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Tipo: Dissertação
Título: Modificações do rejeito da Samarco rico em ferro para uso como adsorventes
Modifications of the Samarco’s tailings rich in iron for use as adsorbents
Autor(es): Morais, Manoella Barbosa
Abstract: Neste trabalho foram desenvolvidos adsorventes a base de óxidos de ferro, utilizando-se rejeito da mineração de ferro da empresa Samarco (mistura do rejeito arenoso e da lama), para a remoção de fosfato de soluções aquosas. Inicialmente o resíduo foi tratado com ácido clorídrico em diferentes concentrações (4,5, 9, 18 e 36%). Os sólidos obtidos foram levados para o tratamento térmico, onde foram usadas as temperaturas de 150 e 400°C. Novos materiais foram preparados e antes do tratamento térmico o ferro foi reprecipitado com a adição de NH 4 OH, seguido de tratamento térmico a 150, 250 e 400°C. Ao final dessas etapas foram obtidas 25 amostras, que foram caracterizadas por Difração de Raios X, Espectroscopia Mössbauer, Espectroscopia Raman, Área Superficial BET, Espectrometria no Infravermelho, Microscopia Eletrônica de Varredura, Análise Elementar e Análise Térmica. A fase aquosa das soluções obtidas durante o processo foi caracterizada por Absorção Atômica. A partir dos resultados de DRX e Mössbauer concluiu-se que os adsorventes são constituídos principalmente de quartzo, hematita, goethita e lepidocrocita. O tratamento ácido provoca a lixiviação de parte do ferro presente e mais evidente se torna a presença da quartzo. Com a reprecipitação a fase lepidocrocita é formada e após o tratamento térmico essa fase é convertida em hematita. Com os resultados das análises térmica e elementar conclui-se que a reprecipitação faz aumentar a quantidade de grupos OH. Testes de adsorção de fosfato foram realizados e concluiu-se que os melhores adsorventes são as amostras que tiveram o ferro reprecipitado com hidróxido de amônio, o que indica que a fase lepidocrocita, formada com a reprecipitação, e a quantidade de grupos OH têm grande influência no processo de adsorção. Das amostras reprecipitadas a que mais adsorveu foi a amostra R36H (28,06 mg g -1 de adsorvente) seguido da R18H (19,20 mg g -1 de adsorvente). O estudo da cinética de adsorção feito com a amostra R18H mostrou que o equilíbrio se dá a partir de 240 minutos (4 horas) de reação, com uma adsorção máxima de 14,65 mg g -1 de adsorvente. Com a isoterma de adsorção, foi possível determinar que a partir de 50 mg L -1 de fosfato há a saturação da quantidade de fosfato adsorvido no material R18H. Conclui-se que o resíduo gerado da mineração do ferro pode ser processado e utilizado como adsorvente do íon fosfato com resultados promissores.
In this work, adsorbents were developed based on iron oxides, using iron ore tailings from Samarco (mixture of sandy and mud) for the removal of phosphate from aqueous solutions. Initially the residue was treated with hydrochloric acid in different concentrations (4.5, 9, 18 and 36%). The solids obtained were brought to the heat treatment where temperatures of 150 and 400°C were used. New materials were prepared and prior to heat treatment the iron was reprecipitated with the addition of NH4 OH, followed by heat treatment at 150, 250 and 400°C. At the end of these steps 25 samples were obtained, which were characterized by X-Ray Diffraction, Mössbauer Spectroscopy, Raman Spectroscopy, BET Surface Area, Infrared Spectrometry, Scanning Electron Microscopy, Elementary Analysis and Thermal Analysis. The aqueous phase of the solutions obtained during the process was characterized by Atomic Absorption. From the results of DRX and Mössbauer it was concluded that the adsorbents are constituted mainly of quartz, hematite, goethite and lepidocrocite. The acid treatment causes leaching of part of the iron present and more evident becomes the presence of quartz. With reprecipitation the lepidocrocyte phase is formed and after the heat treatment this phase is converted to hematite. With the results of the thermal and elemental analysis it is concluded that reprecipitation increases the amount of OH groups. Phosphate adsorption tests were carried out and it was concluded that the best adsorbents are the samples that had iron reprecipitated with ammonium hydroxide, indicating that the lepidocrocyte phase, formed with reprecipitation, and the amount of OH groups have great influence in the adsorption process. The reprecipitated samples to which most adsorbed were the sample R36H (28.06 mg g -1 of adsorbent) followed by R18H (19.20 mg g -1 of adsorbent). The study of adsorption kinetics with sample R18H showed that the equilibrium occurs after 240 minutes (4 hours) of reaction, with a maximum adsorption of 14.65 mg g -1 of adsorbent. With the adsorption isotherm, it was possible to determine that from 50 mg L -1 of phosphate there is saturation of the amount of phosphate adsorbed on material R18H. It is concluded that the waste generated from the iron mining can be processed and used as adsorbent of the phosphate ion with promising results.
Palavras-chave: Rejeito de ferro
Adsorção
Fosfato
Resíduos Industriais - Reaproveitamento
Mineração de ferro
CNPq: Química
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Mestre em Química
Citação: MORAIS, Manoella Barbosa. Modificações do rejeito da Samarco rico em ferro para uso como adsorventes. 2018. 85 f. Dissertação (Mestrado em Multicêntrico em Quimica) - Universidade Federal de Viçosa, Florestal. 2018.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/24397
Data do documento: 10-Dez-2018
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