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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.44.2016.tde-22012016-141536
Documento
Autor
Nome completo
Camila Maria Passos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2005
Orientador
Banca examinadora
Toledo, Maria Cristina Motta de (Presidente)
Chaves, Arthur Pinto
Prochnow, Luis Ignacio
Título em português
Caracterização mineralógica, micromorfológica e geoquímica da fase fosfática de compostos organo-fosfatados obtidos pelo processo Humifert
Palavras-chave em português
Brasil
Fertilizantes fosfatados
Fosfatos
Mineralogia
Resumo em português
As jazidas fosfáticas brasileiras são, em sua grande maioria, produto da laterização de corpos ígneos carbonatíticos primariamente enriquecidos em apatita. A alteração laterítica, no entanto, tem um papel duplo na concentração do minério fosfático; além de concentrar o mineral de minério numa primeira fase de alteração, com a progressão do intemperismo ela modifica e desestabiliza a apatita residual, gerando materiais que são descartados. Os rejeitos gerados pela mineração de fosfato no Brasil, que contêm teores significativos de P não aproveitáveis pelos processos tradicionais de beneficiamento e fabricação de fertilizantes fosfatados, podem representar material valioso em processos alternativos de aproveitamento, como o processo Humifert (Stemicha 1988), que consiste no tratamento de materiais fosfáticos descartados ou desprezados pela mineração, através da passagem de um fluxo de ar com óxidos de nitrogênio por uma mistura de material fosfático finamente moído e matéria orgânica úmida. O ácido nítrico, formado pela reação entre os óxidos de N e a umidade do material, ataca os fosfatos formando compostos mais solúveis que os fosfatos naturais iniciais. Após maturação, forma-se um material constituído por complexos fósforo-húmicos, com características físico-químicas que determinam uma solubilidade do P mais lenta do que a dos fertilizantes fosfatados tradicionais. Este trabalho teve como objetivo caracterizar, a partir de vários procedimentos (difração de raios-X, análises térmicas, espectroscópicas, microscopia óptica e eletrônica, além de análises químicas microlocalizadas e de solubilidae do P), os produtos organo-fosfatados, principalmente sua fase fosfática, obtidos pelo processo Humifert por Oba (2000), a partir de materiais fosfáticos de Jacupiranga, Catalão I e Patos de Minas, e correlacionar os dados com os diferentes resultados agronômicos obtidos pelo autor citado, para os mesmos materiais. Nenhuma técnica utilizada indicou quais compostos são produzidos nas reações. No entanto, as observações de microscopia óptica e eletrônica mostram fases que provavelmente correspondem a compostos neoformados; além disso, os grãos de apatita dos produtos são nitidamente diferentes dos grãos dos materiais iniciais, tanto por sua morfologia e características difratométricas como pela ocorrência de fases fosfáticas transformadas, ou seja, não apatíticas. As análises térmicas mostram, além da perda da água livre dos produtos, um pico exotérmico ao redor de 490-520°C relacionado a novos compostos, já que este não ocorre nem nos materiais fosfáticos iniciais nem na matéria orgânica adicionada. Medidas da solubilidade do P em diferentes extratores (água, ácido cítrico 2% e citrato neutro de amônio) mostram um acréscimo importante desta solubilidade nos produtos em relação aos respectivos materiais iniciais. A correlação das características dos materiais fosfáticos originais e de seus respectivos produtos Humifert não é evidente. A pesquisa mostra, entretanto, após investigação de todas as características estudadas, que os resultados agronômicos estão diretamente relacionados com a área de origem do material utilizado, com o local da mina ou da usina na qual a amostra foi coletada e com a mineralogia da amostra. Os fertilizantes produzidos são realmente mais solúveis que as amostras naturais e não só a apatita, mas também os outros minerais presentes, são consumidos durante o processo. Embora não tenha sido possível caracterizar os compostos neoformados durante o processo Humifert pelas técnicas analíticas empregadas, a maior solubilidade do P indica a transformação da apatita nestes compostos de caráter mais solúvel.
Título em inglês
Not available.
Palavras-chave em inglês
Not available.
Resumo em inglês
The Brazilian phosphatic deposits are, in its great majority, product of the laterization of carbonatitic igneous bodies o enriched in apatite. The lateritic alteration, however, plays a double role in the concentration of the phosphatic ore: in addition to concentrating the ore mineral, in a first phase of alteration, with the progression of the intemperism it modifies and destabilizes the residual apatite, generating materials that are discarded. The rejects generated by the mining of phosphate in Brazil, that have significant contents of unusable P by the traditional methods of apatite processing and of phosphated fertilizers manufacturing, can represent valuable material in alternative processes of utilization, as the Humifert process (Sternicha 1988), that consists of the treatment of discarded or rejected phosphatic materials by the mining, through the passage of an air flow with nitrogen oxides through a mixture of fine phosphatic material and humid organic matter. The nitric acid, formed by the reaction between oxides of N and the humidity of the material, attacks the phosphates foming composites more soluble than the initial natural phosphates. After maturation, a material consisting of complexes phosphorus-humics is formed, with physical-chemical characteristics that determine a solubility of the P slower than that of traditional phosphated fertilizers. This work had as objective to characterize, from many procedures (diffraction of X-rays, thermal, spectroscopic analyses, optic and electronic microscopy, besides eletronic microprobe and solubility of the P analyses), the organic-phosphated products, mainly their phosphatic phase, gotten by Oba (2000) using the Humifert process in phosphatic materials from Jacupiranga, Catalão I and Patos de Minas, and to correlate the data with the different agronomic results gotten by the cited author, for the same materials. None of the used techniques has indicated which composites are produced in the reactions. However, the observation of optic and electronic microscopy show phases that probably correspond to neoformed composites; moreover, the apatite grains of the products are clearly different from the grains of the initial materials, as much for its morphology and diffratometric characteristics as for the occurrence of transformed phosphatic phases, i. e., not apatitic. The thermal analyses show, besides the loss of the free water of the products, a exothermic peak around 490-520°C related to new composites, since this peak does not occur nor in the initial phosphatic materials nor in the added organic matter. Measures of the solubility of the P in different extractors (water, acid citric 2%, and neutral ammonium citrate) show an important increase of this solubility in the products in relation to the respective initial materials. The correlation of the characteristics of the original phosphatic materials and their respective Humifert products is not evident. The research shows, however, after inquiry of all the studied characteristics, that the agronomic results are directly related to the area of origin of the used material, to the place of the mine or the plant in which the sample was collected and to the mineralogy of the sample. The produced fertilizers are really more soluble than the natural samples and not only the apatite, but also the other present minerals, are consumed during the process. Although it has not been possible to characterize the composites neoformed during the Humifert process through the analytical techniques employed, the highest solubility of the P indicates the transformation of the apatite into more soluble composites.
 
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Passos_Mestrado.pdf (37.99 Mbytes)
Data de Publicação
2016-01-22
 
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