Utilização de rejeitos da mineração de ferro e fontes alternativas de carbono para a obtenção de biocombustíveis

• Autor(a) principal: Vivian Andrade Luciano
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/59065
• topic: Rejeito de ferro; Ácido oleico; Óleo residual; Biocombustíveis; Pré-aceleração; Iron waste; Oleic acid; Residual oil; Biofuels; Química inorgânica; Resíduos Ferro Minas e mineração; Carbono; Óxidos de ferro; Biocombustíveis; Óleos e gorduras; Hidrocarbonetos; Hidrogênio; Resíduos Reaproveitamento; Craqueamento; Sílica; Viabilidade econômica

O avanço das atividades das indústrias de mineração e o aumento da demanda de operações na produção de ferro, fizeram com que a quantidade de rejeitos gerados por esses setores aumentasse cada vez mais. O segmento da mineração de ferro é um dos mais importantes do país e é responsável pela geração de grandes quantidades de rejeitos. Assim, a reutilização desses rejeitos é uma alternativa interessante para reduzir a necessidade de armazenamento desse material. Rejeitos da mineração de ferro são ricos em óxidos de ferro e quartzo e podem ser utilizados para diferentes aplicações como catalisadores ou auxiliares para a produção de biocombustíveis. Assim, este trabalho teve como objetivo geral utilizar rejeitos da mineração de ferro como fonte de ferro para a obtenção de produtos de alto valor agregado utilizando ácido oleico e óleo de fritura residual como fontes de carbono e hidrogênio. Esses compostos foram produzidos a partir da reação de decomposição térmica, dos compostos orgânicos na presença do rejeito, em um reator de alta pressão (12,5 bar), utilizando a proporção de 1:1 em massa de ácido ou óleo em relação ao rejeito, em temperaturas entre 250 e 450 °C e intervalos de tempo entre 3 e 12 horas. Essas reações formaram produtos sólidos, líquidos e gasosos, os quais foram caracterizados por análise elementar (CNH), DRX, IV, TG, RMN de 1H e 13C e CG. Os resultados mostraram que para todas as reações apresentadas nesse trabalho, os produtos sólidos obtidos apresentaram uma porcentagem menor que 6% de material de carbono, o que é uma vantagem a não formação de coque nos produtos sólidos. Além disso, nos sólidos houve a formação de diferentes fases de ferro de acordo com o tempo e a temperatura de reação. Para as reações realizadas em menores temperaturas o produto líquido foi obtido em maior proporção. Já para temperaturas maiores, produtos gasosos formaram a fração principal, sendo os principais produtos gases hidrogênio e hidrocarbonetos do tipo C3. As reações realizadas com o óleo de fritura residual como fonte de carbono, apresentaram resultados interessantes. Resultados de caracterizações mostraram que para as reações a 350 °C nos intervalos de tempo de 3 e 12 horas, foram obtidos balanços de massas semelhantes, promovendo a formação de uma maior quantidade de produtos líquidos, que são compostos majoritariamente por cetonas. Os resultados obtidos mostram o potencial desse trabalho, no qual rejeitos de ferro foram utilizados como fonte de ferro e fonte de carbono residuais também foram utilizados, obtendo vários produtos interessantes para o setor industrial. Estudos da viabilidade técnica e econômica desse trabalho também foram realizados, a partir do programa Escale-se, o qual avaliou as etapas necessárias para a realização do escalonamento de uma tecnologia. Nesse estudo, foi criado uma identidade visual, um modelo de negócio da tecnologia, avaliado a importância da mesma, condições de mercado, além da realização dos balanços de massas e energia para o processo.