Zeolitas naturales colombianas de la formación Combia, municipio de La Pintada: mineralogía, caracterización y aplicaciones

Abstract

Zeolitas naturales presentes en rocas andesiticas de la formación Combia, municipio de la Pintada, departamento de Antioquia, fueron recolectadas. El material recolectado fue sometido a un proceso de caracterización mineralógica mediante diferentes técnicas a fin de establecer los tipos de fases presentes y el tenor aproximado de las zeolitas; se estableció que la heulandita es la fase zeolitica predominante en las muestras, con concentración cercana al 9% en peso. Posteriormente un proceso de concentración, usando líquidos densos para la separación fue realizado; el material obtenido fue caracterizado a fin de conocer las principales propiedades fisicoquímicas que permitan establecer posibles aplicaciones del mismo en procesos catalíticos de interés para la sociedad actual. La cantidad de hierro presente en el mineral concentrado, propiedades acido/base y redox dejan ver el posible potencial de este material como catalizador/precursor catalítico en reacciones de interés como los procesos de oxidación avanzada de fases orgánicas (Tipo Fenton Like), reducción de óxidos de nitrógeno (NOx) de gases de combustión y transformaciones en la industria petroquímica. El concentrado de zeolita fue utilizado en su forma natural, intercambiada (H-Zeo y Co-Zeo) o bajo algún tratamiento adicional en las reacciones de reducción catalítica selectiva de NO con amoniaco o metano (hasta 98% de conversión a 500°C) y en la síntesis de compuestos oxigenados a partir de metano y dióxido de carbono, proceso realizado mediante activación no convencional, usando plasma de descarga de barrera dieléctrica para tal fin. Alcanzando transformaciones del carbono de la fase gas a la fase liquida hasta del 50% (p/p).

Abstract: Natural zeolites present in andesitic rocks from the Combia formation, municipality of La Pintada, Antioquia department, were collected. The rocks were characterized by different techniques in order to establish the types of phases present and the approximate amount of zeolites; it was established that heulandite is the predominant phase zeolite in the samples with a concentration value close to 9% in weight. Subsequently a concentration process using dense fluid was performed. The obtained material was characterized in order to know the main physicochemical properties. Those properties would establish the possible applications in relevant catalytic processes of our present society. The amount of iron present in the concentrate, acid / base and redox properties reveal the potential of this material as a catalyst / catalytic precursor in reactions of current interest such as: advanced oxidation processes (AOPs) of organic phases (Fenton type), reduction of nitrogen oxides (NOx) from flue gas and reactions in the petrochemical industry. The concentrate zeolite was used in its natural form, exchanged (H, and Co) or under some additional treatment, in two reactions. Selective catalytic reduction of NO with ammonia or methane (up to 98% conversion at 500 ° C) and the synthesis of oxygenates from methane and carbon dioxide, a process performed by unconventional activation using non thermal plasma (dielectric barrier discharge) for this purpose. Achieving transformations of carbon from the gas phase to the liquid phase up to 50% (w / w).