Transformação de rejeitos da mineração de ferro e serpentinito em silicatos e outros produtos de valor agregado

• Autor(a) principal: Caroline Duarte Prates
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/53032
• topic: Serpentinito; Rejeito de mineração de ferro; Silicato de sódio; Óxidos de magnésio; Geopolímeros; Química inorgânica; Ferro – Minas e mineração; Resíduos; Compostos de sódio; Serpentina (Mineralogia); Polímeros inorgânicos; Termogravimetria; Mössbauer, Espectroscopia de.; Fluorescência de raio X; Raios X – Difração; Microscopia eletrônica de varredura; Espectroscopia de infravermelho

Neste trabalho foram utilizados rejeitos da mineração de ferro e serpentinito para produção de materiais com valor agregado: silicato de sódio, óxido/hidróxido de magnésio e geopolímeros. O serpentino é uma rocha rica nos minerais da família das serpentinas, Mg3Si2O5(OH)4. Na primeira parte do trabalho, foram utilizadas duas diferentes rotas para a obtenção de óxido/hidróxido de magnésio e silicato de sódio a partir de serpentinito. A primeira rota tratou-se de um processo hidrotérmico no qual o serpentinito foi misturado com soluções de NaOH 1 a 10 mol L-1 e a mistura foi mantida em autoclave a 200 °C por 24 horas. Nessa rota, o melhor resultado foi obtido na reação que utilizou solução de NaOH 10 mol L-1, levando à obtenção de um sólido composto majoritariamente por hidróxido de magnésio. Na segunda rota, denominada sólida, foram realizadas impregnações do serpentinito com soluções de NaOH usando quantidades de 30 a 140% de NaOH em relação a massa do serpentinito, e os sólidos obtidos foram calcinados a temperaturas de 500 a 800 °C. Para essa rota, o melhor resultado foi obtido com a utilização de 140% de NaOH e temperatura de calcinação de 700 °C, que levou a obtenção de um sólido composto majoritariamente por óxido de magnésio. Em ambas as rotas, obteve-se uma fração líquida de solução de silicato de sódio. Na segunda parte deste trabalho, foram realizadas reações de rejeito de ferro com NaOH. O rejeito de ferro utilizado é constituído majoritariamente por SiO2 (70,57%) e Fe2O3 (23,29%), de acordo com análise por fluorescência de raios X. As reações foram realizadas em autoclave a 200 °C, foram utilizadas quantidades em massa de 1:1,5 e 1:2,5 de rejeito de ferro para NaOH e tempos de reação de 4 e 8 horas. Utilizando-se proporções de 1:2,5 de rejeito para NaOH e tempo de reação de 8 horas, foi possível diluir totalmente a sílica do sólido, obtendo-se uma fração sólida constituída majoritariamente por hematita e uma solução de silicato de sódio. Na terceira parte deste trabalho, foram produzidos geopolímeros com diferentes composições utilizando-se rejeito de mineração e serpentinito como cargas (proporções de 25 e 50%), e a solução de silicato de sódio produzida a partir do rejeito de ferro como solução ativadora. Os geopolímeros produzidos apresentaram rápido tempo de cura e resultados de resistência mecânica à compressão muito bons, que variaram de 32,13 a 58,28 MPa.