Caracterização da qualidade de efluente e a possível utilização do resíduo como fonte energética

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Estudo hidrometalúrgico de compostos de titânio proveniente do resíduo do processo Bayer

Estudos realizados no resíduo do processo Bayer, lama vermelha, para reciclagem desse material têm sido intensificados por suas características físico-químicas. O resíduo é constituído por inúmeros óxidos, destes se destaca o óxido de ferro em teores acima de 30% em peso e óxido de titânio em concentrações acima de 5% em peso. Este trabalho estuda a possibilidade de extrair óxido de ferro, objetivando a concentração de compostos de titânio. A extração foi realizada através do processo de calcinação da lama vermelha a 900°C seguida de lixiviação ácida com concentração de H2SO4 a 20% e 30% em volume a 60°C, 80°C e 90°C, com retirada de uma alíquota a cada 30 minutos. Durante o processo de lixiviação, foi observada extração intensa dos compostos de ferro, resultando no aumento da concentração de titânio na lama vermelha, verificado em todos os experimentos, com destaque para os que foram realizados a 90°C e H2SO4 a 30% em v/v, onde houve extração de 95% de ferro e concentração de até 14% de titânio considerando o balanço de massa global. Diante dos dados obtidos, a lama vermelha torna-se um material interessante para ser utilizado como fonte alternativa para obtenção de minerais de titânio, os quais são encontrados na natureza com um percentual em torno de 8%.

Remoção de elementos potencialmente tóxicos em resíduo sólido da indústria canavieira para utilização como condicionador de solo na agricultura

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Depressão de minerais de ferro: influência da mineralogia, morfologia e pH de condicionamento

Nove amostras de minerais de ferro, provenientes de diferentes minas (jazidas) pertencentes à Vale, foram o objeto desse trabalho, que buscou correlacionar a depressão das referidas amostras com amido e carboximetil celulose versus parâmetros mineralógicos e morfológicos. O amido de milho convencional se mostrou capaz de realizar ação depressora sobre todas as amostras, exceto sobre aquelas que se mostraram mais ricas em hematita compacta (HC). Tais hematitas podem ser chamadas de "problemáticas", visto que interagem fortemente com o coletor e apresentam deficiência de serem deprimidas pelo amido, exigindo elevadas dosagens para minimização de sua tendência à flotação. Carboximetil celulose não apresentou ação depressora sobre nenhuma das amostras estudadas. A flotabilidade das amostras ricas em HC pode ser minimizada pela ação do amido de milho condicionado em pH 8,0-8,5. Testes de flotação com minério itabirítico, contendo elevado percentual de hematitas compactas de pequeno tamanho de cristal, confirmaram a redução do teor de Fe no rejeito com a utilização de amido condicionado em pH≅8.

Estudo da substituição da fluorita por alumina ou sodalita e de cal por resíduo de mármore em escórias sintéticas dessulfurantes.

A siderurgia vem sofrendo transformações que buscam inovação e matérias-primas alternativas. Dentro deste contexto, o uso de resíduos industriais para a formação de escórias sintéticas é tido como alternativa na busca de novos materiais e rotas de reaproveitamento de resíduos. Portanto, este trabalho teve como objetivo estudar o uso de escórias sintéticas na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, aço e ferro fundido. Assim como, propor a utilização da sodalita e da alumina em substituição à fluorita e o resíduo de mármore em substituição à cal convencional. Inicialmente, o resíduo foi caracterizado utilizando as seguintes técnicas: análise química, análise granulométrica, área de superfície específica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os resultados da caracterização mostraram que aproximadamente 90% das partículas do resíduo de mármore estão abaixo de 100m e sua área superficial foi de 0,24m²/g. Através da difração de raios-X foi observado que o resíduo é composto por CaCO3, MgCO3 e SiO2. Na sequência, foram feitas simulações com o software Thermo-Calc para obter dados termodinâmicos das fases presentes nas misturas e compará-los com os resultados experimentais. Além disso, também foram calculados dados de capacidade de sulfeto (Cs), partição de enxofre (Ls) e basicidade ótica () das misturas iniciais. Posteriormente, foram realizados os ensaios experimentais em escala laboratorial para ferro-gusa, ferro fundido e aço, respectivamente nas temperaturas de 1400°C, 1550°C e 1600°C. Nos ensaios de dessulfuração do aço e do ferro-gusa, utilizou-se um rotor de alumina com o objetivo de favorecer a agitação no metal e aumentar a remoção de enxofre. Na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, constatou-se que a fase sólida de CaO é a responsável pela remoção de enxofre e que a presença das fases silicato tricálcio e aluminato tricálcio (3CaO.SiO2 e 3CaO.Al2O3) limitam a reação, sendo maiores suas concentrações nas escórias que utilizaram o resíduo de mármore e sodalita, devido a presença de SiO2 e Al2O3 nestas matérias-primas. Já para o aço e o ferro fundido, que foram estudados com escórias à base de CaO e Al2O3, observou-se que o aumento da fase líquida favoreceu a dessulfuração. Verificou-se que a dessulfuração no ferro fundido foi por escória de topo e no aço por um processo misto, onde a fase líquida e fase sólida participaram da dessulfuração.

Reciclagem de resíduos eletroeletrônicos: um estudo cinético da lixiviação ácida de ferro de placas de circuito impresso de microcomputadores.

O aumento no consumo mundial de novos aparelhos eletroeletrônicos aliado à redução no tempo de vida útil destes equipamentos tem como principal consequência ao meio ambiente a geração de resíduos. No Brasil, com a instituição da Política Nacional de Resíduos Sólidos, criou-se a obrigatoriedade legal da responsabilidade dos fabricantes pela logística reversa dos equipamentos eletroeletrônicos, incentivando pesquisas para o desenvolvimento dos métodos de reciclagem e tratamento dos materiais descartados. O processo de lixiviação foi avaliado como alternativa à etapa de separação magnética presente nas atuais rotas hidrometalúrgicas para recuperação de metais valiosos de placas de circuito impresso. Para avaliar a composição das placas, foi realizado ensaio de dissolução em água régia. As amostras foram moídas e submetidas a ensaios de lixiviação com ácido sulfúrico nas concentrações de 1 e 2mol/L, às temperaturas de 75ºC, 85ºC e 95ºC, durante 24 horas. Com ácido sulfúrico 2mol/L a 95ºC, o tempo necessário para se obter 100% de extração do ferro foi de 2 horas. Nestas condições, não foi detectada a presença de cobre dissolvido. A cinética da reação é controlada por reação química e obedece a equação .=1(1)3. A energia de ativação aparente do processo equivale a 90kJ/mol.

Espécies polinucleares de cobre e ferro com catalisadores de oxidação e modelos de sítios ativos

Diferentes complexos de cobre(II), contendo ligantes do tipo base de Schiff e um grupamento imidazólico, com interesse bioinorgânico, catalítico e como novos materiais, foram preparados na forma de sais perclorato, nitrato ou cloreto e caracterizados através de diferentes técnicas espectroscópicas (UV/Vis, IR, EPR, Raman) e espectrometria de massa Tandem (ESI-MS/MS), além de análise elementar, condutividade molar e medidas de propriedades magnéticas. Alguns destes compostos, obtidos como cristais adequados, tiveram suas estruturas determinadas por cristalografia de raios-X. As espécies di- e polinucleares contendo pontes cloreto, mostraram desdobramentos das hiperfinas nos espectros de EPR, relacionados à presença do equilíbrio com a respectiva espécie mononuclear, devido à labilidade dos íons cloretos, dependendo do contra-íon e do tipo de solvente utilizado. Adicionalmente, em solução alcalina, estes compostos estão em equilíbrio com as correspondentes espécies polinucleares, onde os centros de cobre estão ligados através de um ligante imidazolato. Em meio alcalino, estes compostos polinucleares contendo ponte imidazolato foram também isolados e caracterizados por diferentes técnicas espectroscópicas e magnéticas. Através da variação estrutural e também do ligante-ponte foi possível modular o fenômeno da interação magnética entre os íons de cobre em estruturas correlatas di- e polinucleares. Os respectivos parâmetros magnéticos foram obtidos com ajuste das curvas experimentais de XM vs T, correlacionando-se muito bem com a geometria, ângulos e distâncias de ligação entre os íons, quando comparado com outros complexos similares descritos na literatura. Posteriormente, estudaram-se os fatores relacionados com a reatividade de todas essas espécies como catalisadores na oxidação de substratos de interesse (fenóis e aminas), através da variação do tamanho da cavidade nas estruturas cíclicas ou de variações no ligante coordenado ao redor do íon metálico. Vários deles se mostraram bons miméticos de tirosinases e catecol oxidases. Um novo complexo-modelo da citocromo c oxidase (CcO), utilizando a protoporfirina IX condensada ao quelato N,N,-bis[2-(1,2-metilbenzimidazolil)etil]amino e ao resíduo de glicil-L-histidina, foi sintetizado e caracterizado através de diferentes técnicas espectroscópicas, especialmente EPR. A adição de H2O2 ao sistema completamente oxidado, FeIII/CuII, a -55°C, ou o borbulhamento de oxigênio molecular a uma solução do complexo na sua forma reduzida, FeII/CuI, saturada de CO, resultou na formação de adutos com O2, de baixo spin, estáveis a baixas temperaturas.

Análise de microestrutura e de características geotécnicas de misturas de resíduo de polimento de porcelanato e solo

Brazil is a country in development, rich in natural resources. In order to grow sustainably, it is necessary to Brazil to preserve its environment, which is an expressive challenge, especially to industries, such as those producing ceramic materials. This study was developed using Porcelain Tile Polishing Residue (RPP) in blends with soil to build compacted fills. This residue is a slurry generated during the polishing process of porcelain tiles and contains powdery material from the polished tile, the abrasives used during the process and cooling water. The RPP was collected from a private company located in Conde/PB and it was mixed with a sandy-clayey soil, to build the fills. Laboratorial tests were conducted with pure soil, pure RPP and blends in proportions of 5%, 10%, 15% and 20% of RPP in addition to the dry mass of pure soil. The Chemical and Physical Characterization tests performed were: specific solid weight, grain size distribution, laser analysis of grain size distribution, Atterberg limits, X ray fluorescence, X ray diffraction, scanning electron microscopy and soil compaction,. The materials and blends were also compacted and direct shear tests and plate load tests were performed. Plate load tests were conducted using a circular plate with 30 cm diameter, on specimens of pure soil and 5% blend, compacted in a metallic box inside the Soil Mechanics Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Norte, Brazil. Both mechanical tests performed were conducted under inundated conditions, willing to reduce the influence of soil suction. An evaluation of the results of the tests performed shows that RPP is a fine material, with grain size distribution smaller than 0,015mm, composed mainly of silica and alumina, and particles in angular shape. The soil was characterized as a clayey sand, geologically known as a lateritic soil, with high percentages of alumina and iron oxide, and particles with rounded shape. Both the Soil and the blends presented low plasticity, while the residue showed a medium plasticity. Direct shear tests showed that the addition of RPP did not cause major changes into blends’ friction angle data, however, it was possible to note that, for the proportions studied, that is a tendency of obtain lower shear stresses for higher percentages of RPP in the blends. Both pure soil and 5% mixture showed a punching disruption for the Plate load test. For this same test, the allowable stress for 5% mixture was 44% higher than the pure soil, and smaller vertical settlement results for all stresses.

Análise de microestrutura e de características geotécnicas de misturas de resíduo de polimento de porcelanato e solo

Brazil is a country in development, rich in natural resources. In order to grow sustainably, it is necessary to Brazil to preserve its environment, which is an expressive challenge, especially to industries, such as those producing ceramic materials. This study was developed using Porcelain Tile Polishing Residue (RPP) in blends with soil to build compacted fills. This residue is a slurry generated during the polishing process of porcelain tiles and contains powdery material from the polished tile, the abrasives used during the process and cooling water. The RPP was collected from a private company located in Conde/PB and it was mixed with a sandy-clayey soil, to build the fills. Laboratorial tests were conducted with pure soil, pure RPP and blends in proportions of 5%, 10%, 15% and 20% of RPP in addition to the dry mass of pure soil. The Chemical and Physical Characterization tests performed were: specific solid weight, grain size distribution, laser analysis of grain size distribution, Atterberg limits, X ray fluorescence, X ray diffraction, scanning electron microscopy and soil compaction,. The materials and blends were also compacted and direct shear tests and plate load tests were performed. Plate load tests were conducted using a circular plate with 30 cm diameter, on specimens of pure soil and 5% blend, compacted in a metallic box inside the Soil Mechanics Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Norte, Brazil. Both mechanical tests performed were conducted under inundated conditions, willing to reduce the influence of soil suction. An evaluation of the results of the tests performed shows that RPP is a fine material, with grain size distribution smaller than 0,015mm, composed mainly of silica and alumina, and particles in angular shape. The soil was characterized as a clayey sand, geologically known as a lateritic soil, with high percentages of alumina and iron oxide, and particles with rounded shape. Both the Soil and the blends presented low plasticity, while the residue showed a medium plasticity. Direct shear tests showed that the addition of RPP did not cause major changes into blends’ friction angle data, however, it was possible to note that, for the proportions studied, that is a tendency of obtain lower shear stresses for higher percentages of RPP in the blends. Both pure soil and 5% mixture showed a punching disruption for the Plate load test. For this same test, the allowable stress for 5% mixture was 44% higher than the pure soil, and smaller vertical settlement results for all stresses.

Estudo da adição de resíduo de scheelita em matriz cerâmica: formulação, propriedades físicas e microestrutura

Extractivism mineral is considered an activity highly degrading, due to the large volume of material that he moves in the form of ore and residues. The vast majority of mining companies do not show any technology or economically viable application that will allow the recycling of mineral residue, these being launched in areas receiving located the "open skies" degrade the environment. In Rio Grande do Norte to the production of ceramic red restricts their activities to the production of products such as: solid bricks, ceramic blocks, tiles, among others. Seeking to unite experiences and technical information that favor sustainable development, with important benefits to the construction sector and civil society in general, the present work studies the incorporation of the residue of scheelite in ceramic matrix kaolinitic, coming from the municipality of Boa Saúde - RN, in percentage of 5 %, 10 %, 20 %, 30% 40% and 50 %, by evaluating its microstructure, physical properties and formulation. The raw materials were characterized through the trials of X ray fluorescence, Diffraction of X rays, Differential Thermal Analysis and Termogravimetric Analysis. The samples were formed and fired at temperatures of 850o, 900o, 1000o, 1050o, 1100o, 1150o and 1200 oC, with isotherm of 1 hour and heating rate of 10 oC/min. Assays were performed technological of loss to fire, Water Absorption, Apparent Porosity, Apparent Density, Mass Loss in Fire and Bending Resistance; in addition to the Scanning Electron Microscopy, analyzing their physical and mechanical properties. The use of residue of scheelite in ceramic mass kaolinitic provided a final product with technological properties that meet the technical standards for the production of bricks and roofing tiles, with the percentage of 20% of waste that showed the best results

Raman spectra of ferro-electric crystals Part IV. Lithium hydrazinium sulphate (LiN2H5SO4)

The Raman spectrum of lithium hydrazinium sulphate has been recorded both in the single crystal form and in aqueous solutions. The crystal exhibits thirty-eight Raman lines having the frequency shifts 52, 70, 104, 146, 174, 220, 260, 302, 350, 454, 470, 610, 630, 715, 977, 1094, 1115, 1132, 1177, 1191, 1260, 1444, 1493, 1577, 1630, 1670, 2205, 2484, 2553, 2655, 2734, 2848, 2894, 2939, 3028, 3132, 3290 and 3330 cm.−1 The aqueous solution gave rise to six Raman lines at 452, 980, 1050–1200, 1260, 1425 and 1570 cm.−1 apart from a maximum at 180 cm.−1 in the ‘wing’ accompanying the Rayleigh line. The observed Raman lines have been assigned as arising from the vibrations of the SO4 ion, N2H5+ ion, Li-O4 group, hydrogen bond and the lattice. The influence of the hydrogen bond on the N-H stretching vibrations has been pointed out. The various features of the observed spectrum strongly support the hypothesis that the NH3 group in the crystal is rotating around the N-N axis at room temperature.

Ferro electriclike and pyroelectric behavior of CaCu3Ti4O12 ceramics

A ferroelectriclike hysteresis loop was obtained at room temperature for CaCu3Ti4O12 (CCTO) ceramic. The remnant polarization and coercive field for 1100 °C/5 h sintered CaCu3Ti4O12 ceramics were 0.063 μC/cm2 and 195 V/cm, respectively. Remnant polarization increased while the coercive field decreased with increase in sintering temperature/duration, implying that these were microstructural dependent. The observation of the hysteresis loop for CCTO ceramic was corroborated by its pyroelectric behavior, and the pyroelectric current at room temperature was −0.0028 nA. These findings were attributed to the presence of mixed-valent Ti ions, apart from off center displacement of Ti ions in TiO6 octahedra.

Analysis of ferro-oscillations in power systems

The paper presents an analysis of ferro-oscillations in capacitor voltage transformers and series-compensated e.h.v. lines. The dual-input describing function is adopted to show the regions of existence and the influence of system parameters on such oscillations. A complete analytical method suitable for digital computation has been developed for determining the amplitudes of these oscillations.