Uso de técnicas de purificação para produção de alumina de alta pureza.

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Pereira, Barbara da Rocha
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
• Palavras-chave em Português: Técnicas de purificação; Alumina de alta pureza; Bauxita; Solvent extraction; Precipitation; Leaching; Iron Removal; Ion exchange; D2EHPA; Chelating resins; Bauxite; Alumina; Alamine 336
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3137/tde-04052026-074716/

A bauxita, principal fonte para a produção de alumina, é uma rocha constituída por uma mistura de óxidos metálicos, como gibbsita, caulinita, hematita e anatásio, no entanto a sua composição variar de acordo com sua localização. A alumina é produzida comercialmente pelo processo Bayer,entretanto, ocorre a geração de rejeitos, por esse motivo faz-se necessário desenvolver uma metodologia com objetivo de remover os compostos que não são de interesse, produzindo um licor rico em alumínio e resultando em uma alumina de alta pureza. Ao utilizar os processos hidrometalúrgicos, podemos aplicar processos como lixiviação ácida, separação e purificação e calcinação com baixa geração de resíduos tóxicos. O objetivo deste estudo é a obtenção de alumina de alta pureza a partir da bauxita do tipo laterítica por meio de processos hidrometalúrgicos, em que se utilizou a lixiviação ácida, testando diversos ácidos como ácido sulfúrico, nítrico, clorídrico, oxálico e fosfórico, variando concentrações dos ácidos, temperatura, relação sólido/líquido e tempo de processo. O licor seguiu para o processo de extração por solvente, em que diversos parâmetros foram testados: quatro tipos de extratantes (CYANEX 272, CYANEX 923, D2EHPA e Alamine 336), pH, razão de querosene/extratante, temperatura, razão entre fase orgânica e aquosa, extração por contato e estudo da reextração. Ensaios de batelada de troca iônica foram feitos para verificar a adsorção de ferro através do estudo da variação de pH, temperatura e tempo com as resinas quelantes Purolite S950 e Lewatit TP207. Posteriormente, com os parâmetros obtidos em batelada, seguiu para o estudo da adsorção do ferro em uma coluna de leito fixo, variando a vazão de entrada de solução. Os licores purificados foram precipitados com o hidróxido de amônio por 2 horas e pH=3. Posteriormente, os precipitados foram calcinados em mufla a 1200°C por 1 hora e posteriormente analisados no difratômetro de raios-X (DRX) e analisados em ICP-OES para comprovar a transformação em alumina e a pureza das amostras obtidas. Os resultados de lixiviação mostraram que o ácido sulfúrico extraiu 100% do ferro e do alumínio presentes na amostra. Na extração por solventes os extratantes Alamine 336 (pH=0) e D2EHPA (pH=-0,5) obtiveram taxa de extração maior que 90% de ferro e menor que 15% de alumínio. Na precipitação seletiva foi possível remover somente 50% do ferro com o uso do agente precipitante hidróxido de amônio. E na Troca iônica 85% do ferro foi removido. Ao final dos processos de purificação, foi possível obter a pureza de 99% com o extratante Alamine 336, e de 99,99% com o D2EHPA. Na precipitação seletiva, a pureza obtida foi de 99,5%. A junção das técnicas de extração por solvente e coluna de leito fixo resultou na produção de uma alumina de 99,99%.