ATIVAÇÃO TÉRMICA DO REJEITO DA LAVAGEM DA BAUXITA PARA OBTENÇÃO DE MATERIAL ADSORVENTE

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Materiais

Autores

Oliveira, W.S. (UFPA) ; Hildebrando, E.A. (UFPA) ; Souza, J.A.S. (UFPA) ; Santos, D.H. (UFPA)

Resumo

Durante as etapas de tratamento do minério da bauxita são gerados rejeitos com presença de silicoaluminatos, possibilitando que o mesmo possa ser empregado como material de partida em processos de adsorção. Deste modo, foram utilizadas técnicas no rejeito da lavagem da bauxita como, caracterização por difração de raios X, espectroscopia de fluorescência de raios X e espectrofotometria, promovendo em seguida uma avaliação qualitativa perante a capacidade de adsorção por azul de metileno (AM) em sistema descontínuo. Pôde-se observar que o material apresenta como constituintes principais a gibbsita e a caulinita, gerando uma percepção de que este material é dotado de uma boa capacidade adsortiva em concentrações de até 25 mg.L de AM, tendo grande potencial para ser utilizado como adsorve.

Palavras chaves

Materiais adsorventes; rejeito de mineração; bauxita

Introdução

Atualmente, a preocupação com a poluição do meio ambiente por materiais orgânicos e inorgânicos se torna cada vez maior na sociedade. Entre os compostos orgânicos, os corantes são uma importante classe de poluentes que podem causar efeitos tóxicos para populações microbianas assim como também ser cancerígenos para animais mamíferos (TSAI et al., 2009). Os mesmos podem ser identificados pelo olho humano, desse modo, uma combinação de tratamentos, entre eles a adsorção física, está se tornando mais amplamente utilizado para a redução da concentração dos mesmos em águas residuárias (RAFATULLAHA et al., 2010). Ocorre que durante as operações de concentração do minério, para que se torne adequado ao processamento posterior, são gerados rejeitos principalmente na etapa de lavagem, que ficam em torno de aproximadamente 30%, o qual é caracterizado como uma mistura de argila e sílica semelhante às argilas cauliníticas encontradas na região Amazônica (SOUZA; NEVES, 2000). Esse rejeito, da bauxita de Paragominas no estado do Pará, é abundante em silicoaluminatos, apresentando desta maneira, um grande potencial para ser utilizado em diversas outras aplicações tecnológicas (SANTOS et al., 2013). Neste contexto, o objetivo principal desta pesquisa consiste em caracterizar sob o aspecto mineralógico e físico-químico o rejeito da lavagem da bauxita proveniente da região de Paragominas-PA e avaliar a capacidade adsortiva do mesmo utilizando o azul de metileno, por ser considerado como um composto modelo para estudos da remoção de contaminantes orgânicos em meio aquoso. E assim contribuir com estudos, a fim de mitigar os impactos ao meio ambiente causados pela indústria da mineração, aproveitando um material considerado rejeito e transformando-o em produto mais nobre e de custo reduzido.

Material e métodos

Materiais de partida: Utilizou-se como matéria-prima principal neste trabalho o rejeito gerado após a lavagem da bauxita proveniente de uma indústria, localizada em Paragominas no estado do Pará, que realiza a extração e o beneficiamento deste minério. O mesmo foi submetido a processos de ativação térmica na temperatura de 800ºC por um tempo de 2,0 horas utilizando um forno tipo mufla. Caracterização do material: O material de partida (rejeito) foi caracterizado através de análise química (AQ) e difração de raios X (DRX). A composição química do rejeito da lavagem da bauxita foi determinado através da técnica de fluorescência de raios X (FRX) e espectrômetro com tubo de raios X cerâmico, anodo de ródio (Rh) com máximo nível de potência 2,4 KW e amostra no modo de pastilha fundida. Para verificar as fases mineralógicas do rejeito efetuou-se análises de DRX utilizando-se um difratômetro modelo X’Pert Pro MPD (PANNalytical) com anodos de Cu (Kα1 = 1,540598 Å); varredura de 5º a 90º em 2θ; 40kV e 35mA. Estudo de adsorção: Os experimentos de adsorção foram feitos em sistema descontínuo a temperatura ambiente. A partir de uma solução estoque de azul de metileno de concentração 1000 mg.L-¹ (1,0 g do corante dissolvidos em 1,0 L de água deionizada), foram preparadas por diluição, soluções do corante de 10, 25, 50, 100 mg.L-¹. Em cada caso, 100 mg do rejeito “in natura” (amostra A) e rejeito calcinado (amostra B), foi adicionado a 10 mL de solução de azul de metileno em um tubo de ensaio. As amostras foram agitadas inicialmente e posteriormente, sem agitação, permaneceram por 24 horas a fim de confirmar que o equilíbrio havia sido alcançado; após este período e eficiência de remoção do corante, foi observado visualmente e registrado através de imagens.

Resultado e discussão

Caracterização da matéria-prima Análise Química: Observou-se que os óxidos principais que compõem o rejeito da lavagem da bauxita são o SiO2 com 18,51% e o Al2O3 com 45,16%, logo em seguida tem-se a presença de Fe2O3 com 12,44% (NASCIMENTO et al., 2013), o que denota que o referido material é composto por minerais que apresentam em sua constituição principalmente o alumínio, silício e o ferro que são os principais elementos que constituem as bauxitas conforme reporta a literatura. Difração de raios X (DRX): A Figura 1 apresenta os resultados da análise por DRX do rejeito “in natura” onde esta revelada a presença de picos característicos de caulinita e gibbsita. Observam-se também picos de menor intensidade característicos da fase mineral hematita e anastásio. De acordo com a Figura 2, constata-se que com o tratamento térmico do rejeito da lavagem da bauxita (800 ºC / 2h) os picos referentes à caulinita e a gibbsita desaparecerem. Entretanto, o tratamento térmico não foi capaz de destruir totalmente a estrutura do rejeito permanecendo as reflexões referentes às demais fases cristalinas, tais como hematita e anatásio. Ensaio de Adsorção: A Figura 3 apresenta os resultados macroscópicos dos ensaios de adsorção em concentrações iniciais de 10, 25, 50, 100 mg/L do corante para as amostras relacionadas ao rejeito “in natura” e o rejeito ativado termicamente (calcinado a 800 ºC por 2 horas). Observa-se visualmente que ambas as amostras apresentam desempenhos semelhantes quanto à variação da tonalidade de cor do azul de metileno; e conforme mostrado na Figura 3 acima, pode-se dizer que existe uma diminuição da eficiência na remoção do corante por parte das amostras selecionadas com o aumento na concentração da solução de azul de metileno.

Figura 1 - Difratograma de raios X do rejeito da lavagem da bauxita “in natura”. Figura 2 – Difratograma de raios X do rejeito calcinado


Figura 3 – Resultados macroscópicos dos ensaios de adsorção.

Conclusões

As conclusões desta pesquisa, mesmo que parciais e preliminares levam a acreditar que o rejeito da lavagem da bauxita mostra-se nas condições estudadas ser bastante promissor quanto a adsorção do azul de metileno apresentando uma boa eficiência na remoção do corante para concentração de até 25,0 mg/L. O material obtido demonstra ter potencial para aplicação tecnológica, principalmente se usada de forma alternativa como adsorvente de baixo custo, pois o mesmo será produzido a partir de um material que é descartado durante a etapa de produção sendo assim considerado resíduo.

Agradecimentos

O presente trabalho foi realizado com o apoio do Programa de Iniciação Científica da Universidade Federal do Pará – PIBIC/UFPA-AF.

Referências

NASCIMENTO, L. G.; PAZ, S. P. A.; ANGÉLICA, R. S.; KAHN, H. Síntese de zeólitas a partir do rejeito gibbsítico/caulinítico do beneficiamento de bauxita de Paragominas-PA. In: 57º CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, Natal, RN, 2013. Anais...
RAFATULLAHA, M.; SULAIMANA, O.; HASHIMA, R.; AHMAD, A. Adsorption od methylene blue on low-cost adsorbents: A review. Journal of Hazardous Materials, v. 177, p.70-80, 2010.
SANTOS, D. H.; SOUZA, J. A. S.; GONÇALVES, S. G.; AZEVEDO, C. M.; MACÊDO, A. N. Características do resíduo da lavagem de bauxita para utilização na indústria de cerâmica vermelha”. In: 57º CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, Natal, RN, 2013. Anais…
SOUZA, J. A.; NEVES, R. F. Características do Resíduo do Lavagem de Bauxita do Porto Trombetas-Norte do Pará para utilização na Indústria Cerâmicas. In: 44º CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, Águas de São Pedro, SP, 2000. Anais...
TSAI, W. T.; HSIEN, K. J.; HSU, H. C. Adsorption of organic compounds from aqueous solution onto the synthesized zeólita. Journal of Hazardous Materials, v. 166, p. 635-641, 2009.