Desenvolvimento de materiais zeolíticos a base de cinzas de carvão para a adsorção de fosfato e potássio visando a obtenção de fertilizante
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Data de Publicação: | 2021 |
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Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS |
Texto Completo: | http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/9866 |
Resumo: | The synthesis of zeolites from residues (fly ash) is pertinent, since their composition and formation make these materials attractive for application in various areas, such as in the treatment of industrial effluents and in agriculture. The objective of this work was to carry out the loading of different types of zeolites (Na-P1, A and X), obtained by different synthesis processes, with macronutrients (phosphorus and potassium) through synthetic solutions and with industrial effluent, in order to use the material obtained as a fertilizer. For this, tests of nutrient adsorption, desorption, solubility, pelletization and cultivation of Tagetes patula type flowers were carried out. The modification of zeolites with better adsorption performance with CaCl2, FeCl3, LaCl3 was also carried out in order to increase the adsorption capacity of nutrients. The zeolites that showed the best adsorption performance were type X (149 mg P-PO4/g zeolite and 349 mg K/g zeolite), produced by hydrothermal process in pilot scale. The most adequate adsorption kinetic model was the intraparticular one and the equilibrium data were better described by the Freudhlich isotherm. The material modification resulted in adsorption increases of up to 4-times (625 mgP-PO4/g zeolite) for PO4 and 2-times (427 mgK/gzeolite) for K, when compared to unmodified zeolites. Tests performed with industrial effluent showed high removal (> 90%) of the nutrients of interest. In the solubilization tests, the released nutrient concentrations were above those required by legislation (68% for PO4-2 and 33% for K2O) and the soil leaching tests indicated that the release is continuous, being greater in the first hours of contact. The development of Tagete patula was satisfactory, with some dosages resulting in better performance than commercial fertilizers. Pelletization tests were promising, not affecting chemical and crystalline properties. These results indicate that the use of zeolites in the adsorption of nutrients present in effluent is attractive and that the conditions for applying the material as fertilizer are favorable. |
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Pires, Marçal José Rodrigueshttp://lattes.cnpq.br/2495957476572303http://lattes.cnpq.br/6338628905928513Bonetti, Beatriz2021-09-17T19:43:08Z2021-08-23http://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/9866The synthesis of zeolites from residues (fly ash) is pertinent, since their composition and formation make these materials attractive for application in various areas, such as in the treatment of industrial effluents and in agriculture. The objective of this work was to carry out the loading of different types of zeolites (Na-P1, A and X), obtained by different synthesis processes, with macronutrients (phosphorus and potassium) through synthetic solutions and with industrial effluent, in order to use the material obtained as a fertilizer. For this, tests of nutrient adsorption, desorption, solubility, pelletization and cultivation of Tagetes patula type flowers were carried out. The modification of zeolites with better adsorption performance with CaCl2, FeCl3, LaCl3 was also carried out in order to increase the adsorption capacity of nutrients. The zeolites that showed the best adsorption performance were type X (149 mg P-PO4/g zeolite and 349 mg K/g zeolite), produced by hydrothermal process in pilot scale. The most adequate adsorption kinetic model was the intraparticular one and the equilibrium data were better described by the Freudhlich isotherm. The material modification resulted in adsorption increases of up to 4-times (625 mgP-PO4/g zeolite) for PO4 and 2-times (427 mgK/gzeolite) for K, when compared to unmodified zeolites. Tests performed with industrial effluent showed high removal (> 90%) of the nutrients of interest. In the solubilization tests, the released nutrient concentrations were above those required by legislation (68% for PO4-2 and 33% for K2O) and the soil leaching tests indicated that the release is continuous, being greater in the first hours of contact. The development of Tagete patula was satisfactory, with some dosages resulting in better performance than commercial fertilizers. Pelletization tests were promising, not affecting chemical and crystalline properties. These results indicate that the use of zeolites in the adsorption of nutrients present in effluent is attractive and that the conditions for applying the material as fertilizer are favorable.A síntese de zeólitas a partir de resíduos (cinza leve de carvão) é pertinente, já que sua composição e formação fazem estes materiais atrativos para a aplicação em várias áreas, como no tratamento de efluentes industriais e na agricultura. O objetivo deste trabalho foi realizar o carregamento de diferentes tipos de zeólitas (Na-P1, A e X), obtidas por diferentes processos de síntese, com macronutrientes (fósforo e potássio) através de soluções sintéticas e com efluente industrial, visando utilizar o material obtido como fertilizante. Para isto, foram realizados testes de adsorção dos nutrientes, dessorção, solubilidade, lixiviação, peletização e cultivo de flores do tipo Tagetes patula. Também foi realizada a modificação de zeólitas com melhor desempenho de adsorção com CaCl2, FeCl3, LaCl3 a fim de aumentar a capacidade de adsorção dos nutrientes. As zeólitas que apresentaram melhores desempenho de adsorção foram as do tipo X (149 mg P-PO4/g zeólita e 349 mg K/g zeólita), produzidas por processo hidrotérmico em escala piloto. O modelo cinético de adsorção mais adequado foi o intraparticular e os dados de equilíbrio foram melhores descritos pela isoterma de Freudhlich. A modificação do material resultou em aumentos de adsorção em até 4 vezes (625 mgP-PO4/g zeólita) para PO4 e 2 vezes (427 mgK/gzeólita) para K, quando comparado com as zeólitas não modificadas. Os testes realizados com efluente industrial apresentaram alta remoção (> 90%) dos nutrientes de interesse. Nos testes de solubilização, as concentrações de nutrientes liberados foram acima da exigida por legislação (68% para PO4-2 e 33 % para K2O) e os testes de lixiviação em solo indicaram que a liberação é contínua, sendo maior nas primeiras horas de contato. O desenvolvimento da Tagete patula foi satisfatório, sendo que algumas dosagens resultaram em desempenhos melhores que com fertilizantes comerciais. Os testes de peletização foram promissores, não sendo afetado propriedades químicas e cristalinas. Estes resultados indicam que o uso de zeólitas na adsorção de nutrientes presente em efluente é atrativo e que as condições para aplicação do material como fertilizante são favoráveis.Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2021-09-15T20:08:54Z No. of bitstreams: 1 Tese Beatriz Bonetti.pdf: 3599799 bytes, checksum: a47d9712366f763bd4a948becafef726 (MD5)Approved for entry into archive by Sarajane Pan (sarajane.pan@pucrs.br) on 2021-09-17T19:34:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese Beatriz Bonetti.pdf: 3599799 bytes, checksum: a47d9712366f763bd4a948becafef726 (MD5)Made available in DSpace on 2021-09-17T19:43:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese Beatriz Bonetti.pdf: 3599799 bytes, checksum: a47d9712366f763bd4a948becafef726 (MD5) Previous issue date: 2021-08-23Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESapplication/pdfhttp://tede2.pucrs.br:80/tede2/retrieve/182076/Tese%20Beatriz%20Bonetti.pdf.jpgporPontifícia Universidade Católica do Rio Grande do SulPrograma de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de MateriaisPUCRSBrasilEscola PolitécnicaZeólitasTratamento de EfluentesFertilizanteZeolitesWastewater TreatmentFertilizerENGENHARIASDesenvolvimento de materiais zeolíticos a base de cinzas de carvão para a adsorção de fosfato e potássio visando a obtenção de fertilizanteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisTrabalho não apresenta restrição para publicação495391460509391966550050060045189710564848268253590462550136975366info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RSTHUMBNAILTese Beatriz Bonetti.pdf.jpgTese Beatriz Bonetti.pdf.jpgimage/jpeg6224http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/9866/4/Tese+Beatriz+Bonetti.pdf.jpga65034d5e3fe2f2b86159f2fb01e7727MD54TEXTTese Beatriz Bonetti.pdf.txtTese Beatriz Bonetti.pdf.txttext/plain220188http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/9866/3/Tese+Beatriz+Bonetti.pdf.txt696b06ba85acda3edf9f0328ff199ba0MD53ORIGINALTese Beatriz Bonetti.pdfTese Beatriz Bonetti.pdfapplication/pdf3599799http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/9866/2/Tese+Beatriz+Bonetti.pdfa47d9712366f763bd4a948becafef726MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-8590http://tede2.pucrs.br/tede2/bitstream/tede/9866/1/license.txt220e11f2d3ba5354f917c7035aadef24MD51tede/98662021-09-17 20:00:20.161oai:tede2.pucrs.br:tede/9866QXV0b3JpemE/P28gcGFyYSBQdWJsaWNhPz9vIEVsZXRyP25pY2E6IENvbSBiYXNlIG5vIGRpc3Bvc3RvIG5hIExlaSBGZWRlcmFsIG4/OS42MTAsIGRlIDE5IGRlIGZldmVyZWlybyBkZSAxOTk4LCBvIGF1dG9yIEFVVE9SSVpBIGEgcHVibGljYT8/byBlbGV0cj9uaWNhIGRhIHByZXNlbnRlIG9icmEgbm8gYWNlcnZvIGRhIEJpYmxpb3RlY2EgRGlnaXRhbCBkYSBQb250aWY/Y2lhIFVuaXZlcnNpZGFkZSBDYXQ/bGljYSBkbyBSaW8gR3JhbmRlIGRvIFN1bCwgc2VkaWFkYSBhIEF2LiBJcGlyYW5nYSA2NjgxLCBQb3J0byBBbGVncmUsIFJpbyBHcmFuZGUgZG8gU3VsLCBjb20gcmVnaXN0cm8gZGUgQ05QSiA4ODYzMDQxMzAwMDItODEgYmVtIGNvbW8gZW0gb3V0cmFzIGJpYmxpb3RlY2FzIGRpZ2l0YWlzLCBuYWNpb25haXMgZSBpbnRlcm5hY2lvbmFpcywgY29ucz9yY2lvcyBlIHJlZGVzID9zIHF1YWlzIGEgYmlibGlvdGVjYSBkYSBQVUNSUyBwb3NzYSBhIHZpciBwYXJ0aWNpcGFyLCBzZW0gP251cyBhbHVzaXZvIGFvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcywgYSB0P3R1bG8gZGUgZGl2dWxnYT8/byBkYSBwcm9kdT8/byBjaWVudD9maWNhLgo=Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2021-09-17T23:00:20Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false |
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