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Lixiviação de metais e radionuclídeos em solos tropicais condicionados com fosfogesso / Lixiviation of natural radionuclides and heavy metals in tropical soils amended with phosphogypsumMarcelo Bessa Nisti 09 December 2016 (has links)
O fertilizante fosfatado brasileiro é obtido pela reação por via úmida da rocha fosfática de origem ígnea com ácido sulfúrico concentrado, obtendo como produto final, o ácido fosfórico e como resíduo, o fosfogesso, que é estocado em pilhas, a céu aberto, junto às instalações produtoras. Parte do fosfogesso vem sendo utilizada na agricultura como condicionador de solos, devido a sua alta solubilidade, podendo melhorar a estrutura do solo, reduzir a erosão do solo, aumentar os níveis de enxofre e fósforo disponíveis e melhorar a composição dos fertilizantes. Mas a presença de radionuclídeos e metais no fosfogesso impõem restrições sobre o uso na agricultura. Para garantir uma utilização segura, é importante estimar a lixiviação dos radionuclídeos e metais presente no fosfogesso. O objetivo deste trabalho foi estudar a disponibilidade dos radionuclídeos relevantes do ponto de vista radiológico (238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po) e dos metais (As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg e Pb) presentes no fosfogesso de procedência brasileira, levando em consideração sua aplicação em solo agricultável. Para esta finalidade, foi desenvolvido um protocolo experimental em escala de laboratório, no qual colunas foram preenchidas com misturas de solos arenosos e argilosos típicos brasileiros condicionados com fosfogesso. A essas colunas foi adicionada água, a fim de se alcançar uma extração branda desses elementos. Foi implantado um procedimento analítico para a determinação sequencial dos radionuclídeos de interesse na solução obtida na lixiviação. As frações disponíveis foram obtidas utilizando-se a razão entre as concentrações dos radionuclídeos no lixiviado e as concentrações dos radionuclídeos nas amostras de solo, solo condicionado com fosfogesso e fosfogesso. Os valores de concentração dos radionuclídeos 238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po obtidos no fosfogesso das duas procedências variaram de 86 Bq kg-1 a 352 Bq kg-1. As concentrações de 226Ra e 228Ra obtidas no fosfogesso ficaram abaixo do limite máximo permitido pela resolução da Comissão Nacional de Energia Nuclear, atendendo às condições necessárias para o seu uso na agricultura. Os resultados obtidos para os metais As, Cd, Cr, Ni, Pb, Se e Hg no fosfogesso foram inferiores ao limite máximo para condicionador de solo e para fertilizantes estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, atendendo às condições necessárias para o seu uso na agricultura. Os radionuclídeos 226Ra, 210Pb, 210Po e 228Ra apresentaram frações disponíveis nos solos e solos condicionados com fosfogesso variando de 0,05% a 1,2%; para o 238U e 232Th as frações disponíveis apresentaram valores inferiores a 0,05%. Os metais apresentaram frações disponíveis nos solos e solos condicionados com fosfogesso variando de 0,05% a 1,07%. Os resultados obtidos para a fração disponível de metais e radionuclídeos no solo condicionado com fosfogesso demostraram que mesmo utilizando concentrações de fosfogesso dez vezes acima da dose recomendada, a disponibilização foi desprezível. Pode-se concluir que a utilização do fosfogesso como condicionador de solos é viável, no que concerne a disponibilidade dos metais e radionuclídeos estudados. / The Brazilian phosphate fertilizer is obtained by wet reaction of the igneous phosphate rock with concentrated sulphuric acid, giving as final product, phosphoric acid, and dehydrated calcium sulphate (phosphogypsum) as by- product. The phosphogypsum is stored in stacks at open air. Part of this phosphogypsum has been used in agriculture as soil amendment, mainly due to the characteristics of CaSO4, which improves the root penetration in soil. It provides calcium in the soil depth, reduces the aluminium saturation, contributes to the deepening of the plant root system and favours the absorption of water and nutrients. However, the presence of radionuclides and metals put restrictions on the use of phosphogypsum in agriculture. To assure a safe application of phosphogypsum, it is important to estimate the lixiviation of radionuclides and metals present in phosphogypsum. The main objective of this thesis is to study the availability of natural radionuclides, important in terms of radiological protection (238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po), and metals (As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg and Pb), present in the Brazilian phosphogypsum used in agriculture. For this purpose, an experimental protocol was conducted in the laboratory, in which columns filled with Brazilian typical sandy and clay soils and phosphogypsum were percolated with water, to achieve a mild extraction of these elements. The availability of the radionuclides and metals was evaluated by measuring the total concentration in the soil amended with phosphogypsum and the concentration in the leachate, to establish the ratio between the available fraction and the total one. An experimental procedure was established for the sequential determination of the radionuclides in the leachate. The concentration of the radionuclides 238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po in phosphogypsum from the two provenances varied from 86 Bq kg-1 to 352 Bq kg-1. The concentration of the radionuclides 226Ra and 228Ra showed compliance with the limits adopted by Comissão Nacional de Energia Nuclear, for the safe use of phosphogypsum in agriculture. The concentration of As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg and Pb in phosphogypsum were below the limits adopted by Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, for the safe use of phosphogypsum in agriculture. The available fractions of the radionuclides 226Ra, 210Pb, 210Po and 228Ra in soils and soil amended with phosphogypsum varied from 0.05% to 1.2%. For 238U and 232Th, the available fractions were lower than 0.05%. The metals showed available fractions in soils and soil amended with phosphogypsum from 0.05% to 1.07%. The results obtained for the concentration of the radionuclides and metals in the available fractions were low; giving evidence that, even when these elements are present in the phosphogypsum, they do not contribute to an enhancement of their content in water. It can be concluded that the utilization of Brazilian phosphogypsum as soil amendment is viable, concerning the availability of the metals and radionuclides studied.
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LIXIVIAÇÃO DE SULFATO E METAIS PESADOS EM CONCRETO PERMEÁVEL PRODUZIDO COM AGREGADO RECICLADO DE RESÍDUOS SÓLIDOS DA CONSTRUÇÃO CIVILMikami, Rafael Jansen 31 March 2017 (has links)
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Previous issue date: 2017-03-31 / The use of recycled aggregates for producing concrete has been studied as a way to reuse construction waste. However, these aggregates may contain contaminants that may cause the leaching of pollutants, especially in open places, such as floors and sidewalks. Thus, the objective of this study was to verify the releasing of sulfates and heavy metals in the water by leaching of pervious concrete made of recycled aggregates. Six types of aggregates were produced with uniform granulometric distribution. One of the aggregates was conventional aggregate and the other ones were recycled aggregates. For each type of aggregate, containing different ceramic contents, concrete specimens were made. To perform the leaching test, pervious concrete specimens were immersed in ultrapure water, which was renewed after 24, 48, 168 and 384 h from the start of the test. The leached water was analyzed for pH, electrical conductivity, alkalinity, chemical oxygen demand (COD), total solids, sulfates and potentially toxic elements (Cr, Cd, Zn, Pb, Cu). It was verified that all concretes produced had a permeability coefficient above the minimum recommended value for use as a pervious pavement, of 0,10 cm.s-1. However, the maximum compressive strength obtained was 10,15 MPa, not reaching the minimum for use in pavements (20 MPa). The incorporation of ceramic material in the aggregate resulted in an increase in water absorption. The leaching tests showed that the pH of the concrete leachate remained alkaline, reaching an overall average value of 11,5. The electrical conductivity throughout the experiment increased, demonstrating that the concrete continued to release ions over the 16 day period. The mean sulfate concentration in the leachate varied between 21,3 and 71,7 mg.L-1 after 24 h of the test, gradually reducing until the last sampling, in which the concentration was between 2,4 and 21,6 mg.L-1. No direct relationship between the sulfate concentration and the ceramic content in the aggregate was observed. However, it was visually verified that a specimen was contaminated with gypsum, implying a sulfate concentration five times higher than the other samples of the same treatment, increasing the mean of the treatment. Significant quantities of chromium were detected in the leachate, mainly of the concrete made with 100% ceramic aggregate, which released 0,083 mg.L-1 of chromium. In all treatments, cadmium concentrations in the leachate were between 0,009 and 0,113 mg.L-1, exceeding the maximum limit of 0,005 mg.L-1, established by Brazilian Standard (NBR) 10004:2004. / O uso de agregados reciclados na confecção de concretos tem sido estudado como uma forma de reutilizar os resíduos da construção civil. Entretanto, esses agregados podem conter contaminantes, havendo o risco da lixiviação de poluentes, principalmente em locais expostos ao ambiente, como pisos e calçadas. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi verificar a liberação de sulfatos e metais pesados na água pela lixiviação de concreto permeável confeccionado com agregados graúdos reciclados. Seis tipos de agregados foram produzidos com distribuição granulométrica uniforme, sendo um agregado convencional e os demais agregados reciclados. Para cada tipo de agregado, contendo diferentes teores de cerâmica, foram confeccionados corpos de prova de concreto. Para a realização do teste de lixiviação, corpos de prova de concreto permeável foram imersos em água ultrapura, sendo esta renovada após 24, 48, 168 e 384 h do início do ensaio. A água lixiviada foi analisada quanto ao pH, condutividade elétrica, alcalinidade, a demanda química de oxigênio (DQO), sólidos totais, sulfatos e elementos potencialmente tóxicos (Cr, Cd, Zn, Pb, Cu). Verificou-se que todos os concretos produzidos apresentaram coeficiente de permeabilidade acima do valor mínimo recomendado para uso como pavimento permeável, de 0,10 cm.s-1. No entanto, a resistência à compressão máxima obtida foi de 10,15 MPa, não atingindo o mínimo para utilização em pavimentos (20 MPa). A incorporação de material cerâmico no agregado resultou em um crescente aumento na absorção de água. Os testes de lixiviação demonstraram que o pH do lixiviado de concreto se manteve alcalino, atingindo um valor médio geral de 11,5. A condutividade elétrica ao longo do experimento aumentou, demonstrando que o concreto continuou a liberar íons ao longo do período de 16 dias. A concentração média de sulfato no lixiviado variou entre 21,3 e 71,7 mg.L-1 após 24 h de ensaio, reduzindo gradualmente até a última coleta, na qual a concentração se situou entre 2,4 e 21,6 mg.L-1. Não foi constatada relação direta entre a concentração de sulfato e o teor de material cerâmico no agregado. No entanto, verificou-se visualmente que um corpo de prova estava contaminado com gesso, o que implicou em uma concentração de sulfato cinco vezes superior às demais amostras do mesmo tratamento, elevando a média do tratamento. Foram detectadas quantidades significativas de cromo no lixiviado, principalmente do concreto confeccionado com agregado 100% cerâmico, que liberou 0,083 mg.L-1 de cromo. Em todos os tratamentos verificaram-se concentrações de cádmio no lixiviado entre 0,009 e 0,113 mg.L-1, ultrapassando o limite máximo de 0,005 mg.L-1, estabelecido pela Norma Brasileira (NBR) 10004:2004.
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Use efficiency of controlled release fertilizer on the growth of croton and petunia and N loss by leaching / Eficiência do uso de fertilizantes de liberação controlada no crescimento de cróton e petúnia e perda de N pela lixiviaçãoOliveira, Sueyde Fernandes de 11 February 2016 (has links)
The market of flowers and ornamentals such as croton (Codiaeum variegatum) and petunia (Petunia×hybrida Vilm.-Andr) have been created new technologies to constantly development, as one of the most promising segments of horticulture. Fertilization providing adequate nutrition and less leaching to the environment is the objective of numerous studies around the world. Therefore, two studies were conducted to evaluate the use of controlled release fertilizer (CRF) on the growth of two ornamental species, and N loss by leaching. The first experiment aim to evaluate sources and rates of CRF and water soluble fertilizer (WSF) on croton growth and nitrogen concentration on drained solution. Results showed that treatments with WSF and low rates of CRF provided higher plants growth, and the amount of N leached was higher for WSF treatments. The second experiment objective to compare plant performance and cost for strategies that potentially provide adequate nutrition during both the production and consumer phases for container-grown Petunia plants. In addition, two experiments were conducted to evaluate nutrient release in sand containers inside of the greenhouse and under controlled temperature conditions without plants. Results showed that during production phase all fertilizer treatments produced high quality plants, and during consumer phase, plants grown with WSF only during the production phase were nutrient-deficient, while plants receiving CRFs were still growing vigorously, especially in a high rate. The release rates of all CRF products were temperature-dependent. In conclusion CRF provided plant growth at the same rate that WSF, with less N leaching and extra cost less than U$0.065 per plant with CRF during production. / O mercado de flores e plantas ornamentais tais como cróton (Codiaeum variegatum) e petúnia (Petunia×hybrida Vilm.-Andr) apresenta-se em constante desenvolvimento tecnológico, caracterizando-se como um dos mais promissores segmentos da horticultura. A adubação, visando o aumento da eficiência do fertilizante e redução de perdas, são temas de estudos em todo o mundo. Assim, foram realizados dois experimentos para avaliar o uso de fertilizantes de liberação controlada (FLC) no crescimento de duas espécies de plantas ornamentais e a perda de nitrogênio por lixiviação. O primeiro experimento teve como objetivo avaliar fontes e doses de FLC e solução nutritiva no crescimento de cróton e a concentração de nitrogênio (N) na solução drenada dos vasos. Os resultados revelaram que a solução nutritiva e as menores concentrações de FLC proporcionaram o maior crescimento das plantas, e as taxas de N perdidas por lixiviação foram superiores para o tratamento com solução. O segundo experimento objetivou comparar estratégias de adubação que proporcionem nutrição adequada durante a fase de produção e do consumidor com menor custo, as quais incluíam FLC e solução nutritiva. Simultaneamente, foram realizados dois experimentos para avaliar a liberação de nitrogênio pelos fertilizantes, sem as plantas, nas condições de cultivo das plantas (estufa) e em câmaras de crescimento sob três temperaturas de incubação. Os resultados mostraram que durante a fase de produção todos os tratamentos resultaram em plantas nos padrões comerciais, e no período que simulou a fase do consumidor as plantas que receberam apenas solução nutritiva durante a fase de produção apresentaram deficiência nutricional, enquanto com os FLC as plantas cresceram vigorosamente, principalmente para os tratamentos com as maiores doses. Os fertilizantes avaliados apresentaram diferença quanto à temperatura na liberação dos nutrientes, sendo maior a taxa de liberação quanto maior a temperatura. De acordo com os resultados o FLC proporcionou o crescimento das plantas na mesma proporção que a solução nutritiva, com uma redução na concentração de N por lixiviação e acréscimo inferior a U$0.065 no custo por planta quando utilizado FLC durante a produção.
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Atributos do solo, presença de palha e estádio de desenvolvimento da cana-de-açúcar na aplicação, afetando a eficácia e seletividade dos herbicidas imazapic e imazapyr / Soil properties, crop residue and sugarcane growth stage on imazapic and imazapyr efficacy and selectivityObara, Flávio Eduardo Botelhos 11 April 2014 (has links)
As soqueiras de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) são colhidas anualmente, momento em que são expostas a uma grande interferência negativa interespecífica das plantas daninhas, sendo essencial o manejo destas plantas para obtenção de uma produtivade economicamente rentável da cultura. Comumente este controle é feito com a aplicação de herbicidas residuais em condições de pré ou pós-plantio através da recomendação de acordo com a infestação local. Apesar da existência de várias opções de controle químico de plantas daninhas em pré-emergência na cultura da cana-de-açúcar, novas opções de formulaçõoes de herbicidas são necessárias. Sendo assim, esta pesquisa teve o objetivo de estudar uma nova associação de moléculas, imazapic e imazapyr, para o controle das plantas daninhas em cana-de-açúcar, através da avaliação da influência de parâmetros de solo e culturais, na eficácia de controle de plantas daninhas e seletividade para a cultura. Para este propóstito foram conduzidos experimentos em condições de campo e casa de vegetação. Em condições de campo, em agosto de 2012 foram instalados experimentos em áreas de solos arenoso e argiloso com e sem palhada, para avaliação da eficácia da associação de imazapic e imazapyr no controle de plantas daninhas e da seletividade à cultura, no qual as menores doses testadas de (imazapic + imazapyr), em todas as situações continuaram eficientes no controle da comunidade infestante até 120 dias após a aplicação, equiparando estatisticamente aos tratamentos com maiores doses, aos tratamentos associados ao tebuthiuron e aos padrões, com a ausência de sintomas fitotóxicos nas variedades. Para avaliação da fitotoxidade foram instalados três experimentos durante o mês de novembro de 2012 sobre soqueira de 2º corte, nos quais foram feitas aplicações do (imazapic + imazapyr) isolado e associados a outros herbicidas nos estádios de pré-emergência total, pós-inicial e pós-tardia da cultura, sendo possível observar a seletividade quando aplicada a dose (80,25 + 26,25 g imazapic + imazapyr ha-1) na modalidade de pré-emergência, como também quando associada ao tebuthiuron, metribuzin e clomazone. Foram realizados estudos em casa de vegetação para avaliação de características do herbicida quanto à capacidade de lixiviação pela palha em relação à precipitação, quanto ao período residual durante época seca, quanto à lixiviação do herbicida da superfície às diferentes camadas de solo, e quanto ao controle de espécies daninhas em diferentes texturas de solo. Volumes de 10 e 20 mm de água foram suficientes para promover a transposição do herbicida sobre a camada de palha em solo argiloso e médio-arenoso, respectivamente, apresentando atividade do (imazapic + imazapyr) no controle do bioindicador mesmo após 120 dias sem irrigação após a aplicação do herbicida, quando aplicado sobre a palha ou sobre o solo. A presença do herbicida foi observada até a camada 10-20 cm de profundidade, pelos índices de controle do bioindicador resultantes da lixiviação, e do efeito residual em solo arenoso e argiloso aos 75 e 90 dias após a aplicação, sendo de um modo geral as associações (imazapic + imazapyr) + clomazone e (imazapic + imazapyr) + tebuthiuron foram as mais eficientes no controle das espécies daninhas estudadas. / The weed management is essential in sugarcane crop. After the harvest, sugarcane ratoons are exposed to interspecific weed competition, and its control usually is done with residual herbicides in pre or post-planting according to the local infestation. Although there are several options for weed chemical control inn sugar cane, new options of formulations are needed. Thus, this research aimed to study the imazapic and imazapyr association through the evaluation of soil parameters influence, the efficacy of weed control and selectivity for the sugar cane. For this purpose field and greenhouse experiments were conducted. In August 2012, field experiments were conducted in sandy and clay soils areas, with and without crop residues to evaluate the effectiveness of imazapic + imazapyr on weed control and selectivity to sugarcane, in which the lower doses tested of imazapic + imazapyr were enough to control the weeds until 120 day after application equating to higher doses in association to tebuthiuron and standard treatments, without phytotoxic symptons in the studied varieties. To evaluate the phytotoxicity, three experiments were installed in november 2012 on second ratoon, Imazapic + imazapyr was selective when applied at 80.25 + 26.25 g ha-1 in pre-emergence, as well as associated with tebuthiuron, metribuzin and clomazone. In early post-emergence, selectivity was noted when applied at 80.25 + 26.25 g imazapic + imazapyr ha-1, as by the association of this rate with the herbicides clomazone and isoxaflutole. However, the application in late post-emergence proved to be non-selective for any use of the association of the herbicides imazapic + imazapyr. Other studies were conducted in a greenhouse to evaluate the the herbicide association ability to leach the straw in relation to rainfall volume, the residual period during the dry season, the herbicide leaching from the surface into different layers of soil as the weed species control in different soil textures. Simulated rainfall volumes from 10 to 20 mm were sufficient to promote herbicide transposition through the straw to clay and mediumsandy soil, respectively. Imazapic + imazapyr effects on bio-indicator showed that even after 120 days of drought conditions after application, when applied on straw or to the soil. Imazapic + imazapyr were able to leach in the sandy and clay soils up to 10-20 cm deep layer, and residual effect at 75 and 90 days after application in sandy and clay soil. Generally, better weed control levels were obtained by the association of imazapic, imazapyr and clomazone, and imazapic, imazapyr and tebuthiuron.
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Separação e purificação de metais presentes em placas de circuito impresso de computadores descartados utilizando-se extração por solventes. / Separation and purification of metals from printed circuit board of spent computers using solvent extraction.Correa, Monica Maria Jimenez 06 February 2015 (has links)
Com o transcorrer dos anos a problemática da geração de resíduos sólidos vem ganhando destaque no âmbito ambiental. Atualmente, várias tecnologias na área de tratamento de resíduos sólidos estão sendo estudadas com o objetivo de reduzir o volume de resíduos gerados e obter ganhos econômicos adicionais. As placas de circuito impresso (PCIs) descartadas são classificadas como resíduos sólidos e na sua composição, por vezes, possuem quantidades de metais maiores que as encontradas em minérios. O presente trabalho estudou a separação de metais não ferrosos encontrados em dois tipos de placas de circuito impresso de computadores descartados (placas mãe e placas de vídeo), visando a sua recuperação. O procedimento utilizado incluiu etapas de processamento físico e processamento hidrometalúrgico. O processamento físico foi iniciado com a cominuição das PCIs utilizando moinho de facas e moinho de martelos. Em seguida, foi retirada uma parte do resíduo moído para ser quarteado e encaminhado para os ensaios hidrometalúrgicos. As amostras obtidas após o quarteamento foram denominadas amostras da rota I. Com o restante do material moído foi realizada separação magnética, na qual foram obtidas amostras de material não magnético, denominadas: amostras da rota II, tais amostras seguiram também para tratamento hidrometalúrgico. A seguir foi realizada a caracterização dos materiais presentes nas PCIs e nas suas respectivas amostras (amostras da rota I e amostras da rota II). O processamento hidrometalúrgico foi então iniciado com a etapa de lixiviação. Nesta etapa, parâmetros como tempo, temperatura e concentração do ácido foram avaliados. O licor coletado na lixiviação das amostras da rota II seguiu para fase de extração por solventes (SSX), na qual os metais foram purificados e separados. Nos ensaios de SSX foram empregados os extratantes ácidos Cyanex 272, D2EHPA, TBP e suas misturas. Experimentos variando a relação aquosa/orgânica (A/O), a temperatura e a concentração de extratante foram desenvolvidos. Finalmente foram determinados o número de estágios teóricos de extração para purificar o licor obtido na lixiviação das amostras da rota II. Os resultados mostraram que as placas mãe possuem na sua composição 35,8% de metais; 38,4% de polímeros e 25,9 % de cerâmicos, já as placas de vídeo estudadas possuem 35,8 % de metais, 33 % de polímeros e 31,2 % de cerâmicos. Na etapa de lixiviação foi possível recuperar 100% do cobre contido nas amostras da rota II (fração não magnética da placa de vídeo e da placa mãe). A etapa de extração por solventes permitiu separar o alumínio e o zinco do licor obtido na lixiviação das amostras da rota II (fração não magnética da placa de vídeo e da placa mãe). A extração do alumínio e o zinco empregou 10% v/v D2EHPA, temperatura ambiente, tempo de reação de 10 min e pH igual a 3,5. Além disso, o cobre foi separado usando-se 20% v/v de D2EHPA, temperatura ambiente, tempo de reação de 10 min e pH igual a 3,5. Finalmente foi encontrado que este procedimento permite recuperar 82 % do cobre contido na placa mãe e 60 % do cobre da placa de vídeo. / Over the years, the solid waste generation problem has been gaining strength in an environmental context. Currently, several technologies on the field of waste treatment are been studied aiming to reduce the volume of produced waste and gain additional economic value. Discarded printed circuit boards (PCBs) are classified as solid waste and in it composition, sometimes, they hold greater quantities of metal than ores. The present research studied the separation of non-ferrous metals from two types of printed circuit boards from discarded computers (motherboards and video boards) aiming its recovery. The overall process used physical treatment and hydrometallurgical treatment. The physical processing started with griding the PCBs using a knife mill and a hammer mill. Quartered samples from the grinded material were utilized on the hydrometallurgical process. Samples obtained after quartering were called samples from route l. The remained milled material was magnetically separated generating non-magnetic samples, called: samples from route ll, also followed by hydrometallurgical treatment. After, present materials on the PCBs and its respective samples were characterized (samples from route l and samples from route ll). Leaching those materials was the first step of the hydrometallurgical step. Leaching parameters time, temperature and acid concentration were evaluated. The resulting liquor from leaching samples from route ll followed to the solvent extraction (SSX) phase, in which metals were screened and purified. On the extraction phase there were utilized the acid extractants: Cyanex 272, D2EHPA, TBP and its mixtures. Experiments varying extraction parameters as organic/aqueous (O/A), temperature and extractant concentration were carried out during this phase. Finally, the number of theoretical stages of extraction were determined to purify the liquor obtained by leaching samples from route ll. The results showed that the mother PCBs are constituted by 35.8% of metals; 38.4% of polymers and 25.9% of ceramic, while the video PCBs are composed by 35.8% of metals, 33% polymer and 31.2% of ceramic. In the leaching step was possible to recover 100% of the copper contained in the route II samples (non-magnetic fraction of the video boards and motherboards). The solvent extraction step can separate aluminum and zinc from the liquor produced in leaching process of the Route II samples (non-magnetic fraction of the video board and motherboard). Aluminum and zinc extraction used 10% v/v of D2EHPA, room temperature, reaction time 10 min and pH 3.5. Moreover, copper was removed using 20% v/v of D2EHPA, room temperature, reaction time of 10 min and pH 3.5. Finally it was found that this procedure allows recovering 82% of the copper contained in the motherboard and 60% of the copper video board.
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Reciclagem de resíduos eletroeletrônicos: um estudo cinético da lixiviação ácida de ferro de placas de circuito impresso de microcomputadores. / WEEE recycling a kinetics study of acid leaching of iron from printed circuit boards of microcomputers.Kameoka, Fernando 28 July 2015 (has links)
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. / The increase in world consumption of new electronic equipment along with the reduction of its lifespan has brought an environmental issue due to waste generation. In Brazil, the National Solid Waste Policy establishes that manufacturers should respond for the reverse logistics of consumer electronics devices. This policy encouraged research to the development of methods of treatment and recycling of discarded materials. Acid leaching was analyzed as an alternative to the magnetic separation process widely used in hydrometallurgical routes for precious metals recovery from PCBs. Aqua regia was used to dissolve PCBs and thus characterize samples. The samples were milled and leached with sulfuric acid 1 and 2mol/L, at temperatures of 75ºC, 85ºC and 95ºC, during 24 hours. With sulfuric acid 2mol/L at 95ºC, the necessary time for 100% iron extraction was 2 hours. Under these conditions, no copper was detected. Reaction kinetics is controlled by chemical reaction and follows the expression .=1(1)3. Apparent activation energy equals 90kJ/mol.
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Estudo cinético da lixiviação de metais de placas de circuito impresso obsoletas. / Kinetic study on leaching of metals from waste printed circuit boards.Ramunno, Franco Alves Lavacchini 13 April 2015 (has links)
O processo tradicional de recuperação de metais de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE) geralmente envolve processamento pirometalúrgico. Entretanto, o uso desta tecnologia para processar placas de circuito impresso (PCI) obsoletas pode levar à liberação de dioxinas e furanos, devido à decomposição térmica de retardantes de chama e resinas poliméricas presentes no substrato das placas. Portanto, este trabalho propõe uma rota hidrometalúrgica para recuperação de metais. O comportamento dos metais, com destaque para cobre, zinco e níquel, durante a lixiviação ácida, foi estudado em três temperaturas diferentes (35ºC, 65ºC e 75ºC), com e sem adição de um agente oxidante (peróxido de hidrogênio H2O2). A cinética de dissolução ácida desses metais foi estudada baseada na análise química por ICP-OES (Espectrometria de emissão ótica por plasma acoplado indutivamente) e EDX (Espectroscopia de fluorescência de raios-X por energia dispersiva). O balanço de massa e a análise química indicaram que a etapa de lixiviação sem adição de oxidante é pouco eficaz na extração dos metais, sendo responsável pela dissolução de menos do que 6% do total extraído. A 65ºC e H2SO4 1 mol/L, com adição de 5 mL de H2O2 (30%) a cada quinze minutos e densidade de polpa de 1 g / 10 mL, 98,1% do cobre, 99,9% do zinco e 99,0% do níquel foram extraídos após 4 horas. A cinética de dissolução desses metais é controlada pela etapa da reação química, seguindo, dependendo da temperatura, a equação 1 (1 XB)1/3 = k1.t ou a equação ln (1 XB) = k4.t. / The traditional process for recovery of metals from waste electric and electronic equipment (WEEE) usually involves pyrometallurgical processing. However, the application of this technology to processing waste printed circuit boards (WPCBs) might lead to the formation of dioxins and furans, due to thermal degradation of flameretardants and polymeric resins present in the board substrate. Therefore, this work proposes a hydrometallurgical route for the recovery of metals. The acid leaching behavior of metals, especially copper, zinc and nickel, has been investigated at three different temperatures (35ºC, 65ºC e 75ºC) with and without the addition of an oxidizing agent (hydrogen peroxide H2O2). The dissolution kinetics for acid leaching of these metals was studied based on chemical analysis by ICP-OES (Inductively Coupled Plasma - Optical Emission Spectrometry) and EDX (Energy Dispersive X-ray Spectroscopy). The mass balance and chemical analysis showed that the acid leaching without the addition of an oxidizing agent is inefficient at extracting the metals, being responsible for less than 6% of the total mass leached during the hydrometallurgical route proposed. At 65ºC with 1 mol/L H2SO4 added 5 mL H2O2 (30%) each fifteen minutes under pulp density of 1 g / 10 mL, 98,1% of copper, 99,9% of zinc and 99,0% of nickel were extracted after 4 hours. The dissolution kinetics of these metals, depending on the temperature, followed 1 (1 XB)1/3 = k1.t or ln (1 XB) = k4.t, i.e. chemically controlled reaction model.
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Estudo da extração de índio a partir de telas de cristal líquido (LCD). / Indium extraction study from liquid crystal displays (LCD).Hashimoto, Hugo 17 July 2015 (has links)
Ao longo dos últimos anos, o crescimento ao acesso a esse tipo de tecnologia pelos consumidores brasileiros tem intensificado o aumento no interesse ambiental e econômico dos LCDs. Os displays de cristal líquido são utilizados em televisores, calculadoras, telefones celulares, computadores (portáteis e tablets), vídeo games entre outros equipamentos eletrônicos. O avanço tecnológico neste campo tem tornado estes aparelhos obsoletos cada vez mais rápido, aumentando o volume de resíduos de LCDs a ser dispostos em aterros o que contribui para a redução da sua vida útil. Neste contexto, os LCDs provenientes de televisores de LED LCD tem se tornado uma fonte importante de resíduos de equipamentos eletroeletrônicos (REEE). Assim, torna-se essencial o desenvolvimento de métodos e processos para tratamento e reciclagem de LCDs. Deste modo, o objetivo do presente trabalho é a caracterização física e química de telas de cristal líquido provenientes de displays de televisores de LED LCDs e o estudo de uma rota hidrometalúrgica para recuperação de índio. Para tanto se utilizou técnicas de tratamento de minérios e análises físicas e químicas (separação granulométrica, perda ao fogo, visualização em lupa binocular, TGA, FRX, FT-IR) para caracterização do material e quantificação do índio antes e, após, a rota hidrometalúrgica que, por sua vez, foi realizada em reatores de bancada utilizando três agentes lixiviantes (ácido nítrico, sulfúrico e clorídrico), três temperaturas (25ºC, 40ºC e 60ºC) e quatro tempos (0,5h; 1h; 2h e 4h). Encontrou-se que a tela de cristal líquido representa cerca de 20% da massa total do display de televisores de LCD e que é composta por aproximadamente 11% em massa de polímeros e 90% de vidro + cristal líquido. Verificou-se também que há seis camadas poliméricas nas telas de cristal líquido, onde: um conjunto com 3 polímeros compõe o analisador e o polarizador, sendo que o polímero da primeira e da terceira camada de cada conjunto é triacetato de celulose e corresponde a 64% da massa de polímeros das telas. Já o polímero da segunda camada é polivinilalcool e representa 36% da massa de polímeros. Os melhores resultados obtidos nos processos de lixiviação foram com o ácido sulfúrico, nas condições de 60°C por 4h, relação sólido-líquido 1/5. Nessas condições, foi extraído em torno de 61% do índio contido tela de LCD. / Over the past few years, the access increase to new technologies by the Brazilian costumers have intensified the concern about LCDs waste including environmental and economic issues. The liquid crystal displays are used in televisions, calculators, mobile phones, computers (laptops and tablets), videogames and among other electronics equipment. The advance in this field has become these devices obsolete ever faster, increasing the volume of the LCDs wastes to be disposed in landfills which contribute to the reduction of its lifetime. In this context, the LCDs from the LED-LCD televisions have turned an important wasted electrical and electronic equipment (WEEE) source. By this way, the aim of this work is the physic and chemistry characterization of the liquid crystal displays from LED LCD televisions displays end the study of a hydrometallurgical route to recovery the indium. For both, were used treatment of ores technics and physics and chemistry analysis (particle size separation, loss on ignition, stereoscopic microscopy, TGA, FRX, FT-IR) to material characterization and indium quantification, before and after the hydrometallurgical route. The leaching process was realized in stand reactors using three leaching agents (nitric, sulfuric and hydrochloric acid), three temperatures (25ºC, 40ºC e 60ºC) and four times (0,5h; 1h; 2h e 4h). It was establish that the liquid crystal display represents about 20% of the total mass of the LCD televisions displays and that is composed for approximately, in mass, for 11% in polymers and 90% in glass + liquid crystal. It was found too that have six polymeric layers in liquid crystal screens, where: one set with 3 polymers compound the analyzer and the polarizer, wherein the polymer of the first end the third layers of the each set are cellulose triacetate and matches 64% of the polymers mass of the screen. The second layer polymer is polyvinyl alcohol and represents 36% of the polymers mass. The top results of the leaching process was obtained with the sulfuric acid in 60°C for 4h and 1/5 solid-liquid relation. In this conditions, the indium extraction from LCD screen was about 61%.
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DINÂMICA DO NITROGÊNIO INFLUENCIADA PELA ADUBAÇÃO NITROGENADA E ADIÇÃO DE GESSO EM SISTEMA PLANTIO DIRETO DE LONGA DURAÇÃO / Nitrogen dynamics influenced by nitrogen fertilization and gypsum application under no-tillageCarli, Roberto Simão de 29 June 2016 (has links)
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Previous issue date: 2016-06-29 / Nitrogen is a nutrient with such a high contribution for agriculture, that various strategies are studied every year looking for enhancements of its use efficiency and reduction of its environmental impacts. This study hypothesis is that, the use of gypsum can change the soil’s nitrogen dynamic in the no-tillage system. So, the main objective of this study was to relate the dynamic of the labile compartments of C and N as indicators of fewer losses or lower efficiency of Nitrogen by the use of gypsum under a well-established no-till system. The objective was to relate the dynamics of labile compartments C and N as loss of reduction or efficiency indicators of N due to the use of gypsum in no-tillage system. The experiment was established in September 2012 on clay Oxisol in Ponta Grossa – PR, in a split-split plot completely randomized block design, with three replications. The sources of variation were used gypsum (plots), nitrogen (split-plots) and time (split-split plots). The corn sowing was done in September 2014. The treatments used in the plots were gypsum rates: a) absence of gypsum and b) 2.7 Mg ha-1 of gypsum applied surface. Treatments of subplots were: a) 0 kg ha-1 N; b) 80 kg ha-1 N; c) 160 kg ha-1 N and d) 240 kg ha-1 applied on corn at the V4 stage phenological (four leaves expanded). The time factor was inserted as split-split plots: a) 0 days after sowing (DAS); b) 34 DAS; c) 52 DAS; d) 87 DAS and e) 117 DAS. Within the first and the fifth time layers were sampled 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm, 20-40 cm and 40-60 cm. For intermediate times were sampled layers up to 20 cm. The variables analyzed were: a) Nitrate; b) hot water extractable organic carbon (HWEOC); c) permanganate oxidizable organic carbon (POXC); d) Total Organic Carbon (TOC) and e) Total Nitrogen (TN). It was also held for sampling density in the layers referred to only in the first season. Straw samples were collected for reading C and Total N was also evaluated the decomposition of crop residues. The corn production was studied in function of the treatments employed. The use of gypsum become an important tool to minimize the environmental impact nitrate leaching. In high fertility areas and therefore no chemical deterrents in depth to achieve high production ceilings, low doses of plaster do not provide increases in corn yields, but changes in labile compartments C are observed. In long term experiments changes should be seen in TOC and NT and consequently grain production in responses can be observed. / O nitrogênio é um nutriente de grande contribuição para a atividade agrícola, desta forma várias estratégias são estudadas cujo intuito é a maximização da eficiência associada à minimização dos impactos ambientais. O presente trabalho parte da hipótese que o uso do gesso agrícola altera a dinâmica do nitrogênio no solo em sistema plantio direto. Dessa forma o objetivo geral foi relacionar a dinâmica dos compartimentos lábeis de C e N como indicadores da redução de perda ou eficiência do N devido ao uso do gesso agrícola em sistema plantio direto de longa duração. O experimento foi implantado em setembro de 2012 em um Latossolo Vermelho distrófico argiloso em Ponta Grossa – PR. O delineamento experimental foi em parcelas sub-subdivididas com três repetições. As fontes de variação empregadas foram gesso agrícola (parcelas), doses de nitrogênio (sub-parcelas) e o tempo (sub-subparcelas). A semeadura do milho ocorreu em setembro de 2014. Os tratamentos empregados nas parcelas foram doses de gesso: a) ausência de gesso e b) 2,7 Mg ha-1 de gesso, aplicados em superfície. Os tratamentos que compuseram as subparcelas foram: a) ausência de N; b) 80 kg ha-1 de N; c) 160 kg ha-1 de N e d) 240 kg ha-1 aplicados no milho no estágio fenológico de V4 (quatro folhas verdadeiras expandidas). O fator tempo foi inserido como sub-subparcela, sendo que as avaliações foram realizadas em a) 0 dias após semeadura (DAS); b) 34 DAS; c) 52 DAS; d) 87 DAS e e) 117 DAS. Dentro da primeira e da quinta época foram amostradas as camadas 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm, 20-40 cm e 40-60 cm. Para as épocas intermediárias foram amostradas as camadas até 20 cm. As variáveis analisadas foram: a) Nitrato; b) Carbono extraído em água quente (C-AQ); c) carbono oxidado por permanganato (C-OXP); d) Carbono Orgânico Total (COT) e e) Nitrogênio Total (NT). Também foi realizada amostragem para densidade nas camadas referidas apenas na primeira época. Amostras de palha foram coletadas para leitura de C e N total, também foi avaliada a decomposição dos resíduos culturais. A produtividade do milho foi estudada em função dos tratamentos empregados. O uso do gesso se torna uma ferramenta importante para minimizar o impacto ambiental pela lixiviação de nitrato. Em áreas de alta fertilidade e consequentemente sem impedimentos químicos em profundidade para alcançar altos tetos produtivos, doses baixas de gesso não proporcionam incrementos na produtividade do milho, porém alterações nos compartimentos lábeis do C são observadas. Em experimentos que contemplem maior tempo, mudanças devem ser observadas nos estoques de COT e NT e consequentemente respostas em produção de grãos poderão ser observadas.
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Produção de coagulante férrico a partir da lixiviação de concentrado de pirita da mineração de carvão via cristalização/solubilização de sulfato ferroso : estudo comparativo entre rejeitos de duas jazidasVilletti, Pedro Ivo Chitolina January 2017 (has links)
O beneficiamento de carvão mineral para a utilização em termoelétricas gera grandes quantida-des de rejeitos, os quais contêm diversos minerais, entre eles a pirita (sulfeto de ferro - FeS2). A pirita, na presença de água e oxigênio se oxida, gerando a drenagem ácida de minas (DAM), principal fonte de contaminação dos aquíferos e do solo nas regiões carboníferas. Atualmente, a DAM é tratada pelo método de neutralização/precipitação de metais. Essa é uma técnica con-siderada “fim-de-tubo” com diversas desvantagens, entre elas o alto custo. Entretanto, através de técnicas preventivas, baseadas nos princípios da produção mais limpa, é possível, concomi-tantemente, minimizar a geração de DAM e agregar valor à parte ou totalidade dos rejeitos de carvão. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a produção do coagulante sulfato férrico a partir da lixiviação de um concentrado de pirita oriundo de rejeitos de carvão via cristaliza-ção/solubilização de sulfato ferroso, comparando o processo para duas jazidas distintas de car-vão mineral. Amostras de concentrados de pirita foram obtidas de rejeitos de carvão das jazidas do Estado de Santa Catarina, minerados na cidade de Forquilhinha, e do Estado do Paraná, na cidade de Figueira A parte experimental foi realizada a partir de um reator de leito empacotado em planta-piloto e envolveu as seguintes etapas: produção de um lixiviado férrico, conversão do lixiviado férrico em ferroso, precipitação do Fe2+ e do sulfato na forma de cristais de sulfato ferroso heptahidratado com auxílio de etanol. Estudou-se, de forma detalhada, a proporção li-xiviado:etanol para o melhor rendimento do processo. Os cristais de sulfato ferroso produzidos a partir do concentrado de pirita catarinense apresentaram características semelhantes a um pa-drão analítico (menos de 1% de impurezas). Os cristais produzidos a partir da pirita paranaense apresentaram um índice levemente superior ao padrão estabelecido comercialmente (1,08%), além de apresentar alguns metais bastante perigosos à saúde, como arsênio. Também se estudou a produção do coagulante férrico via dissolução dos cristais de sulfato ferroso e oxidação do ferro pela adição de soluções aquosas com agentes ácidos e oxidantes. A melhor condição ob-tida foi a seguinte: 5 g de sulfato ferroso, 7,5 mL de água destilada, 1,5 mL de peróxido de hidrogênio e 5 gotas de ácido sulfúrico. Essa proporção proporcionou um coagulante com quase 12% de ferro, sendo que 97% deste ferro na forma férrica. O coagulante produzido foi utilizado no tratamento de água do corpo hídrico Guaíba, empregando-se como referência os padrões brasileiros de potabilidade (Portaria nº 2914 do Ministério da Saúde). Mostrando-se eficiente no tratamento de água para fins de abastecimento público. / The coal processing for use in power plants, generates amounts of residues, which contain var-ious minerals, such as pyrite (iron sulfide-FeS2). Pyrite, in the presence of water and oxygen, oxidizes, generating acid mine drainage (AMD), the main source of contamination of aquifers and soil in the carboniferous region of Santa Catarina. Currently, the AMD is treated by the method of neutralization/precipitation of metals. This is a technique considered "end-of-pipe" with many disadvantages, like the excessive cost. However, through preventive techniques, based on the principles of cleaner production, it is possible, at the same time, minimize the generation of AMD and to add value to a part or totality of coal waste. Thus, the objective of this work was to study the production of ferric sulphate coagulant from the leaching of a pyrite concentrate from coal tailings via crystallization / solubilization of ferrous sulphate, comparing the process to two distinct mineral coal deposits. Samples of pyrite concentrates were obtained from coal tailings from the State of Santa Catarina mines, mined in the city of Forquilhinha, and from the State of Paraná, in the city of Figueira The experimental part was carried out in a bed reactor packed in a pilot plant and involved the following steps: production of a ferric leachate, conversion of ferric leachate into ferrous, precipitation of Fe2 + and sulphate as crystals of ferrous sulphate heptahydrate. It was also studied, in detail, the proportion leached:ethanol for the best yield of the process. The ferrous sulphate crystals produced from the Santa Catarina pyrite concentrate showed characteristics similar to an analytical standard (less than 1% of im-purities). The crystals produced from the Paraná pyrite concentrate presented an index slightly higher than the commercially established standard (1.08%), besides presenting some metals very dangerous to health, such as arsenic. The production of ferric coagulant was also studied by dissolving the ferrous sulphate crystals and iron oxidation by adding aqueous solutions with acidic and oxidizing agents. The best condition obtained was as follows: 5 g of ferrous sulphate, 7.5 ml of distilled water, 1.5 ml of hydrogen peroxide and, 5 drops of sulfuric acid. This pro-portion provided a coagulant with almost 12% iron, with 97% of this iron in the ferric form. The coagulant produced was used in the water treatment of lake Guaíba, using as reference the Brazilian standards of potability. The coagulant produced showed to be efficient in the water treatment for public supply purposes.
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