Vicente de Aquino
As indústrias, de uma maneira geral, têm cada vez mais utilizado as chamadas resinas trocadoras iônicas. O objetivo é reduzir os resíduos líquidos gerados pelos processos químicos e também fazer com que haja possibilidade de reúso da água industrial.
As regulamentações ambientais, que a cada dia se tornam mais severas, as limitações econômicas geradas pela crise mundial, além da crescente demanda em melhorar, cada vez mais, a qualidade final do produto, têm influenciado de forma positiva e até acelerado a decisão de utilizar a tecnologia de troca iônica para recuperação e reúso de água industrial.
Por ser um assunto atual, a revista Meio Filtrante ouviu dois especialistas na área: Osmar Cunha, Gerente de Desenvolvimento da Dow Water & Process Solutions na América Latina, e Marcus Simionato, Gerente de Contas da empresa.
A seguir, a análise dos especialistas acerca da atual tendência do mercado em fazer o reúso da água industrial pela troca iônica seletiva.
MF – O que é uma resina de troca iônica seletiva e qual a sua função?
Resinas de troca iônica, na presença de uma solução, alcançam estado de equilíbrio entre os íons da solução e os íons presentes no grupo funcional da resina. A partir deste estado de equilíbrio, podem ser definidos coeficientes de seletividade baseados na razão dos íons da solução versus os íons nas resinas. Efetivamente, estes coeficientes de seletividade são uma medida de preferência por um determinado íon, em uma solução, a um determinado pH desta solução. Quanto maior o coeficiente de seletividade, maior a preferência da resina por este determinado íon. Resinas seletivas possuem grupos funcionais específicos e, por isso, alta seletividade por determinados íons, promovendo a separação dos mesmos de uma determinada solução e permitindo a passagem dos demais íons.
MF – Quais as aplicações de resinas de troca iônica seletivas?
Podemos citar como as principais aplicações para resinas de troca iônica seletiva:
- Indústria de mineração: recuperação de cobre, cobalto, níquel, urânio, ouro, platina, entre outros.
- Potabilização de água: remoção de nitrato, fluoreto, boro, arsênico, perclorato, entre outros.
- Galvanoplastia: recuperação de íons metálicos como níquel, cobre, cromo, zinco, entre outros.
MF – Existem diferenças entre resinas de troca iônica seletiva e resinas de troca iônica comum? Quais?
A diferença básica está nos grupos funcionais.
As matrizes são as mesmas (copolímero de estireno-divinilbenzeno), contudo as resinas de troca iônica catiônicas fortes possuem como grupo funcional o ácido sulfônico, enquanto que as resinas catiônicas fracas possuem como grupo funcional o ácido carboxílico.
Já as resinas de troca iônica aniônicas fortes possuem como grupo funcional uma amina quaternária, enquanto que as resinas aniônicas fracas possuem como grupo ativo uma amina terciária ou secundária.
A Dow desenvolveu uma tabela periódica onde o usuário pode consultar por elemento químico a resina mais adequada para remoção do mesmo, acessível no endereço www.dow.com/liquidseps/prod/pt_index.htm.
MF – Qual a diferença para a osmose reversa?
A principal diferença se dá no fato de as membranas de osmose reversa não apresentarem seletividade e, sim, níveis de rejeição diferentes de acordo com os sais dissolvidos na solução. Quanto maior o peso molecular do sal, maior será o nível de rejeição do mesmo pela membrana.
MF – Pode ser realizada regeneração em resinas seletivas? Como deve ser realizada e, em média, em quanto tempo se deve fazer esta regeneração?
Na quase totalidade dos casos, as resinas seletivas podem ser regeneradas com ácidos (HCl ou H2SO4) e bases (NaOH). O tempo total para a regeneração é muito similar ao de um processo convencional de resinas usadas em tratamento de água, podendo demorar de 2 a 4 horas.
MF – Como funciona o processo de desmineralização por troca iônica?
Esse tipo de troca se baseia na troca reversível de íons entre um sólido e um líquido, sem que ocorra mudança substancial na estrutura do sólido. Ocorre durante o processo a remoção de cátions e ânions do meio líquido através do rompimento dos sais dissolvidos, formando-se ácidos (no leito de resina catiônica), com posterior neutralização dos ácidos formados (no leito de resina aniônica), obtendo-se água desmineralizada como produto final desta remoção iônica.
MF – Qual a importância e a funcionalidade de resinas de troca iônica em processos para água industrial, água potável, água para processos de produção como processos alimentícios, cana de açúcar, biodiesel etc?
Água industrial: as resinas de troca iônica têm como principal função a obtenção de água desmineralizada ou abrandada a fim de alimentar caldeiras de alta, média e baixa pressão. Outras aplicações como polimento de condensado e desalcalinização, também são empregadas dependendo do processo industrial a que se destina, por exemplo, alimentícios, produção de bebidas.
Água potável: O grupo de negócios da Dow Water & Process Solution oferece uma linha completa de resinas que atendem as especificações da NSF (National Sanitization Foundation) dos EUA, que regulamenta os usos de produtos para potabilização de água.
Outros processos de uso de resinas de troca iônica: há uma infinidade de processos onde as resinas de troca iônica podem ser aplicadas, entre os principais podemos citar:
- Processos Alimentícios: açúcar (descoloração e remoção de odor), gelatina (remoção de impurezas), sucos (remoção dos compostos que causam amargor), ácidos orgânicos (cítrico, lático), purificação de aminoácidos (lisina), etc.
- Processos Industriais: catálises na produção (etbe, mtbe, iso-octeno, nonilfenol), purificação de salmoura (produção de soda cáustica), mineração (recuperação metais), biodiesel (purificação através do processo de lavagem a seco).
- Processos Farmacêuticos: as resinas são usadas como excipientes, mascaradora de sabor, controle de liberação de ativo, desintegrante.
_____________________________________________________
Osmar Cunha ministrará curso em São Paulo. Está programado pra março/2018.
Resinas de Troca Iônica – Tratamento de Água Industrial e Outros Usos
Confira a programação completa e participe >> https://tratamentodeagua.com.br/evento/resinas-de-troca-ionica/
_____________________________________________________
MF – Quais as diferenças e as aplicações das resinas, aniônicas, catiônica, resinas mistas, adsortivas e catalíticas?
Resinas catiônicas e aniônicas comuns são utilizadas principalmente nos processos de abrandamento e desmineralização de água industrial.
Resinas mistas são utilizadas em processo de polimento final de água desmineralizada, visando atingir um padrão superior de qualidade da água para utilização em caldeiras de alta pressão, e/ou processos onde se requer alta qualidade, tais como indústrias eletrônicas e farmacêuticas.
Resinas adsortivas em geral não possuem grupos ativos funcionais e adsorvem em sua superfície polimérica, moléculas de compostos orgânicos indesejáveis presentes em uma solução ou produto a ser purificado.
Resinas catalíticas diferem das convencionais pelas suas características de porosidade e área de superfície para operação em processos químicos de meio orgânicos, com a finalidade de facilitar ou acelerar uma reação química destes compostos, e por isso são denominadas como resinas catalisadoras.
