Estudo teórico do processo de cristalização para aproveitamento de resíduo proveniente da produção de ácido sulfúrico

Abstract

O ácido sulfúrico é comumente produzido em grande escala no mundo inteiro visto que é bastante utilizado, direta ou indiretamente, na produção de diversos outros produtos. No Brasil, é o ácido inorgânico mais produzido, fato que reforça a importância de encontrar formas de aproveitar os resíduos oriundos das reações envolvidas na obtenção desse composto. Os efluentes desse processo devem ser tratados antes de serem disseminados ao meio ambiente, sendo que um dos tratamentos mais comuns é a dessulfurização de gases, processo que gera sais que são comumente descartados. No entanto, uma das formas de aproveitar estes sais é através da cristalização, que consiste na formação de núcleos de cristais a partir da supersaturação de uma solução homogênea pelo arrefecimento da solução. Diante deste cenário, o objetivo do trabalho foi estudar o processo de cristalização do metabissulfito de sódio a partir de um resíduo proveniente da produção de ácido sulfúrico (H2SO4). A partir de estudos encontrados nas bases de dados disponíveis (Google Scholar, Portal Periódico CAPES, Scielo e Science Direct), verificou-se diferentes vias de produção de metabissulfito de sódio a partir do bissulfito de sódio, sal proveniente da cadeia de produção de ácido sulfúrico. O sólido cristalino de interesse, o metabissulfito de sódio, pode ser comercializado visto sua grande aplicabilidade como conservante alimentar e como agente redutor nas indústrias química (produção de papel e celulose, tratamento de água, indústria têxtil) e farmacêutica. A análise de cunho comparativo se baseou nas condições de operação da cristalização tais como temperatura, pH e solubilidade do soluto na solução supersaturada. Também foram analisadas as características do cristal obtido, como tamanho e forma. Apesar da grande importância ambiental envolvida no estudo proposto, dado que é uma alternativa sustentável ao resíduo gerado na produção de ácido sulfúrico, encontrou-se grande dificuldade para compilar os dados devido à baixa disponibilidade de estudos acerca deste tema. No entanto, pode-se concluir que se trata de um processo de baixa ou média complexidade, no qual é preferível que se opere em pH ácido a fim de obter sólidos cristalinos maiores, pois quanto menores forem os cristais, maior odor característico de enxofre ele apresenta e maior a sua capacidade irritante.

Sulfuric acid is commonly produced on a large scale worldwide as it is widely used, directly or indirectly, in the production of several other products. In Brazil, it is the most produced inorganic acid, a fact that reinforces the importance of finding ways to use the residues from the reactions involved in obtaining this compound. The effluents from this process must be treated before being disseminated to the environment, where one of the most common treatments is the desulphurization of gases, a process that generates salts that are commonly discarded. However, one of the ways to take advantage of these salts is through crystallization, which consists in the formation of crystal nuclei from the supersaturation of a homogeneous solution by cooling the solution. Given this scenario, the objective of this work was to study the crystallization process of sodium metabisulphite from a residue of the production of sulfuric acid (H2SO4). Based on studies found in the available databases (Google Scholar, Portal Periódico CAPES, Scielo and Science Direct), different ways of producing sodium metabisulphite from sodium bisulfite, a salt from the production chain of acid sulfuric, were analyzed. The crystalline solid of interest, sodium metabisulfite, can be marketed due to its great applicability as a food preservative and as a reducing agent in the chemical (cellulose and paper production, water treatment, textile industry) and pharmaceutical industries. The comparative analysis was based on the crystallization operating conditions such as temperature, pH and solubility of the solute in the supersaturated solution. The characteristics of the crystal obtained, such as size and form, were also analyzed. Despite the great environmental importance involved in the proposed study, given that it is a sustainable alternative to the residue generated in the production of sulfuric acid, there was great difficulty in compiling data due to the low availability of studies on this topic. However, it can be concluded that this is a process of low or medium complexity, in which it is preferable to operate at an acidic pH in order to obtain larger crystalline solids, since the smaller the crystals, the greater the characteristic odor of sulfur presents and the greater its irritating capacity.