A dependência mundial sobre os combustíveis fósseis como fonte de energia nos próximos anos
tende em perdurar, como resultado tem-se a produção de toneladas de cinzas provenientes da
queima do carvão mineral em usinas termelétricas. No Brasil, cerca de 65 % das quatro milhões
de toneladas de cinzas geradas anualmente são reaproveitadas, sendo compostas por 70 a 90 %
de cinzas volantes, 10 a 20 % de cinzas pesadas, e o restante por escória de caldeira e gesso.
Entretanto, esse reaproveitamento é limitado à produção de concreto de cimento Portland e não
corresponde à realidade de todas as termelétricas. Neste contexto, estudos de reaproveitamento
deste coproduto vêm sendo cada vez mais abordados, como na obtenção de zeólitas,
catalisadores, geopolímeros e aglutinantes geopoliméricos. Outra alternativa é a síntese de sílica
precipitada amorfa, que carece de estudos a partir das cinzas, mas que possuem diversos
atrativos para tal destinação. Essas podem ser usadas para diversas aplicações, como: agente de
fluidez em pós; reforço de polímeros; agente espessante em cremes dentais, dentre outras
aplicações. Este trabalho teve como objetivo a síntese de sílica precipitada amorfa a partir de
cinzas volantes de carvão mineral, visando a obtenção de um subproduto de maior valor
agregado. O método empregado neste trabalho foi o de fusão alcalina seguida de lixiviação
ácida, utilizando cinzas volantes das termelétricas de Figueira (PR) e Jorge Lacerda (SC).
Ensaios preliminares foram realizados para a fixação de parâmetros da fusão alcalina, onde
foram avaliados os seguintes parâmetros: relação cinzas/Na2CO3, temperatura e tempo. As
faixas de variação das três variáveis da etapa de lixiviação ácida foram definidas a partir da
literatura, sendo parâmetros: concentração do ácido clorídrico (HCl), relação S/L e temperatura
de lixívia. A avaliação foi realizada em três níveis por meio de um planejamento Box-Behnken
empregando o software Statistica 8, sem réplicas, aleatoriamente e com um ponto central em
duplicata. A partir das melhores condições experimentais definidas utilizando as cinzas de
Figueira, empregaram-se as mesmas para as cinzas de Jorge Lacerda. As melhores sílicas
precipitadas foram comparadas a quatro sílicas comerciais. Por fim, realizou-se o reciclo do
HCl concentrado em três lixiviações sequenciais a fim de verificar o potencial industrial de
reúso. Os resultados obtidos mostraram que a concentração HCl, relação S/L e a sua interação
são os maiores influenciadores do processo e um modelo quadrático foi definido para a predição
do teor de SiO2 de resposta com um R2
de 0,9742. As melhores sílicas precipitadas obtiveram
coloração característica branca ou cinza clara, difratograma com halo característico de material
amorfo e teor de SiO2 entre 79,32 e 87,87 %, cuja a melhor sílica apresentou teor de SiO2 maior
que três sílicas comerciais. O reúso do HCl concentrado mostrou-se ser eficiente na síntese de
sílica precipitada com elevado teor de SiO2, apresentou teores de SiO2 de 82,34 a 83,74 %,
decrescendo menos de 1 % a cada lixiviação. Portanto, é possível afirmar que as sílicas
precipitadas amorfas sintetizadas pelo método deste estudo, possuem grande potencial de
aplicabilidade em diferentes setores industriais.