação com agentes lixiviantes complexantes (EDTA e ácido cítrico), agentes lixiviantes redutores (Hidróxido de Sódio, Acetato de Cálcio, Acetato de Sódio e Ditionito de Sódio) e agentes lixiviantes oxidantes (ácido Clorídrico, Sulfúrico, Nítrico, Acético e Fosfórico). Na segunda fase, consistiu em uma série de lixiação com o reagente mais eficiente variando tempo de reação, concentração da polpa de Caulim, temperatura e concentração da solução de agente lixiviante. Os principais parâmetros para quantificar o branqueamento do Caulim foram a Luminosidade e o Índice de Brancura, ambos foram medidos através de um colorímetro da marca Eoptis. De acordo com o presente estudo dos reagentes testados, o melhor foi o ácido Clorídrico, que em 32 experimentos de lixiviação realizados, em 27 foi possível obter Caulins com Índice de Brancura adequado as exigências da indústria de papel e celulose. Nas condições ideais, foi possível elevar o Índice de Brancura de 79,58% para 86,94%. Para isso ocorrer, foi necessário operar com tempo de reação de 56 minutos, temperatura de 43°C, concentração 10% m/m de polpa de Caulim e concentração de 15% v/v de reagente. Esses resultados demonstram que o ácido clorídrico e a técnica de lixiviação são eficientes no procedimento de branqueamento do Caulim.