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Tipo: Dissertação
Título: Modificação de rejeito de mineração de ferro através da reação superficial com cálcio e magnésio para produção de adsorventes de fosfato
Modification of iron mining reject through surface reaction with calcium and magnesium for production of phosphate adsorbents
Autor(es): Araújo, Matheus Henrique Pimentel
Abstract: Neste trabalho, o rejeito da mineração de ferro foi modificado através da reação superficial com cálcio e magnésio para a produção de adsorventes de fosfato a base de ferritas de cálcio e magnésio. Foram preparados materiais impregnando Ca 2+ e Mg 2+ nas proporções 5, 10 e 15% m/m e calcinados a 300, 700 e 900 °C/1h. Os materiais foram caracterizados por Difração de raios X (DRX), Espectroscopia Mössbauer, Área superficial BET, Espectroscopia na região do infravermelho (IV), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e absorção atômica (AA). Resultados de DRX, Espectroscopia Mössbauer e IV indicam que as fases de sílica e hematita estão presentes para todas as amostras e a fase goethita apenas para os materiais não calcinados. A fase ferrita de cálcio e de magnésio foi formada após calcinação a 900 o C/1h para as amostras R10Ca900, R15Ca900 e R10Mg900, onde R significa a utilização de rejeito, o número seguido dos símbolos Ca e Mg indicam o teor de metal adicionado e o número final a temperatura de calcinação. Durante os testes de adsorção de fosfato o meio se manteve ácido (pH=5) e a quantidade de Ca e Mg lixiviados diminuiu com o aumento da temperatura de calcinação. Baixos valores de área superficial foram encontrados para as amostras R10Ca900 e R15Ca900 que também apresentaram as melhores capacidades de adsorção com valores de 40 mgg -1 e 30 mgg -1 , respectivamente. Isso indica que a presença da ferrita de cálcio nesses materiais representa uma importante contribuição na adsorção de fosfato. O estudo da isoterma de adsorção mostrou que a amostra R10Ca900 alcança saturação com 170 mgL -1 de fosfato em solução. Com relação às amostras de rejeito com magnésio, os melhores resultados de adsorção foram apresentados após calcinação a 300 °C/1h, com máximo de adsorção de fosfato de 10 mgg -1 . Observou-se de forma geral que teores mais elevados de Ca 2+ e Mg 2+ levam a uma maior capacidade de adsorção de fosfato quando calcinados a uma mesma temperatura. Conclui-se que a incorporação de metais como Ca 2+ e Mg 2+ ao rejeito leva a uma melhora na capacidade de adsorção de fosfato e que a presença de ferrita de cálcio parece exercer uma promissora contribuição nesse processo de adsorção de fosfato em solução aquosa. Palavras-chave: Rejeito de mineração. Ferrita. Adsorção. Fosfato.
In this work the iron mining tailings was modified through surface reaction with calcium and magnesium for the production of phosphate adsorbents. Material were prepared by impregnating Ca and Mg in the proportions 5, 10, 15% w/w calcined to 300, 700 e 900 °C/1h. Material were characterized by X-ray diffraction (XRD), Mössbauer spectroscopy, BET surface area, infrared spectroscopy (IR), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and atomic absorption (AA). XRD, Mössbauer and IV results indicate that the silica and hematite phases are present for all samples and the goethite phase only for non-calcined materials. The calcium and magnesium ferrite phase was formed after calcination at 900 °C/1h for samples R10Ca900, R15Ca900 and R10Mg900. During the phosphate adsorption tests, the pH of the sample remaned acid (pH=5) and the amount of Ca 2+ and Mg 2+ leached decreased with increasing calcination temperature. Low surface areas values were found for the samples R10Mg900 e R15Mg900 that also the best adsorption capacities with values of 40 mgg -1 e 30 mgg -1 respectively. This indicates that the presence of calcium ferrite in these materials represents an important contribution to phosphate adsorption. The study of the adsorption isotherm showed that the sample R10Ca900 reaches saturation with 170 mgL -1 of phosphate in solution. Regarding the magnesium tailing samples, the best adsorption results were presented after calcination at 300 °C/1h, with a maximum phosphate adsorption of 10 mgg -1 . It was generally observed that higher levels of Ca and Mg lead to a higher phosphate adsorption capacity when calcined at the same temperature. It is concluded that the incorporation of metals such as Ca 2+ and Mg 2+ to the tailings leads to an improvement in the phosphate adsorption capacity and that the presence of calcium ferrite seems to have a promising contribution in this phosphate adsorption process in aqueous solution. Keywords: Iron mining tailings. Ferrite. Adsorption. Phosphate.
Palavras-chave: Rejeitos (Metalurgia)
Minérios de ferro
Adsorção
Fosfatos
CNPq: Química
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Mestre em Química
Citação: ARAÚJO, Matheus Henrique Pimentel. Modificação de rejeito de mineração de ferro através da reação superficial com cálcio e magnésio para produção de adsorventes de fosfato. 2020. 119 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Viçosa, Florestal. 2020.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: https://locus.ufv.br//handle/123456789/27744
Data do documento: 28-Fev-2020
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