Efeito do tratamento ácido nas propriedades superficiais de rejeito da mineração de ferro: obtenção de catalisadores eficientes para a remoção de corantes de meio aquoso

• Autor(a) principal: Eduarda Rezende Barbosa
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/44785
• topic: Rejeito da mineração de ferro; Modificação superficial; Corantes; Oxidação; Decomposição de H2O2; Adsorção; Mining tailings; Surface modification; Adsorption; Dyes; Decomposition of H2O2; Oxidation; Química inorgânica; Resíduos; Ferro; Minas e mineração; Adsorção; Corantes; Decomposição química; Mossbauer, Espectroscopia de; Oxidação; Espectroscopia de infravermelho; Raios X; Difração; Termogravimetria; Catalisadores

No presente trabalho foi feito um estudo com o objetivo de melhor compreender o efeito do tratamento ácido na modificação das propriedades superficiais da lama de flotação da mineração de ferro (LM). Materiais adsorventes / catalisadores foram preparados a partir da modificação da LM com ácido sulfúrico ou ácido ρ-toluenossulfônico em diferentes concentrações (1,0; 1,5 e 3,0 mol L-1) e tratamentos térmicos (300 e 600 oC). Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia Mössbauer, espectroscopia no infravermelho (IR) e análise termogravimétrica (TG). Além disso, as propriedades superficiais dos materiais produzidos foram estudadas frente a três processos: (i) adsorção dos corantes-sonda azul de metileno (catiônico) e índigo carmim (aniônico), (ii) decomposição de peróxido de hidrogênio (H2O2) e (iii) avaliação da cinética de oxidação dos corantes azul de metileno (AM) e índigo carmim (IC) por H2O2. A lama tratada a 300 °C (LM300) e, especialmente a 600 °C (LM600), mostraram, em sua superfície, a predominância de cargas negativas, indicada pela forte adsorção do corante AM, catiônico. O tratamento com H2SO4, claramente, mostra a geração de cargas superficiais positivas que leva a um aumento da adsorção do corante IC, aniônico. As cargas positivas estão provavelmente relacionadas à espécies superficiais de hidróxidos de ferro do tipo Fe(OH)x n+. Os materiais modificados mostraram atividade para ambas as reações, i.e. decomposição de H2O2 e oxidação dos corantes. De forma geral, observou-se que o tratamento com H2SO4 em diferentes concentrações causou mudanças significativas na velocidade de decomposição do H2O2. No entanto, esse tratamento ácido não alterou de forma considerável a atividade de oxidação dos corantes. Esse comportamento foi discutido com base em um possível mecanismo de decomposição de H2O2 principalmente heterogêneo que ocorre na superfície dos materiais contendo as espécies Fe-OH sem a difusão de radicais para a solução aquosa. Experimentos comparativos foram também realizados com um ácido menos forte, ρ-toluenossulfônico, que indicaram uma modificação da superfície do rejeito menos significativa.