Efeito do tratamento ácido nas propriedades superficiais de rejeito da mineração de ferro: obtenção de catalisadores eficientes para a remoção de corantes de meio aquoso

Autor: Eduarda Rezende Barbosa
Přispěvatelé: Flávia Cristina Camilo Moura, Dayse Carvalho da Silva Martins, Paula Sevenini Pinto
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2022
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFMG
Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
instacron:UFMG
Popis: CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior No presente trabalho foi feito um estudo com o objetivo de melhor compreender o efeito do tratamento ácido na modificação das propriedades superficiais da lama de flotação da mineração de ferro (LM). Materiais adsorventes / catalisadores foram preparados a partir da modificação da LM com ácido sulfúrico ou ácido ρ-toluenossulfônico em diferentes concentrações (1,0; 1,5 e 3,0 mol L-1) e tratamentos térmicos (300 e 600 oC). Os materiais obtidos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia Mössbauer, espectroscopia no infravermelho (IR) e análise termogravimétrica (TG). Além disso, as propriedades superficiais dos materiais produzidos foram estudadas frente a três processos: (i) adsorção dos corantes-sonda azul de metileno (catiônico) e índigo carmim (aniônico), (ii) decomposição de peróxido de hidrogênio (H2O2) e (iii) avaliação da cinética de oxidação dos corantes azul de metileno (AM) e índigo carmim (IC) por H2O2. A lama tratada a 300 °C (LM300) e, especialmente a 600 °C (LM600), mostraram, em sua superfície, a predominância de cargas negativas, indicada pela forte adsorção do corante AM, catiônico. O tratamento com H2SO4, claramente, mostra a geração de cargas superficiais positivas que leva a um aumento da adsorção do corante IC, aniônico. As cargas positivas estão provavelmente relacionadas à espécies superficiais de hidróxidos de ferro do tipo Fe(OH)x n+. Os materiais modificados mostraram atividade para ambas as reações, i.e. decomposição de H2O2 e oxidação dos corantes. De forma geral, observou-se que o tratamento com H2SO4 em diferentes concentrações causou mudanças significativas na velocidade de decomposição do H2O2. No entanto, esse tratamento ácido não alterou de forma considerável a atividade de oxidação dos corantes. Esse comportamento foi discutido com base em um possível mecanismo de decomposição de H2O2 principalmente heterogêneo que ocorre na superfície dos materiais contendo as espécies Fe-OH sem a difusão de radicais para a solução aquosa. Experimentos comparativos foram também realizados com um ácido menos forte, ρ-toluenossulfônico, que indicaram uma modificação da superfície do rejeito menos significativa. In the present work, a study was carried out with the objective of better understanding the effect of acid treatment on the modification of the surface properties of the flotation mud from iron mining (LM). Adsorbents/catalysts materials were prepared from the modification of LM with sulfuric acid or ρ-toluenesulfonic acid at different concentrations (1.0; 1.5 and 3.0 mol L-1) and heat treatments (300 and 600 °C). The materials obtained were characterized by Xray diffractometry (XRD), Mössbauer spectroscopy, infrared spectroscopy (IR) and thermogravimetric analysis (TG). In addition, the surface properties of the materials produced were studied using three processes: (i) adsorption of methylene blue (cationic) and indigo carmine (anionic) probe dyes, (ii) decomposition of hydrogen peroxide (H2O2) and (iii) evaluation of the kinetic oxidation of methylene blue (AM) and indigo carmine (IC) dyes by H2O2. The sludge treated at 300 °C (LM300) and, especially at 600 °C (LM600), showed, on its surface, the predominance of negative charges, indicated by the strong adsorption of the cationic AM dye. Treatment with H2SO4 clearly shows the generation of positive surface charges which leads to increased adsorption of the negative IC dye. The positive charges are probably related to surface iron hydroxide species Fe(OH)x n+ type. The modified materials showed activity for both reactions, i.e., decomposition of H2O2 and oxidation of the dyes. In general, it was observed that the treatment with H2SO4 at different concentrations caused significant changes in the decomposition rate of H2O2. However, this acid treatment did not significantly alter the oxidation activity of the dyes. This behavior was discussed based on a possible mechanism of decomposition mainly heterogeneous H2O2 that occurs on the surface of materials containing Fe-OH species without the diffusion of radicals to the aqueous solution. Comparative experiments were also performed with a less strong acid, ρ-toluenessulfonic acid, which indicated a less significant modification of the tailings surface.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: