Potential use of a chemical leaching reject from a kaolin industry as agricultural fertilizer

Abstract

The industrial refining of kaolin involves the removal of iron oxides and hydroxides along with other impurities that cause discoloration of the final product and depreciate its commercial value, particularly undesirable if destined to the paper industry. The chemical leaching in the industrial processing requires treatments with sodium hyposulfite, metallic zinc, or sulfuric and phosphoric acids, in order to reduce, dissolve and remove ferruginous compounds. To mitigate the environmental impact, the acidic effluent from the leaching process must be neutralized, usually with calcium oxide. The resulting solid residue contains phosphorous, zinc, and calcium, among other essential nutrients for plant growth, suggesting its use as a macro and micronutrient source. Samples of such a solid industrial residue were used here to evaluate their potential as soil fertilizer in an incubation greenhouse experiment with two soil samples (clayey and medium-textured). The small pH shift generated by applying the residue to the soil was not a limiting factor for its use in agriculture. The evolution of the concentrations of exchangeable calcium, and phosphorous and zinc extractability by Mehlich-1 extractant during the incubation period confirms the potential use of this industrial residue as agricultural fertilizer.

O beneficiamento industrial do caulim envolve a remoção de óxidos e hidróxidos de ferro e outras impurezas, que conferem coloração indesejável ao produto final e depreciam seu valor comercial, particularmente se destinado à indústria de papel. A lixiviação química, na linha de processamento industrial, pode ser feita com tratamentos com hipossulfito de sódio, zinco metálico e ácidos sulfúrico e fosfórico, para redução, solubilização e remoção de compostos ferruginosos. A fim de minimizar o impacto ambiental, o efluente ácido, procedente da etapa de lixiviação, deve ser inicialmente neutralizado, usualmente por óxido de cálcio. O resíduo sólido resultante contém fósforo, zinco e cálcio, entre outros nutrientes, o que sugere seu uso como fonte de macro e micronutrientes. O principal objetivo do presente estudo foi avaliar o uso do resíduo sólido como fertilizante agrícola, em experimentos de incubação em casa de vegetação, em amostras de dois solos: um de textura média e outro argiloso. A pequena alteração do pH do solo, em função da aplicação do resíduo, não constitui fator limitante à sua aplicação na agricultura. A evolução das concentrações de cálcio trocável, e fósforo e zinco extraíveis por Mehlich-1, em função do tempo de incubação, confirmam a potencialidade de uso do resíduo industrial como fertilizante agrícola.