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https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/5986
Tipo: | Trabalho de Conclusão de Curso |
Título: | Obtenção de silício metálico a partir da cinza da casca do arroz |
Autor(es): | Klein, Thiago Henrique Rubio |
Primeiro Orientador: | Morgenbesser, Sérgio Meth |
1° Membro da banca: | Morgenbesser, Sérgio Meth |
2° Membro da banca: | Sinks, Udo Eckard |
3° Membro da banca: | Souza, Tânia Regina de |
4° Membro da banca: | Chiaramonte, Edson Abel dos Santos |
Resumo: | O Brasil é um dos maiores produtores de arroz do mundo e consequentemente dos resíduos gerados por ele. Resíduos esses, que podem prejudicar o meio ambiente se descartados de forma incorreta, o que muitas vezes é o que acontece. Além disso, este é um resíduo que pode vir a ter alto valor agregado, caso seja processado da maneira correta, por seu alto teor de sílica amorfa. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo obter silício metálico através de uma redução aluminotérmica da sílica amorfa extraída da cinza da casca de arroz, agregando valor ao que antes era um resíduo. Para início do trabalho, fez-se a caracterização da CCA recebida, após submetê-la a uma separação física para retirar cascas e outros sólidos grandes, obtendo-se 92,06% de SiO2, sendo a maior parte amorfa, e uma pequena parte cristalina, com diâmetro médio de 42 µm, massa específica de 1,969 g/cm³ e com área superficial específica de 57,744 m²/g, estando de acordo com a CCA utilizada por outros autores. A partir da CCA já separada e com aspecto homogêneo, submeteu-se ela a uma lixiviação ácida com ácido clorídrico para retirar óxidos que são impurezas para a sílica, seguido de uma digestão alcalina da CCA lixiviada para extrair a sílica. Após a obtenção do gel de sílica, fez-se lavagens com água deionizada para retirada de sais e secou-se para obter o xerogel. A sílica obtida, foi mais uma vez lavada, obtendo uma pureza de 99,31% de SiO2, completamente amorfa, com diâmetro médio de partícula de 36,33 µm e com massa específica real de 2,305 g/cm³, sendo similar ao que foi obtido por diversos autores. O silício foi obtido, submetendo-se a sílica obtida (xerogel) a uma redução, utilizando o alumínio como agente redutor em um forno do tipo forja convencional, sem atmosfera controlada. Embora a reação necessite de ausência de oxigênio para converter a sílica em silício, o consumo dele na queima do gás injetado dentro do forno e os gases do produto de combustão, foram suficientes para fornecer a atmosfera pobre em O2. O silício foi obtido, sendo comprovada sua formação, através do uso conjunto das micrografias, que davam indícios de sua formação, com a análise de difração de raios X feita na amostra, evidenciando os picos dele. |
Abstract: | Brazil is one of the largest rice producers in the world and consequently of the waste generated by it. These wastes can harm the environment if incorrectly disposed of what often happens. Furthermore, this is a residue that can have high added value if processed correctly, due to its high content of amorphous silica. In this context, the present work aims to obtain metallic silicon through an aluminothermic reduction of amorphous silica extracted from rice husk ash, adding value to what was previously a residue. At the beginning of the work, the characterization of the received CCA was carried out, after submitting it to a physical separation to remove husks and other large solids, getting 92.06% of SiO2 most of it amorphous, and a small part crystalline, with an average diameter of 42 µm, specific mass of 1.969 g/cm³ and specific surface area of 57,744 m²/g, in accordance with the CCA used by other authors. From this separated CCA with a homogeneous aspect, it was leached with hydrochloric acid to remove oxides which are impurities for the original silica, followed by an alkaline digestion of the leached CCA to extract the silica. After obtaining the silica gel, it was washed with deionized water to remove salts and dried to obtain xerogel. The silica obtained was washed then once more, obtaining 99.31% SiO2, completely amorphous, with an average particle diameter of 36.33 µm and a real specific mass of 2.305 g/cm³, which was very similar to the one obtained by other authors. Silicon was obtained by submitting the obtained silica (xerogel) to a reduction, using aluminum as a reducing agent in a conventional forging furnace, without controlled atmosphere. Although the reaction requires oxygen absence to convert the silica into silicon, its consumption by the burning gas in the furnace were sufficient to an provide the atmosphere poor in O2. Silicon was obtained and its formation was proven, through the joint use of micrographs, which gave evidence of its formation, with the X-ray diffraction analysis carried out on the sample, showing the metallic silicon peaks. |
Palavras-chave: | Silício metálico Redução aluminotérmica Alumínio Cinza da casca de arroz (CCA) Metallic silicon Aluminothermic reduction Rice Husk Ash (CCA) Sílica (xerogel) |
CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal do Pampa |
Sigla da Instituição: | UNIPAMPA |
Campus: | Campus Bagé |
Citação: | KLEIN, Thiago Henrique Rubio. Obtenção de silício metálico a partir da cinza da casca do arroz. 81 p. 2021. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química ) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2021. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/5986 |
Data do documento: | 6-Out-2021 |
Aparece nas coleções: | Engenharia Química |
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