Degradação de surfactantes utilizados na flotação a partir de processo foto-Fenton usando minério de ferro como catalisador. - Alves, Isabela Falconi Brandolis (2024)
A flotação por espuma é o método de separação mais eficiente para a obtenção de minérios concentrados. Este processo utiliza compostos surfactantes, como as éter aminas, para possibilitar separações de minerais de interesse dos indesejados. O beneficiamento de minérios de ferro pode consumir em torno de 1500 toneladas de aminas.ano-1, e produzir milhares de m3 de efluentes contaminados. As águas com aminas, não somente podem oferecer risco toxicológico para organismos vivos dos rios bem como também limitam a reutilização das águas no processo. A descontaminação de efluentes com aminas é pouco reportada, mas existem estudos com processos biológicos, adsorção e flotação por ar dissolvidos. Porém, estes processos possuem limitações como o tempo de decomposição, utilização de reagentes poluentes, além de degradação incompleta. As reações Fenton e foto-Fenton demonstraram mineralizar completamente aminas em períodos menores que os processos descritos anteriormente. A utilização de fontes alternativas de Fe na reação Fenton é um importante parâmetro e representa uma economia de processo. O minério de Fe é abundante em barragens de rejeito sendo uma alternativa interessante para ser reutilizado. Com isso, o objetivo desta tese foi em mineralizar éter aminas utilizadas na mineração de Fe por processo foto-Fenton utilizando-se minério de Fe. Além de minério de Fe, utilizou-se um foto-reator com 6 lâmpadas UVB e 6 UVC, éter aminas comerciais (éter monoamina neutralizada, mistura de éter mono/diaminas e éter monoamina) e ácido oxálico (Ox) como agente complexante. O minério foi caracterizado pela medida da área superficial pelo método de Brunauer, Emmet, Teller (BET), actinometria e cromatografia gasosa com analisador de massas acoplado (GC-MS). Os testes foram divididos em primeiramente, ensaios preliminares, que avaliaram a adsorção da matriz orgânica no minério, relações H2O2/minério na reação e influência da lixiviação de Fe na reação foto-Fenton. Posteriormente, foram definidos parâmetros da reação; forma de injeção de H2O2, sólidos em suspensão, tipo de agitação, concentrações de H2O2 e de minério de Fe em suspensão. A parte 3 avaliou mineralizações em diferentes concentrações iniciais de aminas, configurações de lâmpadas e avaliação da toxicidade das amostras produzidas com o organismo-teste Vibrio fischeri. Por fim, foi proposto um fluxograma de processo em escala real. As caracterizações demonstraram que a taxa de emissão de fótons do foto-reator foi de 44x10-5 Einstein s-1 à 2,74 x 10-4 Einstein s-1. As aminas são compostas por 3-Dodeciloxipropilamina, 3-(2- Etilhexiloxi)-propilamina e álcoois (heptanol, nonanol e pentanol). O minério de Fe utilizado mineralizou atuou como catalizador da reação foto-Fenton após lixiviação com ácido oxálico no foto-reator. Os melhores parâmetros foram a agitação por aeração, injeção intervalada de 2,4 g L-1 H2O2, 21,4 g L-1 de minério em solução, obtendo-se 99% de mineralização e Ox completamente removido com 240min. Nestas condições, todas as aminas testadas foram mineralizadas em 98% além de toxicidade reduzida em 98%. Conclui-se que a reação foto-Fenton pode ser utilizada como método de tratamento de efluentes contaminados com éter aminas. Com isso, o presente estudo também alinha-se ao cumprimento dos objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS) 6, 9 e 12, propostos pela Organização das Nações Unidas (ONU). Sugere-se que para trabalhos futuros misturas de surfactantes em presença de outros tipos de minérios sejam estudadas.