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%.

Estudo e avaliação do uso de resíduos do processo Bayer como matéria-prima na produção de agregados sintéticos para a construção civil

A grande quantidade de resíduos sólidos, oriundos da indústria de mineração e metalurgia, constitui um sério problema sócio-ambiental. As características físicoquímicas destes resíduos despertam grande interesse para outras indústrias. A indústria cerâmica pode ser uma interessante consumidora da maioria deste material, para suprir a grande escassez das reservas de matérias-primas atual. Neste contexto, este trabalho mostra os estudos realizados para a reciclagem da lama vermelha, como matéria-prima na produção de agregado sintético, visando à construção civil. A lama vermelha, principal rejeito industrial da fabricação de alumina, mostrou-se um insumo de grande interesse na fabricação de diferentes tipos de agregado para ser utilizado na produção de concreto, para a construção civil. Pelas suas características físico-químicas e a grande quantidade que é produzida anualmente (cerca de 10.000.000 t em duas fábricas, só no Norte do Brasil). Estudos realizados neste trabalho mostram a possibilidade de fabricação de agregados, com diferentes propriedades e possibilidades de aplicação, na indústria da construção civil. Estas propriedades dependem do controle de parâmetros, como o teor de sílica livre e argila, a granulometria e a temperatura de sinterização. Tais variáveis permitem controlar perfeitamente a formação de fase vítrea que é a responsável pelas propriedades dos agregados como: porosidade, resistência mecânica e densidade. Este material pode ser utilizado em concreto convencional ou em concretos especiais, para atender a demanda da construção civil.

Absorção de gases da queima de combustíveis fósseis em torre de recheio estruturado utilizando lama vermelha

A produção de alumina pelo processo Bayer produz de 1 a 3 toneladas de resíduo por tonelada de alumínio. Esse resíduo é denominado lama vermelha, composto de minerais não solúveis em hidróxido de sódio concentrado, como hematita e outros óxidos férreos, quartzo e óxidos de titânio. A lama vermelha possui em sua composição variados teores de NaOH, dependendo especificamente da planta industrial utilizada. A proposta desse trabalho é avaliar o processo de absorção de gases provenientes de uma caldeira em contracorrente com uma suspensão de lama vermelha a 27%, em torre spray e em torre de recheio estruturado. Foram realizados experimentos variando-se o tipo de torre de absorção, temperatura da fase líquida e teor de sólidos na fase líquida para avaliar a redução do teor dos gases de combustão na saída da torre de absorção e a variação do pH de acordo com o tempo de operação, para que fosse possível identificar o tempo necessário para que ocorra a neutralização da lama vermelha, bem como a redução no teor de dióxido de carbono, para isso foram realizadas medições dos teores de gases na entrada e na saída da torre de recheio estruturado, bem como medições de temperatura e pH. A absorção de CO₂ presente no gás de combustão pela suspensão de lama vermelha se dá pelo processo da carbonatação, no qual o gás reage com o NaOH presente na lama vermelha, sendo a água o catalisador. Os resultados obtidos após os experimentos foram satisfatórios, e concluiu-se que o processo realizado nas torres de absorção é eficiente para a diminuição do pH da lama vermelha e a redução do teor de CO₂ liberado para a atmosfera, promovendo um ganho duplo para o meio ambiente.

Reaproveitamento de lama vermelha na obtenção de compostos do tipo hidrotalcita do sistema (Zn-Ni-Cu/Fe-Al)-SO4

Compostos do tipo hidrotalcita, também conhecidos como hidróxidos duplos lamelares (HDLs), do sistema (Zn-Ni-Cu/Fe-Al)-SO₄ foram obtidos por meio de co-precipitação a pH variável (crescente) utilizando lama vermelha (LV) como material de partida devido a sua elevada porcentagem de Fe³⁺ e Al³⁺. Para tal estudo, a LV, previamente caracterizada por FRX e DRX, foi submetida à abertura ácida com HCl_conc. e H₂SO₄ 2N. Para os HDLs obtidos, foram avaliados a influência do tipo de cátion bivalente, da variação do pH de síntese (pH 5, 7, 8, 9, 10 e 12) e da variação de razão molar teórica r = M^II/M^III (2, 3 e 4) na sua estrutura cristalina mediante as seguintes técnicas de caracterização: DRX, FT-IR, MEV/EDS, TG/ATD. Os resultados FRX revelaram que a LV é composta principalmente por Fe₂O₃ (32,80%), Al₂O₃ (19,83%), SiO₂ (18,14%) e Na₂O (11,55%). DRX corrobora os resultados da análise química, visto que foram identificados os minerais: hematita, goethita, gibbsita, sodalita, calcita, anatásio e quartzo. Zn-HDLs mostraram que a o aumento de pH de síntese colabora para um melhor ordenamento cristalino do material, uma vez que os picos se tornam melhor definidos, culminando com a melhor condição experimental em pH 9 e r = 3, cujo HDL foi identificado como o mineral natroglaucocerinita (d~11 Ǻ). Nesses valores de pH, a incorporação de SO₄^2- no espaçamento interlamelar foi favorecida apesar da competição com o CO₂ presente no ar atmosférico no momento da síntese. FT-IR também indica a presença do sulfato. As análises por MEV revelam a presença de cristais muito finos e pequenos, > 2μm, de forma hexagonal que pela análise via EDS indicaram, em sua composição, os elementos Na, Zn, Fe, Al, S, C e O. TG/ATD evidenciaram quatro etapas de perda de massa: desidratação, desidroxilação, desoxidenação e dessulfatação, para os HDLs com melhor ordenamento cristalino. Para os materiais menos cristalinos, as duas primeiras etapas ocorrem simultaneamente. Ni-HDLs apresentaram três picos com posições próximas às do mineral carrboydita a partir de pH igual a 7. No entanto, a partir de pH 9, surge hematita como uma fase acessória. Também há disputa entre os ânions SO₄^2- e CO₃^2- no espaço interlamelar, visto que os valores de espaçamento basal d diminuem (de aproximadamente 9,5 até 7,8 Ǻ). Tal fato também foi observado pelo FT-IR. As análises por MEV mostraram aglomerados de minerais anédricos menores que 2μm que, via EDS indicaram composição Ni, Fe, Al, S, C e O. As análises de TG/ATD apresentaram o mesmo comportamento do sistema anterior, evidenciaram as etapas de desidratação, desidroxilação, desoxigenação e dessulfatação e, para os materiais menos cristalinos, as duas primeiras etapas também ocorrem simultaneamente. Cu-HDLs, em valores de pH entre 7 e 10, não cristalizaram a fase HDL tal qual verificada para os sistemas contendo zinco ou níquel. O cobre distorce a estrutura do octaedro causando o chamado Efeito Jahn-Teller: distorção tetraédrica no ambiente octaédrico. As análises por FT-IR apresentaram o mesmo comportamento dos sistemas anteriores, apesar de o material se apresentar amorfo via DRX. O MEV também revela aglomerados amorfos que, de acordo com o EDS, indicaram em sua composição os elementos Cu, Fe, Al, S, C e O. As análises de TG/ATD apresentaram o mesmo comportamento que os materiais menos cristalinos dos dois sistemas anteriores, para os quais as etapas de desidratação e desidroxilação ocorreram simultaneamente. Mt-HDLs (mistura de Zn²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺), apresentaram comportamento semelhante aos HDLs de níquel, com quatro picos em posições próximas aos da carrboydita a partir de pH igual a 7. A disputa entre sulfato e carbonato também se repete, visto que os valores de espaçamento basal d diminuem (de aproximadamente 9,5 até 7,9 Ǻ), o que também pode ser notado nos espectros de FT-IR. O MEV dessas amostras também apresentaram aglomerados com tamanhos menores que 2μm e, via EDS, indicaram em sua composição os elementos Zn, Cu, Ni, Fe, Al, S, C e O. Aqui também o comportamento das curvas TG/ATD foi semelhante aos materiais pouco cristalinos obtidos anteriormente.

Utilização de lama vermelha para oxidação eletrolítica assistida por plasma de liga de alumínio

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Thermal decomposition of Bayer precipitates formed at varying temperatures

Bayer hydrotalcites prepared using the seawater neutralisation (SWN) process of Bayer liquors are characterised using X-ray diffraction and thermal analysis techniques. The Bayer hydrotalcites are synthesised at four different temperatures (0, 25, 55, 75 °C) to determine the effect on the thermal stability of the hydrotalcite structure, and to identify other precipitates that form at these temperatures. The interlayer distance increased with increasing synthesis temperature, up to 55 °C, and then decreased by 0.14 Å for Bayer hydrotalcites prepared at 75 °C. The three mineralogical phases identified in this investigation are; 1) Bayer hydrotalcite, 2), calcium carbonate species, and 3) hydromagnesite. The DTG curve can be separated into four decomposition steps; 1) the removal of adsorbed water and free interlayer water in hydrotalcite (30 – 230 °C), 2) the dehydroxylation of hydrotalcite and the decarbonation of hydrotalcite (250 – 400 °C), 3) the decarbonation of hydromagnesite (400 – 550 °C), and 4) the decarbonation of aragonite (550 – 650 °C).

Access to medicine and the dangers of patent linkage : lessons from Bayer Corp v. Union of India

In February 2010, the Delhi High Court delivered its decision in Bayer Corp v Union of India in which Bayer had appealed against an August 2009 decision of the same court. Both decisions prevented Bayer from introducing the concept of patent linkage into India’s drug regulatory regime. Bayer appealed to the Indian Supreme Court, the highest court in India, which agreed on 2 March 2010 to hear the appeal. Given that India is regarded as a global pharmaceutical manufacturer of generic medications, how its judiciary and government perceive their international obligations has a significant impact on the global access to medicines regime. In rejecting the application of patent linkage, the case provides an opportunity for India to further acknowledge its international human rights obligations.

The effect of synthesis temperature on the formation of hydrotalcites in Bayer liquor : a vibrational spectroscopic analysis

The seawater neutralisation process is currently used in the Alumina industry to reduce the pH and dissolved metal concentrations in bauxite refinery residues, through the precipitation of Mg, Al, and Ca hydroxide and carbonate minerals. This neutralisation method is very similar to the co-precipitation method used to synthesise hydrotalcite (Mg6Al2(OH)16CO3•4H2O). This study looks at the effect of temperature on the type of precipitates that form from the seawater neutralisation process of Bayer liquor. The Bayer precipitates have been characterised by a variety of techniques, including X-ray diffraction, Raman spectroscopy and infrared spectroscopy. The mineralogical composition of Bayer precipitates largely includes hydrotalcite, hydromagnesite, and calcium carbonate species. XRD determined that Bayer hydrotalcites that are synthesised at 55 °C have a larger interlayer distance, indicating more anions are removed from Bayer liquor. Vibrational spectroscopic techniques have identified an increase in hydrogen bond strength for precipitates formed at 55 °C, suggesting the formation of a more stable Bayer hydrotalcite. Raman spectroscopy identified the intercalation of sulfate and carbonate anions into Bayer hydrotalcites using these synthesis conditions.

An examination of the applicability of hydrotalcite for removing oxalate anions from Bayer process solutions

Hydrotalcite and thermally activated hydrotalcites were examined for their potential as methods for the removal of oxalate anions from Bayer Process liquors. Hydrotalcite was prepared and characterised by a number of methods, including X-ray diffraction, thermogravimetric analysis, nitrogen adsorption analysis and vibrational spectroscopy. Thermally activated hydrotalcites were prepared by a low temperature method and characterised using X-ray diffraction, nitrogen adsorption analysis and vibrational spectroscopy. Oxalate intercalated hydrotalcite was prepared by two methods and analysed with X-ray diffraction and for the first time thermogravimetric analysis, Raman spectroscopy and infrared emission spectroscopy. The adsorption of oxalate anions by hydrotalcite and thermally activated hydrotalcite was tested in a range of solutions using both batch and kinetic adsorption models.

Stability of hydrotalcites formed from Bayer refinery environmental control processes

Bauxite refinery residues (red mud) are derived from the Bayer process by the digestion of crushed bauxite in concentrated sodium hydroxide at elevated temperatures and pressures. This slurry residue, if untreated, is unsuitable for discharge directly into the environment and is usually stored in tailing dams. The liquid portion has the potential for discharge, but requires pre-treatment before this can occur. The seawater neutralisation treatment facilitates a significant reduction in pH and dissolved metal concentrations, through the precipitation of hydrotalcite-like compounds and some other Mg, Ca, and Al hydroxide and carbonate minerals. The hydrotalcite-like compounds, precipitated during seawater neutralisation, also remove a range of transition metals, oxy-anions and other anionic species through a combination of intercalation and adsorption reactions: smaller anions are intercalated into the hydrotalcite matrix, while larger molecules are adsorbed on the particle surfaces. A phenomenon known as ‘reversion’ can occur if the seawater neutralisation process is not properly controlled. Reversion causes an increase in the pH and dissolved impurity levels of the neutralised effluent, rendering it unsuitable for discharge. It is believed that slow dissolution of components of the red mud residue and compounds formed during the neutralisation process are responsible for reversion. This investigation looked at characterising natural hydrotalcite (Mg6Al2(OH)16(CO3)∙4H2O) and ‘Bayer’ hydrotalcite (synthesised using the seawater neutralisation process) using a variety of techniques including X-ray diffraction, infrared and Raman spectroscopy, and thermogravimetric analysis. This investigation showed that Bayer hydrotalcite is comprised of a mixture of 3:1 and 4:1 hydrotalcite structures and exhibited similar chemical characteristic to the 4:1 synthetic hydrotalcite. Hydrotalcite formed from the seawater neutralisation of Bauxite refinery residues has been found not to cause reversion. Other components in red mud were investigated to determine the cause of reversion and this investigation found three components that contributed to reversion: 1) tricalcium aluminate, 2) hydrocalumite and 3) calcium hydroxide. Increasing the amount of magnesium in the neutralisation process has been found to be successful in reducing reversion.

Removing organic impurities from bayer process liquors

A process for treating a Bayer liquor by wet oxidn. to oxidize org. contaminants in the Bayer liquor in which the wet oxidn. process is conducted in the presence of a mixed Ce/Mn oxide. The catalyst may have nano-sized grains, and be supported on a mesoporous oxide support. The catalyst may also contain a platinum group metal. [on SciFinder(R)]

Desafios Para A Implementação Do Processo De Projeto Colaborativo: Análise Do Fator Humano

The ineffectiveness of current design processes has been well studied and has resulted in widespread calls for the evolution and development of new management processes. Perhaps one problem is that with the advent of BIM we are moving from one stage to another without necessarily having resolved all the issues. CAD design technology, if well handled, could have significantly raised the level of quality and efficiency of current processes, but in practice this was not fully realized. Therefore, technology alone can´t solve all the problems and the advent of BIM could result in a similar bottleneck. For a precise definition of the problem to be solved we should start by understanding what are the main current bottlenecks that have yet to be overcome by either new technologies or management processes, and the impact of human behavior related issues despite the advent of new technologies. The fragmented and dispersed nature of the AEC sector and the huge number of small organizations that comprise it would probably be a major limiting factor. Several authors have addressed this issue and more recently IDDS has been defined as the highest level of achievement. However, what is written on IDDS shows an extremely ideal situation on a state to be achieved; it shows a holistic utopian proposition with the intent to create the research agenda to move towards that state. Key to IDDS is the framing of a new management model which should address the problems associated with key aspects: technology, processes, policies and people. One of the primary areas to be further studied is the process of collaborative work and understanding, together with the development of proposals to overcome the many cultural barriers that currently exist and impede the advance of new management methods. The purpose of this paper is to define and delimit problems to be solved so that it is possible to implement a new management model for a collaborative design process.

Settling behaviours of low alumina/caustic ratios during seawater neutralisation of Bayer liquor

Factors that affect the settleability of seawater neutralised bauxite refinery residues are poorly understood, in particular, the settleability of precipitates in the absence of red mud and those formed with different alumina/caustic (AC) ratios. The influence of temperature, AC ratio, caustic concentration and the volumetric ratio of seawater on the settleability of seawater neutralisation precipitates and their respective compositions and stabilities have been determined. An array of techniques have been used to determine the composition and stability of precipitates and include pH, conductivity, inductively coupled plasma optical emission spectroscopy, infrared spectroscopy and X-ray diffraction. Temperature has been shown to have a significant influence on the settleability and calcium carbonate phase distributions in precipitates, as well as the overall stability of the precipitates. More complex phase compositions have also been found for Bayer liquors with lower AC ratios. The caustic concentration and temperature of the reaction have the greatest influence on the settling efficiency of the precipitates. Assessments on the chemical stability of the precipitates, precipitate settleability and discharge water quality have been made. In addition, productivity and environmental impacts caused by changes in precipitate settleability have also been considered.