ELIMINAÇÃO
DO FERRO POR ÁCIDO CÍTRICO DE MEMBRANAS ULTRAFILTRANTES DE PINTURA AUTOMOTIVA
Ana Paula de Almeida; Carlos Henrique de Souza;
Rodrigo da Costa; Stefany Adebayo
Orientador: Profa. Rebeca Piumbato Chaparro
FACULDADES OSWALDO CRUZ
Bacharelado em Química
RESUMO:
No processo conhecido como pintura por eletrodeposição são necessárias
membranas ultrafiltrantes a fim de reter impurezas da tinta, como o ferro, as
quais necessitam ser retiradas posteriormente. A associação de ácido cítrico em
água desmineralizada com o pouco ar presente em um sistema fechado é capaz de
solubilizar o ferro existente nestas membranas, através da oxidação controlada
do mesmo. Além de focar na eliminação de impurezas das membranas, tal
combinação química também visa sua maior capacidade de filtração e
durabilidade, já que a filtração e lavagem com o ultrafiltrado garante melhor
qualidade da pintura, assim como maior duração, não sendo utilizada apenas para
processos industriais, mas também para uso populacional, como a limpeza da
água.
PALAVRAS-CHAVE:
ácido cítrico; ferro; membrana; ultrafiltrado
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INTRODUÇÃO
Uma
técnica muito usada na indústria automotiva é a pintura por eletroforese ou
eletrodeposição, ou seja, um processo em que a pintura é feita através da
corrente elétrica em que as peças metálicas são submetidas. Para o sucesso
desta técnica, é necessário que não haja impurezas tanto na peça a ser pintada,
quanto na tinta utilizada, portanto ambas as partes passam por processos de pré-tratamento.
Para
o pré-tratamento da tintura usa-se membranas de ultrafiltração, as quais retêm
sólidos, bactérias e vírus, este fluido é chamado de ultrafiltrado, o qual é
reservado para utilização posterior.
Com
as impurezas retidas nestas membranas, sua vazão pode diminuir, devido ao
entupimento dos poros, o que exige uma limpeza química para eliminação dos resíduos.
A limpeza dependerá da natureza do detrito.
O
substrato mais recorrente é o ferro, então, este trabalho tem por objetivo
apresentar a eliminação do mesmo através do ácido cítrico, para que as
membranas realizem sua capacidade máxima de filtração.
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SOLUBILIZAÇÃO
DO FERRO
O
método de utilização padrão na indústria automotiva para eliminar o ferro
presente na membrana de ultrafiltração conta com a solução de ácido cítrico
diluída em água desmineralizada para 4% e um pH de aproximadamente 2,2, pois
esta não danifica a membrana, por ser um ácido fraco, além de baixas condições
de oxidação, já que o sistema é controlado e pressurizado com a própria
solução, o que impede a grande passagem de ar.
O
ferro é diluído por ácidos não oxidantes, portanto a reação ocorre em duas
partes. Primeiramente o ferro metálico (Fe0) é atingido pelo ácido
cítrico diluído, (que em presença de água libera H+) oxidando o
mesmo e liberando hidrogênio:
Fe(s) + 2 H+(aq) à Fe2+(aq) + H2(g)
Com
pouco ar no sistema, a água presente na solução fica pobre em oxigênio,
impedindo que o ferro torne-se Fe3+ (conhecido como ferrugem e
insolúvel), mantendo-o como Fe2+, que novamente é atingido pelo
ácido cítrico formando citrato de ferro:
X
Fe2+(aq) + C6H8O7(aq) à [Fex(C6H5O7)2]x(aq)
+
2 H2
Após
a reação, com o ferro diluído na solução de ácido cítrico, basta drenar a
membrana para sua retirada. Para melhores resultados é recomendado que a
membrana seja enxaguada até que o pH da solução de saída esteja próximo ao pH
da água.
Em
seguida a limpeza da membrana a vazão de ultrafiltrado torna-se maior,
tornando, também, o processo mais rápido, além de certificar a qualidade da
tinta, já que depois da eletrodeposição, a peça de metal é lavada com o próprio
ultrafiltrado, a fim de retirar os resíduos de tinta não depositados,
garantindo maior duração da pintura.
Sem
o pré-tratamento da pintura, a tinta fica comprometida devido a sua capacidade
de oxidação, principalmente quando a impureza contida nela trata-se de um metal
facilmente oxidável na presença de ar úmido.
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CONCLUSÃO
O
processo de desobstrução da membrana ao solubilizar o ferro é de extrema
importância para a pintura automotiva, haja vista que, quanto mais permeato
houver nos processos posteriores para a limpeza de resíduos, maior será a
qualidade do produto.
Observou-se
que um metal é capaz de oxidar mesmo na presença de um ácido fraco, podendo
assim solubiliza-lo.
Além
de pinturas automotivas este procedimento de ultrafiltração e limpeza também
pode ser usado para garantir a qualidade de outros processos, como a limpeza da
água para consumo humano ou até a recuperação de tubulações incrustadas.
4
REFERÊNCIAS
CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA QUÍMICA.
Avaliação do impacto de limpeza química na vida útil de membranas poliméricas
utilizadas em biorretores com membranas. Disponível em: <http://pdf.blucher.com.br/chemicalengineeringproceedings/cobeq2014/1052-21344-151688.pdf>
Acesso em: 27 set 2015
CONGRESSO DE ÁGUAS SUBTERRÂNEAS. A utilização de
ácidos orgânicos combinados na limpeza e recuperação de poços tubulares
incrustados: o exemplo do Tietê. Disponível em: <http://aguassubterraneas.abas.org/asubterraneas/article/viewFile/22232/14578>. Acesso em: 27 set 2015
VOGEL, A. I. - Química
Analítica Qualitativa, 5ª ed, Gimeno, A. (tradutor), Ed. Mestre Jou, São
Paulo, 1981.
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