Recuperação da magnésia a partir de solução de sulfato de magnésio por precipitação e calcinação da nesqueonita

• Autor(a) principal: Cássia Ribeiro Souza
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/34710
• topic: Recuperação da magnésia; Nesqueonita; Precipitação; Supersaturação; Calcinação; Engenharia química; Sulfato de magnésio; Precipitação (Química); Calcinação (Metalurgia); Carbonato de magnésio

O carbonato de magnésio na forma de nesqueonita (MgCO3.3H2O) tem se mostrado cada vez mais atraente como fonte de óxido de magnésio (MgO), por ser um precipitado de fácil filtração e que, após sua calcinação, pode produzir um produto de alta qualidade. Além de possuir alto potencial como sequestrante de CO2 a nesqueonita pode, também, ser utilizada no armazenamento de resíduos nucleares e na fabricação de materiais funcionais e de proteção ambiental. Como parte do processamento do níquel, a magnésia (MgO) é utilizada como agente precipitante do MHP (Mixed Hydroxide Precipitation) em corrente intermediária da lixiviação do minério por ácido sulfúrico, rico em níquel e cobalto, gerando uma corrente concentrada em sulfato de magnésio. Neste contexto, o presente trabalho visa estudar a viabilidade da recuperação de magnésia por meio da precipitação e calcinação da nesqueonita utilizando uma solução sintética de sulfato de magnésio que simule as condições do efluente da indústria de processamento do níquel. Para isso, uma modelagem do sistema de precipitação foi realizada utilizando o software PHREEQC para concentração inicial de magnésio em solução igual 43 g.L-1 a 25ºC e foi possível prever um consumo de Mg igual a 99,1%, sem controle adicional do pH. Experimentalmente, esse consumo foi de 95,4%, o que corresponde a uma eficiência da simulação de 96,1%. A variação do pH durante o ensaio apresentou o comportamento esperado diante da adição do Na2CO3 como agente precipitante. Foi possível observar um perfil para a extensão da precipitação por meio do cálculo do índice de supersaturação do sistema e a correlação com os valores de condutividade obtidos pelo seu monitoramento contínuo. Visando obter o produto final, o precipitado obtido foi submetido a calcinação. Primeiramente, foi feito um planejamento de experimentos para temperatura (450 a 650ºC) e tempo (2 a 6 horas). Observou-se, após o ajuste do modelo estatístico (ANOVA), que as melhores condições obtidas para calcinação foram elevadas temperaturas e tempos baixos de operação, ou vice-versa. Posteriormente, o sólido foi novamente calcinado e as temperaturas de 450 e 550ºC por 60 minutos apresentaram atividade do produto iguais a 14,7±0,6 e 16,2±0,3 segundos, respectivamente, similares ao valor de atividade da magnésia comercial (14,63±0,04 segundos). Os sólidos obtidos apresentaram majoritariamente nesqueonita (precipitação) e periclásio (calcinação), apesar de ter sido observada a presença de sulfato de sódio nos sólidos. O estudo sugere a possibilidade de utilização do PHREEQC na modelagem da precipitação do carbonato de magnésio de licores do processamento de níquel com a formação da nesqueonita, que após calcinação em temperatura variando de 450-550oC pode produzir uma magnésia de alta qualidade similar ao produto comercial e que incrementa a circularidade no processamento de níquel.