O processo Humifert trata material fosfático e orgânico em um reator, com ácido nítrico nascente, para produzir compostos organo -fosfatados cuja solubilidade em P é maior que o material fosfático natural mas menor que os fertilizantes industriais tradicionais. É um processo alternativo de fabricação de fertilizantes que objetiva aproveitar materias fosfáticos de baixo teor ou de difícil tratamento industrial, potencialmente descartados, e também materiais orgânicos diversos, dando finalidade, portanto, a rejeitos e diminuindo, assim, os custos econômicos e ambientais das indústrias de fósforo. Além da solubilidade em P, os compostos formados têm a vantagem de conter matéria orgânica, em geral necessária para os solos tropicais. Este trabalho teve como objetivo a colocação em funcionamento rotineiro do reator Humifert, fabricado pela primeira vez no Brasil, a obtenção de compostos organofosfatados a partir do minério fosfático de Angico dos Dias (BA) e de lodo de esgoto, a caracterização dos compostos obtidos a partir de vários procedimentos (difração de raios X, microscopia óptica e eletrônica, análises químicas microlocalizadas, especfotometria de absorção no infravermelho, análises elementar e de solubilidade do P) e a avaliação da eficiência agronômica em casa de vegetação. A pesquisa insere-se num projeto mais amplo que pretende aprofundar o estudo do processo, visando sua futura aplicação em determinadas condições. Os compostos produzidos demonstraram que a fase mineral da mistura rocha fosfática - matéria orgânica sofre ataque químico progressivo, em períodos de tempo investigados de 2h até 12h, e que os elementos químicos liberados deste ataque associa-se aos produtos secundários presentes, como os compostos ferruginosos, e também à matéria orgânica. Particularmente para a apatita, verificou-se consumo crescente dos grãos com o aumento do tempo de exposição ao ataque, confirmando o funcionamento do equipamento e a ocorrência das reações, e, ainda, a forte associação do P com os agregados de matéria orgânica após o processo, confirmando trabalhos anteriores. Não foram identificadas fases cristalinas neoformadas, embora haja a possibilidade de ter havido formação de fosfato bicálcico ou de outros compostos em alguns dos produtos obtidos. Essas observações são refletidas nos resultados de solubilidade com diferentes extratores (água, ácido cítrico a 2% e citrato neutro de amônio), já que a alteração e o consumo da apatita, relacionados à possível formação de compostos mais solúveis e à associação do P com a matéria orgânica, por adsorção, podem ter contribuído para o aumento da solubilidade nos extratores utilizados. O aumento de solubilidade em P permitiu resultados agronômicos melhores, para o composto Humifert de 12h, do que os demais tratamentos (materiais não processados no reator ou não misturados com matéria orgânica), mostrando que foi capaz de disponibilizar o P liberado da apatita e adsorvido pela matéria orgânica às plantas, embora não tenha sido suficiente para eficiência agronômica comparável ao fosfato monocálcico (FMC, com 100% de solublidade). / The Humifert is a French process involving the attack of a mixture of phosphate rock (PR) and organic matter (OM) through the fresh-forming nitric acid, producing organic-phosphatic compounds with P solubility greater than phosphatic rock and lower than traditional fertlizers. This is an alternative process proffiting low-grade or difficult phosphatic materials, potentially discarded, and several organic materials, giving na application to rejects, and decreasing economical na environmental costs of P industries. More than a good P solubility, the formed compounds have organic matter, which is an advantage for tropical soils. The aim os this reserch was install the first Brazilian Humifert reactor, produce Humifert compounds using Angico dos Dias phosphatic ore and sewage sludge, their characterization by several technicals (X ray diffraction, optical and scanning electronic microscopy, chemical analysis, infrared spectroscopy and P solubility evaluation), and agronomic experimentation in the greenhouse. Data characterization and for solubility and agronomic experimentation suggests that increasing attack occurred in mineral phases, and released elements were associated with secondary products, like iron compounds and organic matter. Time periods investigated were from 2 to 12 hours. For apatite, observations have shown the increasing dissolution of grains, that confirms reactions and the strong association of P with organic aggregates after the process, according to prior results. No crystallline new phases have been identified, although some bicalcic phosphate and other new phases may be present. These observations are reflected in the improved P solubility data with water, citric acid 2%, and neutral amonium citrate. This increasing in P solubility has given better agronomic results for 12h Humifert product than other materials (not treated or not mixed with organic matter), showing that Humifert process was capable to release P form apatite and keep it adsorved in organic matter, and then relese for the plants. Even though, this solubility was not enough to reach the level of monocalcic phosphate (FMC, 100% soluble).

O processo Humifert trata material fosfático e orgânico em um reator, com ácido nítrico nascente, para produzir compostos organo -fosfatados cuja solubilidade em P é maior que o material fosfático natural mas menor que os fertilizantes industriais tradicionais. É um processo alternativo de fabricação de fertilizantes que objetiva aproveitar materias fosfáticos de baixo teor ou de difícil tratamento industrial, potencialmente descartados, e também materiais orgânicos diversos, dando finalidade, portanto, a rejeitos e diminuindo, assim, os custos econômicos e ambientais das indústrias de fósforo. Além da solubilidade em P, os compostos formados têm a vantagem de conter matéria orgânica, em geral necessária para os solos tropicais. Este trabalho teve como objetivo a colocação em funcionamento rotineiro do reator Humifert, fabricado pela primeira vez no Brasil, a obtenção de compostos organofosfatados a partir do minério fosfático de Angico dos Dias (BA) e de lodo de esgoto, a caracterização dos compostos obtidos a partir de vários procedimentos (difração de raios X, microscopia óptica e eletrônica, análises químicas microlocalizadas, especfotometria de absorção no infravermelho, análises elementar e de solubilidade do P) e a avaliação da eficiência agronômica em casa de vegetação. A pesquisa insere-se num projeto mais amplo que pretende aprofundar o estudo do processo, visando sua futura aplicação em determinadas condições. Os compostos produzidos demonstraram que a fase mineral da mistura rocha fosfática - matéria orgânica sofre ataque químico progressivo, em períodos de tempo investigados de 2h até 12h, e que os elementos químicos liberados deste ataque associa-se aos produtos secundários presentes, como os compostos ferruginosos, e também à matéria orgânica. Particularmente para a apatita, verificou-se consumo crescente dos grãos com o aumento do tempo de exposição ao ataque, confirmando o funcionamento do equipamento e a ocorrência das reações, e, ainda, a forte associação do P com os agregados de matéria orgânica após o processo, confirmando trabalhos anteriores. Não foram identificadas fases cristalinas neoformadas, embora haja a possibilidade de ter havido formação de fosfato bicálcico ou de outros compostos em alguns dos produtos obtidos. Essas observações são refletidas nos resultados de solubilidade com diferentes extratores (água, ácido cítrico a 2% e citrato neutro de amônio), já que a alteração e o consumo da apatita, relacionados à possível formação de compostos mais solúveis e à associação do P com a matéria orgânica, por adsorção, podem ter contribuído para o aumento da solubilidade nos extratores utilizados. O aumento de solubilidade em P permitiu resultados agronômicos melhores, para o composto Humifert de 12h, do que os demais tratamentos (materiais não processados no reator ou não misturados com matéria orgânica), mostrando que foi capaz de disponibilizar o P liberado da apatita e adsorvido pela matéria orgânica às plantas, embora não tenha sido suficiente para eficiência agronômica comparável ao fosfato monocálcico (FMC, com 100% de solublidade). / The Humifert is a French process involving the attack of a mixture of phosphate rock (PR) and organic matter (OM) through the fresh-forming nitric acid, producing organic-phosphatic compounds with P solubility greater than phosphatic rock and lower than traditional fertlizers. This is an alternative process proffiting low-grade or difficult phosphatic materials, potentially discarded, and several organic materials, giving na application to rejects, and decreasing economical na environmental costs of P industries. More than a good P solubility, the formed compounds have organic matter, which is an advantage for tropical soils. The aim os this reserch was install the first Brazilian Humifert reactor, produce Humifert compounds using Angico dos Dias phosphatic ore and sewage sludge, their characterization by several technicals (X ray diffraction, optical and scanning electronic microscopy, chemical analysis, infrared spectroscopy and P solubility evaluation), and agronomic experimentation in the greenhouse. Data characterization and for solubility and agronomic experimentation suggests that increasing attack occurred in mineral phases, and released elements were associated with secondary products, like iron compounds and organic matter. Time periods investigated were from 2 to 12 hours. For apatite, observations have shown the increasing dissolution of grains, that confirms reactions and the strong association of P with organic aggregates after the process, according to prior results. No crystallline new phases have been identified, although some bicalcic phosphate and other new phases may be present. These observations are reflected in the improved P solubility data with water, citric acid 2%, and neutral amonium citrate. This increasing in P solubility has given better agronomic results for 12h Humifert product than other materials (not treated or not mixed with organic matter), showing that Humifert process was capable to release P form apatite and keep it adsorved in organic matter, and then relese for the plants. Even though, this solubility was not enough to reach the level of monocalcic phosphate (FMC, 100% soluble).

Submitted by Mariana Santos (gsantos.mariana@gmail.com) on 2018-04-05T18:52:42Z No. of bitstreams: 1 msc 6.pdf: 7105895 bytes, checksum: 25409072927d74d27f8ad3a9c6b07c88 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2018-04-06T14:12:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 msc 6.pdf: 7105895 bytes, checksum: 25409072927d74d27f8ad3a9c6b07c88 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-06T14:12:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 msc 6.pdf: 7105895 bytes, checksum: 25409072927d74d27f8ad3a9c6b07c88 (MD5) / CNPq / O presente trabalho caracterizou a rocha fosfática de Angico dos Dias (BA) com o intuito de melhor compreender as associações dos elementos terras raras presentes nesta rocha e determinar condições de lixiviação que apresentam melhor aproveitamento desses elementos. Para isso, foram coletadas amostras do minério, do concentrado fosfático, do concentrado magnético de baixo/médio campo e de alto campo da Unidade de Mineração de Angico dos Dias (BA), operada pela Galvani. A composição química realizada através de ICP-MS indicou altos teores de elementos terras raras em todas as amostras. O estudo mais detalhado do concentrado magnético de alto campo através de análises utilizando EPMS, mostrou que os elementos terras raras estão associados tanto à apatita, como à monazita e mostrou também a presença da cerianita. Foram realizados ensaios de lixiviação utilizando diferentes tipos de ácido para identificar condições adequadas para a recuperação de cério, lantânio e neodímio no concentrado magnético de alto campo. Os resultados mais satisfatórios foram obtidos quando foi utilizado ácido nítrico 50%, com recuperação de cério, lantânio e neodímio de 52, 24 e 66% respectivamente. Ainda foram estudados os efeitos da temperatura, do tempo de lixiviação e concentração de sólidos. Resultados indicam que a lixiviação em temperatura ambiente apresenta resultados similares àqueles obtidos a 60ºC. O tempo de lixiviação e a concentração de sólidos que apresentaram melhores resultados foram 4 horas e 30%, respectivamente. O estudo para avaliar a remoção do ferro do licor de lixiviação do concentrado magnético de alto campo com ácido nítrico 50% e ácido clorídrico 30%, utilizando-se extração por solvente com D2EHPA diluído em querosene alifático comercial e hexano mostra que é possível remover até 98% do ferro contido no licor da lixiviação com ácido nítrico e até 42% do ferro contido no licor da lixiviação com ácido clorídrico. Este estudo propôs uma rota de tratamento para o concentrado magnético de alto campo da usina de Angico dos Dias (BA), utilizando a rota nítrica para possibilitar a recuperação de elementos terras raras. Essa rota também pode ser adaptada para o tratamento da rocha fosfática para permitir a produção desses elementos como subproduto ou co-produto da produção de fertilizantes. / This research characterized the phosphate rock of Angico dos Dias (BA) to better understand the associations of the rare earth elements present in the phosphate rock and to determine leaching conditions that present better recovery of cerium, lanthanum and neodymium. Samples of the ore, the phosphate concentrate, the low / medium magnetic field concentrate and the high field concentrate of the Unidade de Mineração de Angico dos Dias (BA) operated by Galvani were collected. The chemical composition performed through ICP-MS indicated high levels of rare earth elements in all samples. The more detailed study of the high magnetic field concentrate through analyzes using EPMS showed that the rare earth elements are associated with both apatite and monazite and also showed the presence of cerianite. Leaching tests were performed using different types of acid to identify suitable conditions for the recovery of cerium, lanthanum and neodymium contained in the high magnetic field concentrate. The most satisfactory results were obtained when using nitric acid 50%, with recovery of cerium, lanthanum and neodymium of 52, 24 and 66% respectively. The effects of temperature, leaching time and solids concentration were also studied. Results indicate that the leaching at room temperature presents results similar to those obtained at 60ºC. The leaching time and the solids concentration that presented the best results were 4 hours and 30%, respectively. The study to evaluate iron removal from leach liquor from high magnetic field concentrate with nitric acid 50% and hydrochloric acid 30% using solvent extraction with D2EHPA diluted in commercial aliphatic kerosene and hexane shows that it is possible to remove up to 98% of the iron contained in the nitric acid leaching liquor and up to 42% of the iron contained in the hydrochloric acid leach liquor. This study proposed a treatment route for the high magnetic field concentrate of the Angico dos Dias (BA) plant, using the nitric route to enable the recovery of rare earth elements. This route can also be adapted for the treatment of phosphate rock to allow the production of these elements as a by-product or co-product of fertilizer production.