BR112020003786A2

BR112020003786A2 - método de destruir e valorizar um resíduo de amianto e método para tratamento de resíduos contendo crisotila

Info

Publication number: BR112020003786A2
Application number: BR112020003786-9A
Authority: BR
Inventors: Gaël Talbi; Olivier Cambon; Martine Cambon
Original assignee: Université De Montpellier; Centre National De La Recherche Scientifique; Enscm - Ecole Nationale Superieure De Chimie
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2020-09-08
Also published as: AU2018321059A1; RU2020107136A; CA3071704A1; SG11202001531XA; CN111107950A; RU2020107136A3; EP3672739A1; US20210154514A1; FR3070282B1; WO2019038502A1; US11577112B2; JP2021501688A; FR3070282A1; BR112020003786B1; MA51702A

Abstract

A invenção refere-se a um método para destruir e valorizar um resíduo de amianto compreendendo as etapas de: a) determinar o grupo mineralógico do amianto contido nos resíduos, b) realizar um tratamento sobre o resíduo que consiste em: ¿ um tratamento com ácido quando o resíduo compreender apenas um crisotila, ¿ um tratamento com base quando o resíduo compreender apenas um anfibólio, ¿ referido tratamento com ácido seguido pelo referido tratamento com base quando o resíduo de amianto compreender uma mistura de um crisotila e um anfibólio, c) valorizar pelo menos um dos produtos obtidos após a conclusão da etapa b) do tratamento. A invenção também se refere a um tratamento de um resíduo de crisotila através de um tratamento com ácido seguido de um tratamento térmico.

Description

“MÉTODO DE DESTRUIR E VALORIZAR UM RESÍDUO DE AMIANTO E MÉTODO PARA TRATAMENTO DE RESÍDUOS CONTENDO CRISOTILA”

[001] A invenção refere-se a um método para destruir e valorizar resíduos de amianto.

[002] O amianto é uma família de materiais minerais fibrosos divididos nos dois grupos mineralógicos a seguir: os grupos serpentinos e os anfibólios. Esses dois grupos mineralógicos do amianto têm estruturas e naturezas químicas diferentes.

[003] A serpentina contém uma única variedade de amianto, que é o crisotila (também conhecido sob o nome de “amianto branco”). É por isso que, no presente pedido, o termo “crisotila” será usado para se referir ao grupo de amianto serpentino. O crisotila abrange as três seguintes espécies minerais de politipos: − clinocrisotila, − ortocrisotila e − paracrisotila.

[004] A fórmula química do crisotila é: 3 MgO.2SiO2. Ele compreende duas camadas de óxidos: − a 1ª camada é composta por tetraedros de SiO4, e − a 2ª camada é composta por octaedros de MgO6.

[005] Devido à diferença de tamanho entre MgO6 e SiO4, a camada de MgO6 induz uma flexão da estrutura que leva ao crisotila tendo uma estrutura de tubos em que a camada de MgO6 é a camada externa.

[006] O crisotila representa cerca de 94% do mercado global de amianto.

[007] O grupo de anfibólios é composto pelas seguintes 5 variedades de amianto: − amosita (também conhecido sob o nome de “amianto marrom”);

− crocidolita (também conhecido sob o nome de “amianto azul”); − tremolita; − actinolita; e − antofilita.

[008] Essas variedades de amianto diferem entre si por sua composição química.

[009] A estrutura dos anfibólios é composta por uma série de cadeias duplas (Si4O11) paralelas ao eixo c. As camadas de MO6 (com M selecionado a partir de Mg, Fe e Na) são empilhadas entre camadas de SiO2.

[0010] O amianto é um material fibroso que tem sido conhecido há mais de 2000 anos e o aumento da sua produção começou em 1877 em Quebec.

Ao longo do século passado, milhões de toneladas de fibras de amianto foram extraídas e usadas em vários campos, como os de materiais de construção e têxteis. O interesse pelas fibras de amianto reside no fato de consistir em minerais que possuem propriedades isolantes, não queimam, resistem a agressões químicas e possuem alta resistência à tração mecânica. Assim, o amianto tem sido: − usado para isolamento térmico de mangueiras, para isolamento, − incorporados em composições de materiais compósitos, como fibrocimentos (para a fabricação de mangueiras ou placas), aglutinantes (por exemplo, colas e tintas), fibropolímeros (por exemplo, para a fabricação de bainhas elétricas).

[0011] A aplicação mais comum do amianto reside na sua incorporação em composições de cimento para a obtenção de fibrocimento (também conhecido sob o nome de “amianto-cimento” ou “cimento-amianto”). É constituído de um material constituído por um complexo de fibras de amianto dispersas em um aglutinante hidráulico que é cimento. Serviu para produzir inúmeros produtos, como chapas, lajes, paredes anti-ruído, metais de chapas corrugadas, ladrilhos, mangueiras que servem para a drenagem de águas pluviais, mangueiras de evacuação de conduítes de chaminés, aberturas de ventilação. Esse uso representou 95% dos usos do amianto.

[0012] No entanto, sabe-se que o amianto é um material nocivo.

Desde as décadas de 1980 a 1990, seu uso é proibido em vários países. De fato, as partículas microscópicas do amianto podem atingir os alvéolos pulmonares.

A inalação dessas partículas é perigosa e é a causa de inúmeros casos de câncer. Como exemplo, o amianto tem sido amplamente utilizado na França até sua proibição em 1997 por causa de seus efeitos adversos na saúde humana.

[0013] É por isso que o descarte de amianto e o tratamento dos resíduos de amianto se tornaram importantes questões sociais. A pesquisa de novos meios de tratamento é urgente, a fim de evitar qualquer risco de exposição.

[0014] Além disso, no que diz respeito às toneladas de resíduos de amianto que serão gerados, é essencial fornecer soluções de tratamento eficazes para tornar esses resíduos inertes e transformá-los com métodos econômicos e aplicáveis em escala industrial.

[0015] Os tratamentos dos resíduos de amianto conhecidos até o momento consistem em métodos de vitrificação ou enterramento.

[0016] O método de enterramento é um método para armazenar os resíduos que consiste em colocá-los em quarentena para evitar a propagação dos mesmos. Isso não os elimina e não permite a sua valorização em escala industrial. Esta solução não resolve o problema de periculosidade do amianto assim enterrado. Além disso, a falta de locais de enterramento se torna crítica.

[0017] A vitrificação, em particular usando uma tocha de plasma, destrói totalmente as fibras de amianto, de modo a obter uma escória, ou seja, um material de vidro inerte que pode ser reutilizado, por exemplo, no campo da construção ou obras rodoviárias (aterros para estradas). Esta solução de tratamento tem as desvantagens de consumir muita energia e exigir uma instalação específica e cara, que deve suportar temperaturas na faixa de 1000 °C a 1400 °C. Além disso, esta instalação requer medidas de segurança muito altas para seus usuários. Finalmente, a vitrificação é uma fonte de poluições.

[0018] Além disso, existe atualmente um método para o tratamento biológico de resíduos de amianto. Este método ainda não está perfeitamente desenvolvido e não permite a destruição total do amianto.

[0019] Assim, resulta da arte relacionada que as soluções para tratamento e destruição dos resíduos de amianto não são totalmente satisfatórias.

[0020] A presente invenção tem como objetivo superar as deficiências dos métodos de tratamento de resíduos de amianto conhecidos na técnica relacionada, fornecendo um método para destruir e valorizar os referidos resíduos que é ecológico, econômico, rápido e perfeitamente aplicável em escala industrial.

[0021] De fato, os inventores da presente invenção desenvolveram um método para destruir e valorizar resíduos de amianto que, após pelo menos uma etapa de tratamento, compreende uma etapa de valorização que permite valorizar de uma ou várias maneiras diferentes os produtos obtidos após a conclusão da etapa de tratamento. Os inventores propõem uma solução muito eficaz e econômica para o uso de resíduos de amianto e isso de maneira virtuosa.

[0022] No contexto da presente invenção, por “resíduo de amianto”, deve ser entendido um resíduo que pode ser: − um resíduo homogêneo, ou seja, um resíduo que contém o mineral puro de amianto sem qualquer material adicional em sua estrutura. Em outras palavras, consiste em fibras de amianto naturais cristalizadas; ou − um resíduo heterogêneo, ou seja, um que contém os resíduos de amianto e um outro composto (por exemplo: cimento, gesso ou fibras de silicatos alcalino-terrosos conhecidas pelo acrônimo “AES” significando “Silicato Alcalino- Terroso”).

[0023] Os resíduos de amianto podem estar nas seguintes formas: − uma forma livre ou em outras palavras, de forma frágil. Por exemplo, consiste em resíduos de flocagem ou isolamento; e − uma forma ligada ou em outras palavras, em uma forma não frágil. Em particular, consiste nos resíduos à base de fibrocimento mencionados acima.

[0024] Assim, um primeiro objetivo da invenção é um método para destruir e valorizar um resíduo de amianto, caracterizado por compreender pelo menos as seguintes etapas de: a) determinar o(s) grupo(s) mineralógico(s) de amianto contido(s) no referido resíduo, o referido grupo sendo selecionado a partir de um crisotila e um anfibólio; b) realizar pelo menos um tratamento no referido resíduo de amianto, sendo o referido tratamento: − um tratamento ácido quando o resíduo de amianto compreender apenas um crisotila, o referido tratamento ácido consistindo na imersão do resíduo de amianto em uma solução ácida forte, a uma temperatura de no máximo 100 °C, de modo a obter uma solução ácida e um sólido compreendendo uma sílica mesoporosa, − um tratamento com base quando o resíduo de amianto compreender apenas um anfibólio, o referido tratamento com base consiste na imersão do resíduo de amianto em uma solução de uma base forte em um meio hermeticamente fechado, a fim de obter uma solução básica contendo sílica dissolvida, − referido tratamento com ácido seguido pelo referido tratamento com base quando o resíduo de amianto compreender uma mistura de um crisotila e um anfibólio, de modo a obter após o referido tratamento com ácido uma solução ácida e uma mistura sólida contendo uma sílica mesoporosa e o anfibólio inalterado, a referida mistura sólida sendo separada da solução ácida a ser submetida ao referido tratamento com base, de modo a obter uma solução básica contendo sílica dissolvida; e c) valorizar pelo menos um dos produtos obtidos após a conclusão da etapa b) do tratamento.

[0025] O método de valorização de acordo com a invenção tem a vantagem de destruir e valorizar de maneira perfeitamente eficaz o resíduo de amianto, uma vez que o tratamento é adaptado de acordo com o resultado da determinação do(s) grupo(s) mineralógico(s) de amianto contido(s) no referido resíduo.

[0026] Além disso, o método de acordo com a invenção resolve o problema da periculosidade dos resíduos de amianto, pois os destrói durante a etapa de tratamento.

[0027] Finalmente, a valorização do método do amianto é ótima.

Após a conclusão do método de destruição e valorização, os resíduos foram transformados em um ou mais produtos que possuem um valor agregado do ponto de vista industrial e econômico e que podem ser usados em inúmeras aplicações detalhadas a seguir.

[0028] De fato, a etapa c) pode consistir em uma das seguintes valorizações consideradas separadamente ou em qualquer combinação das mesmas: − uso da sílica mesoporosa obtida após a conclusão do tratamento com ácido para aprisionamento e filtragem de moléculas; − uso da sílica mesoporosa obtida após a conclusão do tratamento com ácido como precursor de silício para a síntese de um zeólito;

− extrair ou isolar seletivamente os íons presentes na solução ácida obtida após a conclusão do tratamento com ácido; − uso da solução básica obtida após a conclusão do tratamento com base para a produção de um material do tipo silicato de cálcio hidratado; e − uso da solução básica obtida após a conclusão do tratamento com base para a síntese de um zeólito.

[0029] Em uma forma de realização da invenção, o resíduo de amianto é um resíduo de cimento de amianto (ou em outras palavras, um resíduo de fibrocimento) ou um amianto à base de gesso de flocagem. De fato, como lembrado acima, a incorporação de amianto nas composições de cimento representou 95% dos usos do amianto. Assim, toneladas de resíduos de cimento de amianto devem ser tratadas. A invenção é perfeitamente adequada para resolver o problema da destruição de resíduos de amianto de cimento e de maneira eficaz, ecológica, econômica e em escala industrial.

[0030] Na etapa a) do método, a determinação do(s) grupo(s) mineralógico(s) contido(s) nos resíduos de amianto pode ser realizada por qualquer técnica ao alcance dos técnicos no assunto. Por exemplo, pode consistir na técnica de difratometria de raios X, na técnica de microscopia eletrônica de varredura e na técnica de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier.

[0031] A etapa b) do método de acordo com a invenção permite a destruição dos resíduos de amianto.

[0032] Na etapa b), quando é realizado um tratamento com ácido, a estrutura do crisotila é destruída pela dissolução da camada de brucita de fórmula Mg(OH)2 nela contida. É obtida uma sílica mesoporosa. Isto significa que esta sílica compreende nanotubos de sílica amorfa (nomeadamente não cristalizados). Após a conclusão do tratamento com ácido, a estrutura fibrosa do crisotila não é eliminada. As fibras obtidas após o tratamento com ácido são fibras (ou em outras palavras, nanotubos) de sílica amorfa.

[0033] Vantajosamente, a solução ácida contém pelo menos um ácido forte.

[0034] De preferência, contém pelo menos um monoácido forte.

Por exemplo, o monoácido pode ser selecionado a partir de ácido nítrico (HNO 3) e ácido clorídrico (HCl). De preferência, consiste em ácido nítrico. Esses monoácidos fortes são particularmente adequados porque os íons derivados da destruição dos resíduos não precipitam com os íons nitrato (NO3-) e cloreto (Cl-) trazidos pelo ácido (os íons derivados da destruição dos resíduos permanecerão em solução). Além disso, eles não são caros e são fáceis de manusear de acordo com as medidas de segurança.

[0035] Em outra forma de realização da invenção, a solução ácida pode conter ácido sulfúrico ou ácido fosfórico. No entanto, esses ácidos devem ser evitados se o resíduo de amianto for um resíduo de cimento de amianto. Com efeito, o resíduo de cimento contém cálcio e magnésio, que podem precipitar sob a forma de CaSO4 e MgSO4, se a solução ácida contiver ácido sulfúrico ou fosfato de magnésio e cálcio, se a solução contiver ácido fosfórico.

[0036] Em outra forma de realização, uma solução ácida contendo íons fluoreto (F-) também pode ser usada levando à destruição da matriz de cimento e do amianto, independentemente de sua natureza. No entanto, pode não ser recomendado o uso desse tipo de ácido por razões óbvias de segurança conhecidas dos técnicos no assunto.

[0037] É por isso que, quando o resíduo é um resíduo de cimento de amianto, durante o tratamento com ácido, é preferível que a solução seja uma solução de ácido clorídrico ou ácido nítrico. Durante este tratamento com ácido, a matriz de cimento é dissolvida.

[0038] Vantajosamente, a concentração do ácido da solução ácida está compreendida entre 2 mol/ L e 11 mol/ L, de preferência é inferior a 4 mol/

L por razões econômicas.

[0039] Durante o tratamento com ácido, a temperatura é compreendida entre a temperatura ambiente (isto é, cerca de 20 °C) e 100 °C, preferencialmente entre 50 °C e 80 °C.

[0040] Assim, o tratamento com ácido é realizado em condições suaves, nomeadamente a uma temperatura quase alta abaixo de 100 °C e à pressão atmosférica.

[0041] Em uma forma de realização da invenção, o tratamento com ácido é realizado na presença de ultrassons. Isso tem a vantagem de acelerar a cinética de dissolução da camada de brucita contida no crisotila e também diminuir a temperatura do tratamento com ácido (por exemplo, até a temperatura ambiente), dependendo da coesão inicial dos resíduos de amianto a serem destruídos e valorizados.

[0042] A duração do tratamento com ácido pode ser compreendida entre 2 horas e 10 dias, preferencialmente entre 2 horas e 4 dias.

[0043] Além disso, durante o tratamento com ácido, o gás carbônico (CO2) liberado pode ser retido por bolhas em uma solução de água e cal.

[0044] Na etapa b), um tratamento com base é realizado quando o resíduo de amianto contém um anfibólio. De fato, o anfibólio tem uma estrutura na qual as camadas contendo Mg e Fe ficam presas entre duas camadas de sílica que é muito difícil de destruir no meio ácido. Durante o tratamento com base, a sílica é dissolvida. Assim, é obtida uma solução básica contendo a sílica dissolvida.

[0045] A base forte pode ser selecionada a partir de hidróxido de sódio (NaOH) e potassa (KOH). De preferência, consiste em NaOH.

[0046] Vantajosamente, a concentração da base da solução básica está compreendida entre 2 mol/ L e 15 mol/ L, preferencialmente entre 6 mol/ L e 15 mol/ L, mais preferencialmente entre 7 mol/ L e 15 mol/ L, ainda mais preferencialmente entre 7 mol/ L e 10 mol/ L.

[0047] Durante o tratamento com base, a temperatura é compreendida entre 100 °C e 250 °C, preferencialmente entre 150 °C e 200 °C.

[0048] A duração do tratamento com base pode ser compreendida entre 2 horas e 10 dias, de preferência é inferior a 5 dias.

[0049] Vantajosamente, o tratamento com base é realizado em uma autoclave, por exemplo, uma autoclave revestida com politetrafluoretileno, ou em qualquer outro dispositivo fechado que permita implementar as condições descritas acima.

[0050] Assim, o tratamento com base é realizado em condições hidrotérmicas. “Por condições hidrotérmicas”, deve ser entendido no contexto do presente pedido que o tratamento com base é realizado em um invólucro fechado em condições subcríticas, permitindo atingir temperaturas acima do ponto de ebulição da solução básica que seria obtida em um invólucro aberto (isto é, condições normais de pressão atmosférica).

[0051] Quando o resíduo de amianto compreende uma mistura de um crisotila e um anfibólio, durante o tratamento com ácido, a estrutura do crisotila é destruída, mas o anfibólio permanece e não é destruído no meio ácido pelas razões explicadas acima. É por isso que, nesta forma de realização da invenção, o resíduo de amianto é submetido a um tratamento que consiste no tratamento com ácido seguido pelo tratamento com base, como descrito acima.

Após a conclusão do tratamento com base, é obtida uma solução básica contendo a sílica dissolvida.

[0052] Após a conclusão do tratamento com ácido, a sílica mesoporosa e o anfibólio (a saber, o anfibólio inalterado) que estão presentes na forma sólida na solução ácida podem ser coletados por qualquer técnica ao alcance dos técnicos no assunto, por exemplo, por filtragem. O tratamento com base é então realizado na mistura sólida contendo esta sílica mesoporosa e este anfibólio assim recolhido. Tanto a sílica mesoporosa como o anfibólio são então dissolvidos. Assim, é obtida uma solução básica contendo sílica dissolvida.

[0053] A etapa b) do tratamento que foi detalhado acima, dependendo se o resíduo de amianto compreender um crisotila e/ ou um anfibólio tem as vantagens de ser adaptado para ser realizado com compostos químicos muito comuns e baratos (por exemplo, ácido nítrico, ácido clorídrico ou solução de hidróxido de sódio). Além disso, as condições operacionais são convencionais no campo da química e, portanto, estão perfeitamente ao alcance dos técnicos no assunto. Além disso, vantajosamente, nenhum subproduto perigoso é gerado.

[0054] Em uma forma de realização da invenção, o tratamento com ácido pode ser seguido por um tratamento térmico, de modo a obter uma sílica cujas paredes dos nanotubos são amorfas ou cristalizadas e não hidratadas.

[0055] O tratamento térmico consiste em um aquecimento a uma temperatura de pelo menos 600 °C da sílica mesoporosa obtida após a conclusão do tratamento com ácido.

[0056] Após a conclusão do tratamento com ácido, a sílica mesoporosa presente na solução ácida é um sólido que pode ser coletado por qualquer técnica ao alcance dos técnicos no assunto, por exemplo, por filtração.

Este sólido obtido após a conclusão do tratamento com ácido é uma sílica mesoporosa hidratada. Além disso, a solução ácida também pode ser valorizada.

O tratamento térmico é então realizado nesta sílica mesoporosa assim coletada.

[0057] A temperatura do tratamento térmico é de pelo menos 600 °C, de modo que os nanotubos de sílica são totalmente desidratados. Se a temperatura do tratamento térmico estiver compreendida entre 600 e 700 °C, as paredes dos nanotubos permanecem amorfas. Após uma temperatura de 700 °C, as paredes dos nanotubos começam a cristalizar para alcançar uma melhor cristalinidade a 800 °C. É por isso que, dependendo da temperatura do tratamento térmico a que a sílica mesoporosa teria sido submetida, é obtida uma sílica cujas paredes dos nanotubos não são hidratadas e podem ser amorfas ou cristalizadas. Essas duas formas da estrutura das paredes, amorfa e cristalizada, são interessantes, pois permitem o uso da sílica em diferentes aplicações.

Assim, a temperatura do tratamento térmico pode ser adaptada dependendo da aplicação considerada da sílica assim obtida.

[0058] A duração do tratamento térmico pode ser compreendida entre 4 horas e 48 horas, preferencialmente entre 4 horas e 24 horas.

[0059] A etapa de tratamento térmico pode ser realizada em um forno de tratamento térmico convencional que esteja perfeitamente ao alcance dos técnicos no assunto, sendo a sílica mesoporosa colocada em cadinhos termicamente estáveis.

[0060] Durante a etapa de tratamento térmico, há uma perda de água que é ligada à estrutura siliciosa dos nanotubos da sílica mesoporosa. Essa perda de água é acompanhada por um rearranjo progressivo dos tetraedros de SiO4 entre eles. Esse rearranjo causa, a uma temperatura superior a 700 °C, uma cristalização das paredes dos nanotubos e uma perda da porosidade das paredes dos nanotubos por sua condensação. Em outras palavras, há uma reorganização da matéria sob temperatura; o que leva à cristalização das paredes dos nanotubos.

[0061] Assim, durante o tratamento térmico, as paredes dos nanotubos de sílica amorfa são reconstruídas por condensação.

[0062] De fato, durante o tratamento com ácido, as camadas de brucita foram eliminadas; que deixou espaços muito grandes entre as folhas de sílica que constituem a parede dos nanotubos. Existem nanotubos obtidos com um diâmetro de cerca de 3,2 nm, mas com paredes mal estruturadas e, portanto, uma grande área superficial específica (isto é, a superfície desenvolvida por folhas não contíguas) e um grande volume de poros. Quando o tratamento térmico é realizado, essas folhas são reconectadas novamente com a formação de tetraedros de SiO4; o que resulta em uma redução da área superficial específica, o volume total também diminui, mas o centro do tubo (em outras palavras, o diâmetro do tubo) aumenta.

[0063] Após a conclusão do tratamento térmico, é obtida uma sílica cujas paredes dos nanotubos são amorfas ou cristalizadas e não hidratadas. O tamanho dos poros desta sílica é compreendido entre 3 e 6 nm, de preferência compreendido entre 3 e 4 nm para uma temperatura de tratamento térmico inferior a 700 °C e entre 5 e 6 nm para uma temperatura de tratamento térmico superior a 700 °C.

[0064] As diferentes maneiras de valorizar o(s) produto(s) obtido(s) após a conclusão da etapa de tratamento b) são detalhadas abaixo.

[0065] Uma primeira valorização diz respeito à sílica mesoporosa.

[0066] Na etapa c), a sílica mesoporosa obtida após a conclusão do tratamento com ácido pode ser utilizada tirando vantagem da presença dos nanotubos de sílica amorfa compreendidos por meio da captura de moléculas nela com tamanhos grandes (ou seja, maiores que 0,5 nm), por exemplo moléculas biológicas (molécula poliatômica, como anestésicos, medicamentos e outros anti-sépticos). A sílica mesoporosa obtida após a conclusão do tratamento com ácido pode encontrar aplicações no campo médico para purificar líquidos biológicos (sangue, por exemplo).

[0067] Graças aos nanotubos, a sílica mesoporosa também pode ser usada como um meio para filtrar moléculas, em particular moléculas poluentes, tanto no campo ambiental quanto no campo médico (pesticidas, ureia, creatinina, por exemplo).

[0068] Também pode ser considerado valorizar a sílica mesoporosa obtida após a conclusão do tratamento com ácido, utilizando-a como precursor de silício para a síntese de um zeólito.

[0069] Assim, quando um tratamento com ácido foi realizado, a etapa c) pode consistir no uso da sílica mesoporosa para o aprisionamento ou a filtragem de moléculas e/ ou como precursor de silício para a síntese de um zeólito.

[0070] Em uma forma de realização da invenção, na qual o resíduo de amianto contém um crisotila e a solução ácida é uma solução de ácido nítrico, a sílica mesoporosa é usada para sintetizar um zeólito do tipo nitrato-cancrinita da fórmula Na8[Al6Si6O24](NO3)2-4H2O.

[0071] O zeólito assim obtido possui uma excelente pureza do produto sintetizado, com uma excelente conformidade com o modelo estrutural.

A estrutura é composta por pequenas gaiolas formando uma hélice.

[0072] Este zeólito é particularmente vantajoso por suas propriedades de adsorção, em particular no campo da filtragem de íons poluentes. Além disso, os íons nitrato contidos na estrutura deste zeólito conferem propriedades particulares de troca iônica devido a propriedades estruturais específicas (como o tamanho das gaiolas para troca de íons) e comportamentos termo-elásticos (capacidade de deformação da rede) promovendo a inserção de diferentes íons.

[0073] Assim, um resíduo de amianto contendo crisotila é valorizado de modo a obter um zeólito do tipo nitrato-cancrinita que pode ser utilizado em inúmeras aplicações graças às suas propriedades de adsorção.

[0074] Por exemplo, esse zeólito é usado no campo ambiental, onde serve como uma armadilha para íons poluentes, como Pb, Cd, Sr e Hg.

[0075] O nitrato-cancrinita pode ser sintetizado através da implementação destas etapas: São fornecidos precursores cujas quantidades são detalhadas em porcentagens em massa expressas em relação à massa total dos referidos precursores: − precursor de silício: entre 7,8% e 8,2% da sílica mesoporosa obtida após a conclusão do tratamento com ácido; − precursor de alumínio: entre 4,1% e 4,5% de Al2O3.Na2O; − precursor de nitrato de sódio: entre 76.0% e 76.3% de NaNO3; e − entre 11,2% e 11,6% de hidróxido de sódio: NaOH.

[0076] Em um 1º béquer cheio com 35 ml de água destilada: a base forte, a sílica mesoporosa e, em seguida, depois de alguns minutos, o precursor de nitrato de sódio, são adicionados, nesta ordem.

[0077] Em um 2º béquer, o precursor de alumínio é dissolvido em 5 mL de água destilada.

[0078] As duas misturas são adicionadas em um 3º recipiente. Uma gelificação instantânea ocorre. O recipiente é fechado e agitado com muita força.

[0079] Posteriormente, este recipiente é colocado no forno a uma temperatura compreendida entre cerca de 80 °C e cerca de 90 °C por um período compreendido entre 2 horas e um dia, preferencialmente um dia. Em seguida, é realizada a filtragem (por exemplo, com um papel de filtro à base de celulose ou com uma centrífuga para separação sólido-líquido) e a lavagem com água destilada. O produto assim obtido, que é um zeólito do tipo nitrato-cancrinita, é seco. A secagem pode ser realizada no forno ou por meio de estiragem a vácuo ou combinando estes dois meios, isto é, secagem sob temperatura com estiragem a vácuo.

[0080] O nitrato-cancrinita também pode ser sintetizado a partir de outros precursores, como Al(NO3)3, KNO3 e KOH. Além disso, a fórmula química final pode conter íons potássio em substituição parcial ou total dos íons sódio.

Os técnicos no assunto serão capazes de modificar as percentagens em massa acima expressas em conformidade no caso do referido nitrato-cancrinito sintetizado acima.

[0081] A síntese de um zeólito, em particular um zeólito do tipo nitrato-cancrinita, está perfeitamente ao alcance dos técnicos no assunto que serão capazes de determinar as quantidades de precursores, a água destilada necessária para a síntese, bem como as condições de temperatura, agitação e duração da síntese para obter um zeólito.

[0082] O exemplo de realização da síntese de um zeólito do tipo nitrato-cancrinita, que foi detalhado acima, destina-se a ilustrar o presente pedido de patente e não constitui, em nenhum caso, uma limitação à invenção.

[0083] Uma segunda valorização diz respeito à solução ácida obtida após a conclusão do tratamento com ácido.

[0084] Após a conclusão do tratamento com ácido, numerosos íons estão presentes em grandes quantidades na solução ácida. É por isso que, na etapa c), é possível valorizar a solução ácida obtida na conclusão da etapa b) extraindo esses íons simultaneamente, o que levará à obtenção de uma mistura de óxidos que podem ser reutilizados diretamente pela indústria de cimento por exemplo, ou isolando alguns deles de maneira seletiva.

[0085] Assim, quando um tratamento com ácido foi realizado, a etapa c) pode consistir em extrair ou isolar seletivamente os íons presentes na solução ácida obtida após a conclusão do tratamento com ácido.

[0086] Através de uma neutralização monitorada (nomeadamente pela adição de uma base como hidróxido de sódio ou potassa sob pH controlado), é possível fazer com que os íons contidos na solução ácida precipitem sucessivamente. Assim, as fases sólidas contendo os óxidos dos íons presentes na solução são obtidas sucessivamente (através de filtragem sucessiva); o óxido de cálcio CaO sendo o último óxido a precipitar a um pH igual a 11. O magnésio também pode ser coletado para várias aplicações, como metalurgia, indústria aeronáutica ou campo energético.

[0087] Esta valorização da solução ácida obtida após o tratamento com ácido também pode ser implementada na forma de realização da invenção na qual a sílica mesoporosa é submetida posteriormente a um tratamento térmico como descrito acima.

[0088] Uma terceira valorização diz respeito à solução básica obtida após a conclusão do tratamento com base.

[0089] Uma solução básica da sílica dissolvida obtida após o tratamento com base pode ser usada para a síntese de um zeólito como detalhado acima, em particular um zeólito do tipo nitrato-cancrinita. De fato, a solução básica pode ser usada para tornar o meio para a síntese do zeólito muito básico; o que é essencial para o sucesso desta síntese.

[0090] Além disso, a referida solução básica que contém essencialmente a sílica dissolvida pode servir na produção de materiais do tipo silicato de cálcio hidratado (também conhecido sob a abreviatura “CSH”). Estes materiais são particularmente adequados para o aprisionamento de íons poluentes. Assim, a solução básica é valorizada utilizando-a para a síntese de silicato de cálcio hidratado destinado ao aprisionamento de poluentes.

[0091] Assim, quando um tratamento com base foi realizado, a etapa c) pode consistir no uso da solução básica obtida após a conclusão do tratamento com base para a produção de um material do tipo silicato de cálcio hidratado e/ ou para a síntese de um zeólito.

[0092] Uma quarta valorização diz respeito à sílica obtida após a conclusão do tratamento térmico.

[0093] Quando o resíduo de amianto contém um crisotila e foi submetido a um tratamento com ácido seguido de um tratamento térmico como descrito acima, obtém-se uma sílica cujas paredes dos nanotubos são amorfas ou cristalizadas e não hidratadas. Esta sílica pode ser valorizada utilizando-a como um meio de estabilização de fases em reações químicas. De fato, pelo efeito do confinamento dos reagentes nos nanotubos, as fases do meio reativo são estáveis. Esta estabilidade de fases não pôde ser obtida em condições normais de temperatura e pressão. Esta propriedade de estabilização de fases pode encontrar aplicações no campo da microeletrônica.

[0094] Além disso, o tamanho dos poros de pelo menos 5 nm é particularmente adequado para a filtragem de moléculas. Assim, a sílica obtida após a conclusão do tratamento térmico pode ser utilizada como um meio de despoluição filtrando moléculas, por exemplo moléculas farmacêuticas.

[0095] Além disso, como mencionado acima, o uso do crisotila é predominante, uma vez que representa cerca de 94% do mercado global de amianto. Por isso, é essencial fornecer um método de destruição e valorização perfeitamente adequado para esse grupo mineralógico do amianto.

[0096] Durante suas pesquisas sobre a destruição e valorização de resíduos de amianto, os inventores descobriram de uma maneira bastante surpreendente que era muito vantajoso realizar um tratamento térmico em crisotila que foi submetido a um tratamento com ácido. De fato, isso permite obter uma sílica cujas paredes dos nanotubos são amorfas ou cristalizadas e não hidratadas. Isso constitui uma estrutura muito interessante para inúmeras aplicações deste produto e, conforme detalhado acima.

[0097] É por isso que outro objetivo da presente invenção é um método para o tratamento de resíduos contendo crisotila, caracterizado por compreender pelo menos as seguintes etapas de: a) fornecer um resíduo contendo crisotila; b) realizar um tratamento com ácido nos referidos resíduos, de modo a obter uma sílica mesoporosa, o referido tratamento com ácido consistindo na imersão dos resíduos de crisotila em uma solução ácida forte a uma temperatura de no máximo 100 °C; e c) realizar um tratamento térmico que consiste no aquecimento da sílica mesoporosa a uma temperatura de pelo menos 600 °C.

[0098] Após a conclusão do tratamento térmico, é obtida uma sílica com nanotubos cujas paredes são amorfas ou cristalizadas e não hidratadas.

[0099] O tratamento com ácido da etapa b) pode ser realizado da mesma maneira que o método de destruição e valorização de resíduos de amianto que foi detalhado acima.

[00100] O tratamento térmico da etapa c) pode ser realizado da mesma maneira que o método de destruição e valorização de resíduos de amianto que foi detalhado acima.

[00101] Assim, durante o tratamento térmico, há uma reorganização da matéria de sílica, ou em outras palavras, um rearranjo, que causa uma cristalização das paredes dos nanotubos e uma perda da porosidade da parede dos nanotubos por condensação dos mesmos.

[00102] A sílica obtida após a conclusão da etapa c) pode ser valorizada de diferentes maneiras, como descritas acima. Em particular, pode ser usada como um meio de estabilização de fases em reações químicas ou como um meio de filtragem.

[00103] A invenção será melhor compreendida usando a seguinte descrição detalhada, com referência aos desenhos em anexo que apresentam, como um exemplo não limitativo, os resultados experimentais obtidos de três resíduos de amianto e um resíduos de crisotila: − A Figura 1 representa os difratogramas de raios X dos três resíduos de amianto; − A Figura 2 representa os difratogramas de raios-X dos sólidos coletados após a conclusão do tratamento com ácido dos três resíduos de amianto; − A Figura 3 representa o difratograma de raios X do nitrato- cancrinita obtido de um dos resíduos de amianto; − A Figura 4 representa os difratogramas de raios X de um resíduo de crisotila antes e após o tratamento com ácido; − A Figura 5 representa a análise termogravimétrica da sílica mesoporosa hidratada obtida após o tratamento com ácido; e − A Figura 6 representa os difratogramas de raios X da sílica mesoporosa após tratamento térmico a diferentes temperaturas.

PARTE EXPERIMENTAL I – Experimentos com resíduos de cimento de amianto:

[00104] Em uma 1ª série de experimentos, o método de destruição e valorização de acordo com o invento que foi acima descrito foi implementado nos três seguintes resíduos de cimento de amianto: − o 1º resíduo de cimento de amianto era uma telha de telhado; − o 2º resíduo de cimento de amianto era uma vedação de mangueira; e − o 3º resíduo de amianto foi uma amostra de flocagem que compreende uma mistura de gesso, de amianto e fibras de silicatos alcalino- terrosos.

[00105] Primeiro, para determinar o(s) grupo(s) mineralógico(s) nele contido(s), esses três resíduos foram analisados por difratometria de raios X com um difratômetro comercializado pela empresa BRUCKER sob o nome comercial “D2 PHASER” usando a radiação da linha espectral Kα de cobre ( = 1,54 Å) após a filtragem por um filtro de níquel. A etapa de medição foi de 0,014° em 2θ.

[00106] A Figura 1 representa o difratograma dos 1º, 2º e 3º resíduos.

[00107] O difratograma superior é o do 1º resíduo, o difratograma intermediário é o do 2º resíduo e o difratograma inferior é o do 3º resíduo.

[00108] Nestes três difratogramas, os picos de difração característicos do crisotila, crocidolita, carbonato de cálcio (CaCO3), a matriz de cimento (etringita de fórmula Ca6Al2(SO4)3(OH)12, 26H2O) e do gesso são respectivamente sinalizados pelas anotações: “Chry”, “Cro”, “CC”, “E” e “G”.

[00109] No que diz respeito à presença de amianto, o difratograma do 1º resíduo apresenta apenas os picos característicos do crisotila (em particular a 12,05° e 24,30° em 2θ), o difratograma do 2º resíduo apresenta os picos característicos do crisotila e crocidolita (em particular a 28,76°) e o difratograma do 3º resíduo possui apenas os picos do crisotila.

[00110] Os três resíduos também foram analisados por microscopia eletrônica de varredura usando um microscópio eletrônico do tipo FEI Quanta 200 FEG equipado com um detector de elétrons secundários a vácuo. A voltagem de aceleração era de 15kV. Esta análise foi acoplada a uma análise dispersiva de energia (EDS) para a identificação química das diferentes fases.

[00111] Essas análises permitiram determinar que: − o 1º resíduo (telha) continha unicamente o crisotila; − o 2º resíduo (vedação de mangueira) continha uma mistura do crisotila e um anfibólio: crocidolita; e − o 3º resíduo continha o crisotila e fibras de silicatos alcalino- terrosos amorfos não cristalizados.

[00112] Como os três resíduos continham uma crisotila, eles foram submetidos a um tratamento com ácido que consistiu em imergi-los em um reator de 1L que continha uma solução de ácido nítrico a uma concentração de 4 mol/ L e em manter o meio reativo assim obtido sob agitação a uma temperatura de 80 °C por um período de 7 dias.

[00113] O tratamento no meio ácido permitiu reduzir em 90% a massa dos três resíduos de cimento de amianto.

[00114] Uma análise química por espectrometria de fluorescência de raios-X do sólido e da solução ácida coletada após o tratamento com ácido permitiu estabelecer o balanço do material que é detalhado na Tabela 1 abaixo: Amostras % Mg % Al %Si % Ca % Fe 1º resíduo 15 8 34 37 5 Solução ácida 2 22 0 65 12 Sólido restante 0 0 > 98 0 0 2º resíduo 10 6 25 52 8 Solução ácida 1 18 0 68 13 Sólido restante 1 0 93 0 6 3º resíduo 4 7 15 69 5 Solução ácida 7 10 0 79 4 Sólido restante 0 0 > 99 0 0 Tabela 1: Balanço de materiais: evolução das composições químicas antes e após o tratamento no meio ácido

[00115] A análise química por espectrometria de fluorescência de raios-X foi realizada utilizando um espectrofotômetro comercializado pela empresa PANalytical sob o nome comercial “Epsilon 3X” e equipado com um tubo de prata (abaixo de 30kV e 3mA) e diferentes filtros (Ag, Al e Ti).

[00116] Com relação aos resultados detalhados na Tabela 1, observa-se que as soluções ácidas após a conclusão do tratamento com ácido contêm cálcio, ferro, magnésio e alumínio. A matriz de cimento foi dissolvida. A partir dos resíduos antes do tratamento, o silício é o único elemento que não foi dissolvido. Está presente no sólido restante após a conclusão do tratamento com ácido.

[00117] Além disso, a análise química do 1º resíduo (telha de telhado) após o tratamento com ácido mostra que a matriz de cimento foi dissolvida e que o crisotila foi transformado.

[00118] No que diz respeito ao 2º resíduo (vedação da mangueira), a composição química da solução após o tratamento com ácido é semelhante à obtida após este tratamento no 1º resíduo, mas no sólido, o ferro e o magnésio permanecem indicando que o anfibólio (crocidolito) não foi dissolvido pelo tratamento com ácido.

[00119] No que diz respeito ao 3º resíduo (flocagem), a composição química do sólido remanescente mostra que a matriz de gesso e as fibras dos silicatos alcalino-terrosos amorfos foram dissolvidas e que o crisotila foi transformado em sílica pura.

[00120] Os sólidos dos três resíduos coletados após a conclusão do tratamento com ácido foram submetidos a uma análise por difratometria de raios-X.

[00121] A Figura 2 representa os difratogramas dos sólidos coletados após a conclusão do tratamento com ácido do 1º, 2º e 3º resíduos.

[00122] O difratograma superior é o do sólido do 1º resíduo, o difratograma intermediário é o do sólido do 2º resíduo e o difratograma inferior é o do sólido do 3º resíduo.

[00123] No 2º difratograma, os picos de difração característicos do crocidolita são sinalizados pela anotação: “Cro”.

[00124] Com relação aos difratogramas representados na Figura 2, observa-se: − a ausência do pico característico do crisotila nos três difratogramas dos sólidos derivados dos três resíduos; e − a presença dos picos característicos do crocidolita no difratograma do sólido do 2º resíduo.

[00125] Isso mostra que o tratamento com ácido elimina o crisotila, mas não o anfibólio em um resíduo de amianto.

[00126] A solução resultante do tratamento com ácido contém principalmente os íons Fe3+, Mg2+, Al3+ e Ca2+. Estes íons podem ser precipitados seletivamente por adição de hidróxido de sódio (NaOH) ou potassa (KOH) de acordo com sequências sucessivas de precipitação/ filtragem nos seguintes valores de pH:

1,2 ± 0,3; 3 ± 0,3; 10,4 ± 0,3 e 12,4 ± 0,3 para coletar respectivamente os íons Fe3+, Al3+, Mg2+ e Ca2+ na forma de hidróxidos Fe(OH)3, Al(OH)3, Mg(OH)2 e Ca(OH)2. Após a coleta dos íons mencionados acima, a solução final contém nitrato de sódio (NaNO3) no caso de uma neutralização com hidróxido de sódio (esse nitrato pode ser usado para a síntese de nitrato-cancrinita) ou nitrato de potássio (KNO3) no caso de neutralização com potassa (este nitrato pode ser usado na agricultura).

[00127] Como explicado acima, a estrutura do crisotila foi destruída pela dissolução da camada de brucita, Mg(OH)2. A dissolução da camada de brucita é devida à estrutura do crisotila, que torna essa camada acessível a um solvente ácido. No entanto, o tratamento com ácido não destrói o anfibólio por causa da sua estrutura: a camada solúvel octaédrica MO6 é confinada entre duas camadas de SiO2, que são insolúveis em uma solução ácida.

[00128] Um tratamento com base que consiste na imersão do sólido do 2º resíduo (coletado após a conclusão do tratamento com ácido) em uma solução de NaOH a uma concentração de 10 mol/ L e aquecida a uma temperatura de 180 °C em uma autoclave de 50 mL foi realizado por um período de 5 dias.

[00129] Além disso, esse mesmo tratamento com base foi aplicado a amostras de crocidolita e amosita puros.

[00130] Todos os sólidos sujeitos a este tratamento com base foram completamente dissolvidos e foram obtidas soluções de base que foram analisadas por espectrometria de fluorescência de raios-X.

[00131] A Tabela 2 detalha as análises químicas por espectrometria de fluorescência de raios-X das soluções residuais após o tratamento com base. Amostras N/ D Mg Si Fe Solução de crocidolita 82% 1% 15% 1% Solução de amosita 83% 0% 16% 1% Solução de 2º resíduo 81% 0% 18% 1% Tabela 2: Análises por espectrometria de fluorescência de raios X das soluções após o tratamento com base

[00132] Com relação à Tabela 2, observa-se que a composição das soluções para dissolução dos anfibólios puros (crocidolita e amosita) é semelhante à composição da solução obtida após a dissolução do sólido do 2º resíduo, mostrando a destruição total do mesmo. O silício está presente nas soluções de base obtidas após a conclusão do tratamento com base. Esses resultados provam que o tratamento com base destrói completamente o amianto do grupo dos anfibólios.

[00133] Além disso, a sílica mesoporosa obtida após a conclusão do tratamento com ácido aplicado no 1º resíduo (isto é, a telha) foi coletada por filtração e utilizada para a síntese de um zeólito do tipo nitrato- cancrinita.

[00134] Este zeólito foi sintetizado da seguinte maneira.

[00135] Os seguintes precursores foram fornecidos: − precursor de silício: 3,09 g de sílica mesoporosa obtida após a conclusão do tratamento com ácido no 1º resíduo; − precursor de alumínio: 1,64 g de Al2O3.Na2O; − precursor de nitrato de sódio: 29,01 g de NaNO3; e − ~ 4,36 g de NaOH.

[00136] Em um 1º béquer cheio com 35 ml de água destilada, NaOH, a sílica mesoporosa e, em seguida, depois de alguns minutos NaNO 3, foram adicionados nesta ordem.

[00137] Em um 2º béquer, Al2O3.Na2S foi dissolvido em 5 mL de água destilada.

[00138] As duas misturas foram adicionadas em um 3º recipiente. Uma gelificação instantânea ocorre. O recipiente foi fechado e agitado com muita força.

[00139] Posteriormente, este recipiente é colocado no forno a uma temperatura de 90 °C por um dia. Em seguida, foi realizada a filtragem com um papel de filtro à base de celulose e a lavagem com água destilada. O produto assim obtido, que era um zeólito do tipo nitrato-cancrinita, foi seco.

[00140] De fato, seu difratograma de raios-X está representado na Figura 3, bem como o modelo estrutural do nitrato-cancrinito (isto é, o difratograma “teórico” ou também o chamado “calculado”). É observado que os dois difratogramas quase se sobepõe um ao outro. Isso é confirmado pelo fato de termos um fator X² igual a 5,3, que é um excelente valor em cristalografia. Assim, a Figura 3 mostra a excelente pureza do produto assim sintetizado com uma muito boa conformidade com o modelo estrutural.

II – Experimentos para tratamento de resíduos de crisotila:

[00141] Em uma 2ª série de experimentos, um resíduo de crisotila puro foi tratado, em primeiro lugar, submetendo-o a um tratamento com ácido, por imersão em uma solução de ácido nítrico com uma concentração de 4 mol/ L durante 7 dias a 80 °C.

[00142] A Figura 4 representa os difratogramas de raios-X: − dos resíduos de crisotila antes do tratamento com ácido (difratograma superior); e − dos resíduos de crisotila após o tratamento com ácido (difratograma inferior).

[00143] No difratograma superior, são observados os picos de difração característicos do crisotila que estão ausentes no difratograma inferior, que apresenta um grande pico de difusão característico de um composto amorfo.

[00144] Assim, após a conclusão do tratamento com ácido no crisotila, é obtida uma sílica mesoporosa que é uma sílica amorfa (isto é, não cristalizada). A estrutura cristalina do crisotila desapareceu após a conclusão deste tratamento.

[00145] Uma análise de porosidade foi realizada na sílica assim obtida: − área superficial específica: 455 m2/ g; − volume dos poros: 0,37 cm3/ g; e − diâmetro dos poros: 3,2 nm.

[00146] Posteriormente, a sílica mesoporosa foi separada da solução ácida por filtração e submetida a um tratamento térmico.

[00147] O tratamento térmico consiste em submeter a sílica mesoporosa às seguintes temperaturas: 200 °C, 600 °C, 700 °C e 800 °C.

[00148] Uma análise termogravimétrica foi realizada com um equipamento do tipo Netzsch STA449F de 25 °C a 1400 °C com uma taxa de aquecimento de 5 °C/ min sob uma corrente de argônio.

[00149] A Figura 5 representa o registro da análise termogravimétrica. Observa-se uma perda abrupta de massa de até 100 °C, que corresponde à eliminação de água “livre”. A perda de massa entre 100 °C e 600 °C corresponde à perda de água “ligada” à estrutura siliciosa dos nanotubos.

Essa perda de água é acompanhada por um rearranjo progressivo dos tetraedros de SiO4 entre eles. Esse rearranjo causa uma cristalização das paredes dos nanotubos a partir de 700 °C e uma perda da porosidade das paredes por sua condensação.

[00150] A Figura 6 representa os difratogramas de raios X da sílica mesoporosa após o tratamento térmico em: − 600 °C (difratograma inferior); − 700 °C (difratograma intermédio); e − 800 °C (difratograma superior).

[00151] Observa-se que a 600 °C, a sílica ainda é amorfa (não há pico de difração). A partir de 700 °C, os picos de cristalização de uma fase cristalizada do tipo cristobalita da sílica começam a aparecer.

[00152] A Tabela 3 abaixo detalha a área superficial específica, o tamanho dos poros e o volume de poros da sílica mesoporosa antes do tratamento térmico, depois do tratamento térmico a 200 °C, 600 °C e 800 °C.

Cada um dos tratamentos térmicos foi realizado em um forno comercializado pela empresa CARBOLITE GERO sob o nome comercial “CWF”, e por 10 horas. Área Tamanho dos Volume de superficial poros poro específica (nm) (cm3/ g) (m2/ g) Após o tratamento com ácido 455 3,23 0,37 Após o tratamento térmico a 200 °C 418 3,5 0,37 Após o tratamento térmico a 600 °C 208 5,2 0,27 Após o tratamento térmico a 800 °C 174 5,3 0,21 Tabela 3: Área superficial específica, tamanho dos poros e volume de poros da sílica antes e após o tratamento térmico

[00153] Com relação à Tabela 3, observa-se que o volume dos poros e a área superficial específica diminuem enquanto o diâmetro dos poros aumenta com a temperatura do tratamento.

[00154] Estes resultados mostram que as paredes dos nanotubos de sílica são reconstruídas por condensação, conforme explicado acima. De fato, durante o tratamento com ácido, as camadas de brucita são eliminadas; que deixa grandes espaços entre as folhas de sílica que constituem a parede dos tubos. Os tubos têm um diâmetro de 3,2 nm, mas com paredes mal estruturadas e, portanto, uma área superficial específica considerável (superfície desenvolvida por placas não contíguas) e um grande volume de poros. Quando a temperatura aumenta, essas chapas se reconectam com a formação de tetraedros de SiO4; o que resulta em uma diminuição na área superficial específica, o volume total também diminui e o centro do tubo (diâmetro do tubo) aumenta.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. MÉTODO DE DESTRUIR E VALORIZAR UM RESÍDUO DE AMIANTO, caracterizado por compreender pelo menos as seguintes etapas de: a) determinar o(s) grupo(s) mineralógico(s) de amianto contido(s) no referido resíduo, o referido grupo sendo selecionado a partir de um crisotila e um anfibólio, b) realizar pelo menos um tratamento no referido resíduo de amianto, sendo o referido tratamento: − um tratamento com ácido quando o resíduo de amianto compreender apenas um crisotila, o referido tratamento com ácido consistindo na imersão do resíduo de amianto em uma solução ácida forte, a uma temperatura de no máximo 100 °C, de modo a obter uma solução ácida e um sólido compreendendo uma sílica mesoporosa, − um tratamento com base quando o resíduo de amianto compreender apenas um anfibólio, o referido tratamento com base consistindo na imersão do resíduo de amianto em uma solução de uma base forte em um meio hermeticamente fechado, a fim de obter uma solução básica contendo sílica dissolvida, − referido tratamento com ácido seguido pelo referido tratamento com base quando o resíduo de amianto compreender uma mistura de um crisotila e um anfibólio, de modo a obter após o referido tratamento com ácido uma solução ácida e uma mistura sólida contendo uma sílica mesoporosa e o anfibólio inalterado, a referida mistura sólida sendo separada da solução ácida a ser submetida ao referido tratamento com base, de modo a obter uma solução básica contendo sílica dissolvida, c) valorizar pelo menos um dos produtos obtidos após a conclusão da etapa b) do tratamento.

2. MÉTODO DE DESTRUIÇÃO E VALORIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo resíduo de amianto ser um resíduo de cimento de amianto ou um amianto à base de gesso de flocagem.

3. MÉTODO DE DESTRUIÇÃO E VALORIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo tratamento com ácido ser seguido por um tratamento térmico que consiste no aquecimento da sílica mesoporosa a uma temperatura de pelo menos 600 °C.

4. MÉTODO DE DESTRUIÇÃO E VALORIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por quando um tratamento com ácido for realizado, a etapa c) consiste em usar a sílica mesoporosa para o aprisionamento ou a filtragem de moléculas e/ ou como um precursor de silício para a síntese de um zeólito.

5. MÉTODO DE DESTRUIÇÃO E VALORIZAÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por quando a solução ácida for uma solução de ácido nítrico, a sílica mesoporosa é usada para sintetizar um zeólito do tipo nitrato-cancrinita da fórmula Na8[Al6Si6O24](NO3)2-4H2O.

6. MÉTODO DE DESTRUIÇÃO E VALORIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por quando um tratamento com ácido for realizado, a etapa c) consiste em extrair ou isolar seletivamente os íons presentes na solução ácida obtida após a conclusão do tratamento com ácido.

7. MÉTODO DE DESTRUIÇÃO E VALORIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por quando um tratamento com base for realizado, a etapa c) consiste em usar a solução básica obtida após a conclusão do tratamento com base para a produção de um material do tipo silicato de cálcio hidratado e/ ou para a síntese de um zeólito.

8. MÉTODO DE DESTRUIÇÃO E VALORIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pela solução ácida conter pelo menos um monoácido forte selecionado a partir de ácido nítrico e ácido clorídrico.

9. MÉTODO DE DESTRUIÇÃO E VALORIZAÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2 e 7, caracterizado pela base forte da solução básica ser selecionada a partir de hidróxido de sódio e potassa.

10. MÉTODO PARA TRATAMENTO DE RESÍDUOS CONTENDO CRISOTILA, caracterizado por compreender pelo menos as seguintes etapas de: a) fornecer um resíduo contendo crisotila; b) realizar um tratamento com ácido no referido resíduo, de modo a obter uma sílica mesoporosa, o referido tratamento com ácido consistindo na imersão dos resíduos de crisotila em uma solução ácida forte a uma temperatura de no máximo 100 °C; e c) realizar um tratamento térmico que consiste no aquecimento da sílica mesoporosa a uma temperatura de pelo menos 600 °C.