Avaliação da rota bio-termo-hidrometalúrgica para redução do teor de fósforo no minério de ferro

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Silva, Leonardo Martins da
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Pré–tratamento de minério; Remoção de fósforo; Rota de processamento; Hidrometalurgia; Minério de ferro; Fósforo; Engenharia Metalúrgica; Produção intelectual; Phosphorous removal; Processing route; Bioleaching; Acid leaching
• Link de acesso: http://app.uff.br/riuff/handle/1/27069

A demanda por minério de ferro em todo o mundo vem aumentando continuamente implicando assim no aumento do volume de mineração que ocorre a geração de minérios com baixa concentração de ferro e maiores impurezas. Visando o aumento do teor de ferro em minério empobrecido tem sido empregadas tecnologias de concentração possibilitando­se minerar jazidas com menores teores de ferro e maiores contaminantes, dentre eles o fósforo. Porém o teor de fósforo tem um impacto significativo nos processos de obtenção do aço. Sendo assim, uma alternativa para redução do teor do elemento fósforo em minérios contaminados é a realização de um pré­tratamento visando atingir o limite de fósforo aceitável no minério de ferro antes da sua utilização na produção de aço. O processo de lixiviação ácida é considerado um processo econômico para a desfosforação do minério de ferro, no entanto, dependendo da maneira como o elemento de fósforo esteja contido no minério o mesmo exigirá a aplicação adicional de energia. Neste trabalho, propõe­se, para a adição de energia nas partículas de minério de ferro, o aquecimento através de energia de micro­ondas devido sua eficiência na geração de calor. O aquecimento de partículas de minério de ferro utilizando energia de micro­ondas tem se mostrado eficaz devido as diferentes interações entre os minerais presentes na ganga e o campo magnético gerado pelas micro­ondas trazendo assim benefícios para a cinética da remoção de fósforo. Neste contexto, a presente tese estuda a viabilização de uma rota integrada Bio – Termo – Hidrometalúrgica. Inicialmente, um tratamento bacteriano é utilizado como etapa de desbaste utilizando a cepa bacteriana Burkholderia caribensis, sendo seguida por um tratamento de rápido aquecimento e resfriamento (geração de fissuras e sítios de reações) e finalizando com lixiviação com ácido sulfúrico na concentração de 0,2M. A quantificação do fósforo em todas as etapas foi realizada no Laboratório de Análises químicas localizado no Centro de Tecnologia Mineral e mantido pelo Ministério da Ciência e Tecnologia (CETEM / MCTI), onde foi utilizada a técnica de espectroscopia de emissão ótica com plasma indutivamente acoplado (ICP – OES). Através de análises por difratometria de raios­X e aplicando o método de Rietveld foi possível demonstrar a composição mineralógica das amostras de minério de ferro antes e após o tratamento das partículas utilizando cepa bacteriana e energia de micro­ondas. O efeito do aquecimento e arrefecimento rápido da amostra foi considerado eficiente para promover a formação de fissura nas partículas de minério de ferro aumentando assim a eficiência do processo de lixiviação. A microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada para analisar a estrutura antes e após o processo de aquecimento e arrefecimento das partículas de v minério de ferro. Consequentemente foi observada a geração de fraturas aumentando assim a superfície de reação. Foi utilizado também o método estatístico de delineamento composto central para avaliar a influência dos parâmetros na eficiência da remoção do fósforo. Com base nas análises desta rota conclui­se que seria possível uma remoção de até 70% do fósforo contido na forma complexada.