Eliminação de Pb e Cd do rejeito de minério de zinco por ustulação.
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP |
Texto Completo: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22052023-103743/ |
Resumo: | As atividades de mineração geram rejeitos que são depositados em barragens de rejeitos. Uma das dificuldades de se reutilizar o rejeito do minério de zinco é a presença de metais tóxicos em quantidades acima do limite permitido pelos órgãos ambientais. Neste trabalho, foram estudadas a eliminação de cádmio e chumbo do rejeito proveniente da etapa de flotação do minério de silicato de zinco (Zn2SiO4) pelo método de ustulação em forno mufla e em forno rotativo, utilizando um agente cloretante. Foi realizada uma caracterização química e mineralógica do rejeito, onde foi possível observar que o material é composto por 11,1% Fe, 10,3% Mg, 8,6% Ca, 7,7% Si, 1,6% Zn, 0,4% Al, 0,17% Pb e 0,04% Cd. A difração de raios-X apresentou as fases de: dolomita (CaCO3.MgCO3), hematita (Fe2O3) e quartzo (SiO2) e por microscopia eletrônica de varredura foram encontradas partículas de óxido de chumbo. O material possui uma área superficial de 1,078 m2/g, 1,92 g/cm3 de densidade e que 50% das partículas estão abaixo de 0,125mm. O PPC do rejeito foi de 36%. Com a separação magnética, foi possível observar que o cádmio está associado a dolomita, porém não houve alteração nos teores de chumbo. Para os ensaios de descontaminação, foram realizados dois processos de ustulação utilizando um agente cloretante, primeiramente em forno mufla, onde o ensaio que utilizou 8% de cloreto de cálcio (CaCl2), a uma temperatura de 1150°C por um tempo de residência de 120 minutos obteve um percentual de remoção de 99% de chumbo e 90% de cádmio. Posteriormente, foi realizado o processo em forno rotativo, com o intuito de verificar se a rotação influenciaria nos resultados. Os resultados obtidos utilizando 5% de CaCl2, com uma temperatura de 1000°C por um tempo de 120 minutos ficaram abaixo do limite de detecção do ICP-OES (menos de 1ppm), que segundo a CONAMA N° 420/2013, os teores de Cd e Pb estão abaixo do valor máximo admitido em solo industrial, de 20 e 900 ppm, respectivamente, podendo ser classificado como um rejeito descontaminado. |
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Eliminação de Pb e Cd do rejeito de minério de zinco por ustulação.Removal of Ph and Cd from zinc ore tailings by roasting.Agente cloretanteCádmio e ChumboCadmium and leadChlorinating agentChlorination roastingDecontaminationDescontaminaçãoMinério de zincoUstulaçãoZinc oreAs atividades de mineração geram rejeitos que são depositados em barragens de rejeitos. Uma das dificuldades de se reutilizar o rejeito do minério de zinco é a presença de metais tóxicos em quantidades acima do limite permitido pelos órgãos ambientais. Neste trabalho, foram estudadas a eliminação de cádmio e chumbo do rejeito proveniente da etapa de flotação do minério de silicato de zinco (Zn2SiO4) pelo método de ustulação em forno mufla e em forno rotativo, utilizando um agente cloretante. Foi realizada uma caracterização química e mineralógica do rejeito, onde foi possível observar que o material é composto por 11,1% Fe, 10,3% Mg, 8,6% Ca, 7,7% Si, 1,6% Zn, 0,4% Al, 0,17% Pb e 0,04% Cd. A difração de raios-X apresentou as fases de: dolomita (CaCO3.MgCO3), hematita (Fe2O3) e quartzo (SiO2) e por microscopia eletrônica de varredura foram encontradas partículas de óxido de chumbo. O material possui uma área superficial de 1,078 m2/g, 1,92 g/cm3 de densidade e que 50% das partículas estão abaixo de 0,125mm. O PPC do rejeito foi de 36%. Com a separação magnética, foi possível observar que o cádmio está associado a dolomita, porém não houve alteração nos teores de chumbo. Para os ensaios de descontaminação, foram realizados dois processos de ustulação utilizando um agente cloretante, primeiramente em forno mufla, onde o ensaio que utilizou 8% de cloreto de cálcio (CaCl2), a uma temperatura de 1150°C por um tempo de residência de 120 minutos obteve um percentual de remoção de 99% de chumbo e 90% de cádmio. Posteriormente, foi realizado o processo em forno rotativo, com o intuito de verificar se a rotação influenciaria nos resultados. Os resultados obtidos utilizando 5% de CaCl2, com uma temperatura de 1000°C por um tempo de 120 minutos ficaram abaixo do limite de detecção do ICP-OES (menos de 1ppm), que segundo a CONAMA N° 420/2013, os teores de Cd e Pb estão abaixo do valor máximo admitido em solo industrial, de 20 e 900 ppm, respectivamente, podendo ser classificado como um rejeito descontaminado.Mining activities generate tailings that are deposited in tailings dams. One of the difficulties in reusing zinc ore tailings is the presence of toxic metals in quantities above the limits allowed by environmental agencies. In this work, the elimination of cadmium and lead from the residue originating from the flotation stage of the silicate zinc ore (Zn2SiO4) by the roasting method in a muffle furnace and in a rotary kiln, using a chlorinating agent, was studied. A chemical and mineralogical characterization of the waste was performed, where it was possible to observe that the material is composed of 11.1% Fe, 10.3% Mg, 8.6% Ca, 7.7% Si, 1.6% Zn, 0.4% Al, 0.17% Pb and 0.04% Cd. X-ray diffraction showed the phases of dolomite (CaCO3.MgCO3), hematite (Fe2O3) and quartz (SiO2) and by scanning electron microscopy lead oxide particles were found. The material has a surface area of 1.078 m2/g, 1.92 g/cm3 density and that 50% of the particles are below 0.125mm. The PPC of the residue was 36%. With the magnetic separation, it was possible to observe that cadmium is associated with dolomite, but there was no change in the lead contents. For the decontamination tests, two roasting processes were performed using a chlorinating agent, first in a muffle furnace, where the test that used 8% calcium chloride (CaCl2) at a temperature of 1150°C for a residence time of 120 minutes obtained a percentage removal of 99% of lead and 90% of cadmium. Subsequently, the process was performed in a rotary kiln, to verify if the rotation would influence the results. The results obtained using 5% CaCl2, with a temperature of 1000°C for a time of 120 minutes were below the detection limit of ICP-OES (less than 1ppm), which according to CONAMA n°. 420/2013, the contents of Cd and Pb are below the maximum value allowed in industrial soil, 20 and 900 ppm, respectively, and can be classified as a decontaminated waste.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPColeti, Jorge LuísTenório, Jorge Alberto SoaresFantato, Caroline de Melo2022-08-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-22052023-103743/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2023-05-23T17:24:49Zoai:teses.usp.br:tde-22052023-103743Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-05-23T17:24:49Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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