Preparação e caracterização de membranas cerâmicas de cordierita

As membranas cerâmicas encontram larga aplicação, principalmente em processos cujas temperaturas de trabalho são superiores a 250 ºC, como também na separação de soluções em que o pH é extremamente ácido, ou mesmo quando há solventes orgânicos no sistema. Em contrapartida, as membranas cerâmicas apresentam a desvantagem de apresentar um alto custo de fabricação, principalmente em relação às matérias-primas que são geralmente sintéticas (zirconia, alumina, titânia e sílica). Atualmente, o principal foco de preocupação no desenvolvimento destas membranas é otimizar os custos de produção, encontrando matérias-primas naturais a preços mais competitivos, além de processos de produção mais eficientes, como a extrusão. A produção de membranas por extrusão permite sua utilização em processos de fluxo tangencial, possibilitando a sua aplicação em microfiltração. Este trabalho consistiu na confecção de membranas tubulares de cordierita obtidas a partir de matérias-primas naturais, tais como argilas e talco, e pelo processo de extrusão. Foram utilizadas quatro temperaturas de sinterização (1150, 1200, 1250 e 1280 ºC), objetivando mostrar a influência destas temperaturas nas características das membranas. Foi feito o ensaio de difração de raios X na massa após a sinterização, e o resultado mostrou a formação da cordierita nas quatro sinterizações efetuadas. Com relação às dimensões e a distribuição dos poros das membranas, os resultados de microscopia eletrônica de varredura e de porosimetria através de intrusão de mercúrio mostraram poros com tamanhos de 1,4, 2,2, 3,3 e 4,1 µm e porosidade de 28,7, 29,1, 27,7 e 24,3%, para as temperaturas de sinterização 1150, 1200, 1250 e 1280 ºC, respectivamente, caracterizando-as como membranas para microfiltração. Os ensaios de permeabilidade através de aplicação de fluxo tangencial com água destilada mostraram que as membranas sinterizadas a 1280 ºC obtiveram maior permeabilidade, seguindo-se das de 1250 ºC, 1200 ºC e as de 1150 ºC. Os valores médios dos fluxos encontrados nas membranas sinterizadas nas temperaturas de 1150, 1200, 1250 e 1280 ºC foram de aproximadamente 68, 143, 378 e 587 kg/h.m², respectivamente.