Reciclagem de resíduos da indústria de curtume

LNLS
10/10/2018

Diagrama de cromaticidade de alumina dopada. [1]
O crescimento no uso de cerâmicas coloridas de alta qualidade estimulou a pesquisa no desenvolvimento de novas classes de pigmentos com durabilidade e reprodutibilidade de cor superiores, que possam ser produzidos usando procedimentos de síntese baratos, diretos e ecológicos.

Ao mesmo tempo, crescem os esforços para resolver os problemas ambientais relacionados à geração de resíduos por muitas atividades industriais. O desenvolvimento sustentável precisa fornecer reduções substanciais na geração de resíduos, usando estratégias de prevenção, redução, reciclagem e reutilização. Isso levou ao conceito de manufatura verde.

Neste contexto, os resíduos ricos em metais pesados tóxicos podem ser utilizados como matérias-primas para produzir pigmentos cerâmicos e catalisadores. Os resíduos da indústria do curtume, o processamento do couro cru, constituem uma fonte importante de poluentes de metais pesados, especialmente o crômio. Globalmente, cerca de 90% destes resíduos são descarregados sem qualquer tratamento prévio, devido ao elevado custo de eliminação em aterros, o que pode causar danos ao ambiente. Os resíduos dessa indústria têm concentrações mais elevadas de Cr (III), em relação a Cr (VI). O cromo trivalente é muito menos tóxico do que o cromo hexavalente, sendo este último altamente carcinogênico, bem como mutagênico. No entanto, é importante notar que Cr (III) pode ser facilmente convertido em Cr (VI) em condições oxidantes. Mostrou-se recentemente que a cloração da água resulta na oxidação de Cr (III) em Cr (VI) em poucas horas. Além disso, quando a concentração de Cr (III) excede um nível crítico, torna-se tóxica e pode diminuir a atividade do sistema imunológico, causando maiores danos estruturais nas membranas dos glóbulos vermelhos humanos, em comparação com o Cr (VI). A alteração da permeabilidade das membranas biológicas afeta o funcionamento dos receptores, canais iônicos e enzimas, além de causar danos ao DNA.

Em um estudo recente, Graziele da Costa Cunha e colaboradores [1] propuseram uma rota sol-gel modificada para a produção de nanopartículas CrAl2O3Cr−Al2O3 verdes e cor-de-rosa, empregando resíduos sólidos e líquidos de curtumes juntamente com água rica em material orgânico natural (NOM). A síntese envolveu a preparação de uma solução de Al2Cl3Al2Cl3 e dos resíduos em água rica em NOM. A solução foi mantida sob agitação para formar um gel que foi então aquecido a 100 °C para eliminar a água. Este material foi subsequentemente homogeneizado e calcinado. Os resultados indicaram que a α-alumina dopada com cromo de fase única poderia ser obtida utilizando uma solução inicial de pH de 4,0 e calcinação a 1100°C durante 4h. As amostras foram caracterizadas por várias técnicas: Análise Térmica, Espectroscopia de Infravermelho, Difração de Raios X, Absorção de Raios X, Fluorescência de Raios X e Microscopia Eletrônica de Varredura.

A análise colorimétrica dos pigmentos foi realizada de acordo com a norma CIE 1976 (ligações quantitativas entre os comprimentos de onda e as cores fisiológicas na visão humana). As coordenadas de cromaticidade são usadas para definir a qualidade de um pigmento. De acordo com estudos anteriores, um pigmento é considerado estável quando as coordenadas CIELAB mostram apenas pequenas diferenças entre formulações. Isto é o que é observado na imagem acima.

A imagem acima mostra o diagrama de cromaticidade da alumina dopada com diferentes concentrações de íons de crômio reciclado, utilizando as amostras com os níveis mais baixos de impurezas (RS-EFS e RL-EQS). Os dados representam a média de várias leituras para diferentes formulações de pigmentos sintetizadas utilizando as mesmas condições. Os resultados revelaram uma forte dependência da cor do pigmento na concentração do dopante e no pH utilizado na síntese. A presença do estado de oxidação Cr3+Cr3+ em todas as amostras estudadas foi confirmada pela espectroscopia da estrutura da borda de absorção de raios X (XANES) realizada na linha de luz SXS do LNLS. O tamanho de partícula das amostras foi de 39 ± 1 nm, como determinado por medições FEG-SEM. Os testes catalíticos demonstraram o potencial dos resíduos de curtumes para uso na redução catalítica do nitrofenol, com taxas de conversão entre 49 e 98%. Isso mostra que o processo proposto poderia ser utilizado para a produção de pigmentos e catalisadores de α-alumina usando resíduos de curtumes, oferecendo importantes vantagens tecnológicas e ambientais.

[1] GC Cunha et al. Recycling of chromium wastes from the tanning industry to produce ceramic nanopigments. Green Chem 10.1039/C6GC01562J (2016).

Como citar esta notícia científica: LNLS. Reciclagem de resíduos da indústria de curtume. Saense. http://www.saense.com.br/2018/10/reciclagem-de-residuos-da-industria-de-curtume/. Publicado em 10 de outubro (2018).

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