terça-feira, 26 de maio de 2015

CARBONATO DE CÁLCIO PRECIPITADO: ORIGEM, PROCESSO PRODUTIVO E APLICAÇÕES



(Texto enviado pelo Representante Beta EQ, Thiago Lopes de Melo Faria)
O que é há em comum entre a casca de um ovo, as conchas encontradas no oceano e em muitas formações rochosas ao redor do mundo? Em todos estes está presente um composto químico muito útil, passível de aplicação em diversos segmentos da indústria: O Carbonato de Cálcio (CaCO3). Neste texto será abordado o PCC (sigla em inglês para o composto sintético – Precipitated Calcium Carbonate) extraído das rochas sedimentares conhecidas como calcário, tendo em vista sua viabilidade econômica. A deposição do Carbonato de Cálcio para a formação do calcário se dá milhões de anos, proveniente da decomposição das já mencionadas conchas, de sais presentes na água dos oceanos e também do cálcio resultante de organismos decompostos, associado ao Dióxido de Carbono (CO2) encontrado na água oceânica.

Para a produção do PCC é utilizada a rocha calcária classificada como Calcita, dada a sua elevada pureza (> 98,00% de Carbonato de Cálcio), em um processo que envolve o estudo geológico e químico da mina, decapeamento (retirada de impurezas superficiais como terra e camadas minerais impuras), desmonte por ação de explosivos inseridos na mina em locais e profundidade calculados com base em técnicas específicas, retirada e direcionamento para planta de beneficiamento de minério, na qual a Calcita é fragmentada, impurezas superficiais remanescente são retiradas por aspersão de água no final do processo e, por fim, separada em faixas granulométricas de trabalho de acordo com os equipamentos utilizados em etapas posteriores. Tais equipamentos, denominados fornos de calcinação, podem ser no formato horizontal (rotativo) ou vertical, ambos de fluxo contínuo. O calcário sofre então o processo de descarbonatação (retirada de CO2, reaproveitado em outra etapa do processo produtivo), resultando no Óxido de Cálcio (CaO ou Cal Virgem). Ao Óxido de Cálcio é adicionada água, dentro de maquinários denominados reatores de hidratação, controlando-se parâmetros como vazão do líquido e temperatura da reação, originando o Hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2).

Em seguida, utilizando-se equipamentos denominados reatores de carbonatação, o CO2 proveniente do processo de descarbonatação é reagido com o Ca(OH)2, produtos químicos específicos são adicionados para conferir características especiais, resultando no PCC em meio aquoso. Ao final do processo a água é retirada em secadores rotativos e o PCC passa por um processo de desaglomeração em equipamentos específicos, resultado no produto acabado.
A aplicação do PCC confere muitas vantagens, podendo ser utilizado em diversos segmentos industriais, dentre as quais podem ser citadas com destaque.

  • ·         Indústria de Papel: redução do custo de fabricação, mediante ação como carga mineral substitutiva de parte da celulose, atribuição de propriedades físico-químicas especiais, bem como a “estabilidade química do papel através do retardamento da quebra da celulose” (OLIVEIRA, 2005, P.12).
  • ·         Indústria de Tintas: Atribuição de melhor poder de cobertura às tintas, maior desempenho para tintas sem pigmentos, bem como menor sedimentação e melhor dispersão na tinta (CASTRO, 2009).
  • ·         Indústria de Plásticos: Atribuição de “maior dureza, resistência ao impacto, controla a viscosidade e o coeficiente de expansão térmica do plástico na moldagem de placas” (CARR & FREDERICK apud MELO, 2010, p. 18), possibilitando também a diminuição dos custos de produção.
  • ·         Indústria de Borrachas: Aplicado em Elastómeros, o PCC facilita o processamento, contribui para melhora na alvura em produtos de cor branca, fornecendo vantagens técnicas devido à sua baixa umidade, baixa dureza e módulo (SKELHORN, 1997).


O PCC pode ainda, dentre outras aplicações, ser utilizado em cremes-dentais e sabonetes, conferindo abrasividade adequada aos mesmos, contribuindo assim para limpeza dos dentes e da pele, e sendo também uma fonte cálcio para o primeiro exemplo; é usado na indústria farmacêutica como princípio ativo em medicamentos no combate à osteoporose e em antiácidos para a neutralização e consequente equilíbrio do pH estomacal; enriquecimento de cálcio em alimentos como biscoitos, farinhas, pães, massas, suplementos.
Enfim, o PCC mostra-se como um composto versátil, presente em muitos dos produtos utilizados no dia-a-dia. Diversas pesquisas vêm sendo realizadas para a melhoria de suas características e incremento de sua produtividade, bem como para a ampliação de suas aplicações, substituindo produtos de maior custo e melhorando o desempenho dos produtos acabados, reafirmando assim a importância deste produto no cenário global.  



Referências

  • CASTRO, Carmen Dias. Estudo da influência de diferentes cargas minerais no poder de cobertura de um filme de tinta, Tese de Doutorado em Engenharia do Programa de Pós Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais – PPGEM do Universidade Federal do Rio Grande do Sul, UFRS , Porto Alegre, 2009, 134 p.
  • MELO, Gonçalo Jorge Ménage. Optimização e desenvolvimento de processos numa empresa produtora de carbonato de cálcio, Dissertação de Mestrado em Química Tecnológica do Departamento de Química e Bioquímica da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Lisboa-Portugal, 2010, 103 p.
  • OLIVEIRA, Felipe V., Processamento de Carbonato de Cálcio para Aplicação nas Indústrias de Papel e Plástico, Dissertação de Mestrado em Engenharia Metalúrgica e de Minas da Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2005, 51 p.
  • SKELHORN, David A., Calcium carbonate’s application in rubber, Rubber World, USA, 1997.

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