Aplicação da lama vermelha como catalisador em processos oxidativos/redutivos

A lama vermelha (LV) é um resíduo constituído por óxidos metálicos insolúveis dispersos em um meio altamente alcalino, oriundo da digestão alcalina do minério de bauxita a partir do processo Bayer. Os impactos ambientais negativos e os riscos relacionados ao descarte deste resíduo têm se apresentado com um grande desafio para a indústria do alumínio. Neste contexto, o trabalho teve como objetivos a aplicação da lama vermelha no desenvolvimento de materiais a partir desse resíduo e testa-los como catalisadores em diferentes aplicações. No primeiro estudo foi utilizada a lama vermelha in natura e submetida a processos de neutralização utilizando dióxido de carbono (LV_CO2) e ativação com tratamento ácido (LV_HNO3). Os materiais foram aplicados como catalisadores em reações de oxidação de contaminante orgânico, utilizando o azul de metileno como molécula modelo. Pela caracterização dos materiais, pode-se verificar que os tratamentos promoveram aumento na área superficial da lama vermelha, levando a uma maior capacidade de adsorção e catalítica. A LV_HNO3 apresentou a melhor atividade catalítica na oxidação do azul de metileno. Na segunda parte do trabalho, a LV in natura foi avaliada como catalisador em um coprocesso para conversão do glicerol. Em todas as condições reacionais avaliadas foram obtidas uma fase aquosa, uma fase orgânica com alta densidade energética a partir do glicerol, assim com uma fase sólida, composta pela lama vermelha que, durante a reação, desenvolveu características interessantes, tais como fases de ferro reduzido, propriedades magnéticas e natureza anfifílica. Na terceira parte do trabalho, a LV foi estudada como catalisador na remoção de contaminantes sulfurados do petróleo, a partir da oxidação do dibenzotiofeno (DBT), molécula modelo para compostos sulfurados. Nos testes catalíticos, a cinética de remoção do DBT foi acompanhada por GCMS. A LV mostrou-se altamente ativa, com remoção completa do DBT após 1 hora de reação. A LV foi caracterizada antes e após a reação, permitindo inferir sobre o mecanismo de oxidação do composto na superfície do material. O catalisador foi regenerado por um processo capaz de reativá-lo de forma sucessiva. Dessa maneira, o trabalho buscou contribuir para o desenvolvimento de métodos alternativos que possibilitem a utilização da lama vermelha como catalisador em diferentes processos, contribuindo diretamente para a preservação do ambiente, bem como para encontrar um destino nobre para o resíduo que colabore com o interesse das indústrias do alumínio e de outros setores para minimizar seus contaminantes, com desenvolvimento de tecnologias sustentáveis, ambientalmente corretas e economicamente viáveis, em uma ótica na qual desenvolvimento e sustentabilidade possam conviver sob uma perspectiva realista.Tese apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de PósGraduação em Agroquímica, para a obtenção do título de Doutor