Evaluation of membrane separation process for the treatment of gold mining effluent

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Laura Hamdan de Andrade
• Orientador(a): Miriam Cristina Santos Amaral
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
• Palavras-chave em Português: Ultrafiltração; Precipitação intermediária; Condições operacionais; Nanofiltração; Vida útil; Efluente de mineração de ouro
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-ABYNBC

Essa tese objetivou realizar uma avaliação sistêmica e detalhada dos processos integrados de ultrafiltração (UF) e nanofiltração (NF) aplicados ao tratamento de efluente de mineração de ouro, o qual é caracterizado por elevadas concentrações de sulfato, cálcio e arsênio e pH ácido. As condições operacionais tipo de processo (osmose inversa ou NF), tipo de membrana, aplicação de pré-tratamento, pH de alimentação, temperatura e grau de recuperação de permeado (GR) foram avaliadas em escala de bancada. As melhores condições encontradas foram: membrana de nanofiltração NF90, com pré-tratamento com UF, ajuste do pH da alimentação para 5,0 e temperatura ambiente. O elevado grau de supersaturação do sulfato de cálcio limitou o GR do primeiro estágio de NF a 40%. O procedimento de limpeza química também foi estudado, e a melhor eficiência de limpeza foi a obtida com recirculação de solução de HCl 0,2% por 90 minutos. Por outro lado, pressão de operação, velocidade de escoamento, adição de anti-incrustante, aplicação de limpeza física e frequência de limpeza química foram avaliados em escala piloto. Observou-se que o aumento da pressão e a aplicação de limpeza física não trouxeram benefícios ao processo, enquanto o aumento da velocidade de escoamento reduziu incrustação e aumentou a eficiência de retenção de solutos. A adição de anti-incrustante também reduziu o decaimento de fluxo de permeado para GR maiores que 40%. A estabilidade da membrana foi avaliada por meio da sua exposição ao efluente e conjuntamente ao efluente e à solução de limpeza. As variações de rejeição e permeabilidade das membranas ao longo do tempo não foram muito expressivas, e as mesmas demonstraram bom desempenho mesmo após 285 dias de exposição. As condições para a precipitação intermediária do concentrado do primeiro estágio da NF foram estudadas. As condições otimizadas para a precipitação de arsênio e cálcio foram, respectivamente, relação molar Fe/As 4,0 e pH 7,0 e relação molar CO3/Ca 3,5 e pH 11,5. A baixa ocorrência de incrustação irreversível demonstrou ser possível operar com altos GRs no segundo estágio de UF-NF. Apesar de a inclusão de precipitação intermediária e segundo estágio de UF-NF aumentar o custo do tratamento de US$ 1.34/m³ para US$ 6.28/m³, ela permite a geração de 187 m³/h de água de reúso. Dessa forma, esse estudo demonstrou o potencial das tecnologias UF e NF para tratamento dos efluentes de mineração de ouro visando ao reúso de água.