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Viviane Santos Birchalhttp://lattes.cnpq.br/0342014878408861Sônia Denise Ferreira RochaKatia Cecilia de Souza FigueiredoFrederico Marques Penhahttp://lattes.cnpq.br/1259694388831670Cássia Ribeiro Souza2021-01-14T21:22:09Z2021-01-14T21:22:09Z2020-09-24http://hdl.handle.net/1843/34710O 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.The magnesium carbonate as nesquehonite (MgCO3.3H2O) has shown to be increasingly attractive as a source of magnesium oxide (MgO), as it is a precipitate of easy filtration and which, after calcination, can produce a high- quality product. In addition to having high potential as CO2 sequestrating, the nesquehonite can also be used in the storage of nuclear waste and in the manufacture of functional and environmental protection materials. As part of nickel’s processing, magnesia (MgO) is used as a precipitating agent for MHP (Mixed Hydroxide Precipitation) in an intermediate stream of ore leaching by sulfuric acid, rich in nickel and cobalt, generating a concentrated stream in magnesium sulfate. In this context, the present work aims to obtain a reactive magnesia from a synthetic solution of magnesium sulfate that simulates the conditions of the effluent of the nickel processing industry by nesquehonite precipitation followed calcination. For this, the system was modeling using the software PHREEQC with initial magnesium concentration in a solution equal to 43 g.L-1 at 25ºC and it was possible to predict an Mg consumption equal to 99.1%, without additional pH control. Experimentally, this consumption was 95.4%, which corresponds to a simulation efficiency of 96.1%. The pH variation during the test showed the expected behavior when adding Na2CO3 as a precipitating agent. It was possible to observe a profile for the extent of precipitation by calculating the supersaturation index of the system and the correlation with the conductivity values obtained by its continuous monitoring. In order to obtain the final product, the precipitated solid obtained was subjected to calcination. First, it was made a design of experiments for temperature (450 to 650°C) and time (2 to 6 hours). It was observed after the adjustment of the model that the best conditions were obtained for high calcination temperatures and short time operation, or vice versa. Subsequently, the solid was again calcined and the temperatures of 450 and 550ºC for 60 minutes showed activity of product equal to 14.7±0.6 and 16.2±0.3 seconds, respectively, similar to the commercial magnesia activity value (14.63±0.04 seconds). The solids obtained in this work presented largely nesquehonite (precipitation) and periclase (calcining), although it was observed the presence of sodium sulfate in the solid. The study suggests the possibility of using PHREEQC in the modeling of liquor magnesium carbonate for nickel’s processing with nesquehonite formation, which after calcination at a variable temperature of 450-550ºC can produce a high quality magnificent similar to the commercial product and the circularity increases in nickel’s processing.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICAEngenharia químicaSulfato de magnésioPrecipitação (Química)Calcinação (Metalurgia)Carbonato de magnésioRecuperação da magnésiaNesqueonitaPrecipitaçãoSupersaturaçãoCalcinaçãoRecuperação da magnésia a partir de solução de sulfato de magnésio por precipitação e calcinação da nesqueonitainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALDissertação_CássiaRibeiroSouza.pdfDissertação_CássiaRibeiroSouza.pdfapplication/pdf2652785https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34710/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_C%c3%a1ssiaRibeiroSouza.pdfe62e40e9be894d00ffa7239304b2f8f3MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82119https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/34710/2/license.txt34badce4be7e31e3adb4575ae96af679MD521843/347102021-01-14 18:22:09.329oai:repositorio.ufmg.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-01-14T21:22:09Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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