Remoção de íons sulfato aplicando a hidrocalumita calcinada como agente precipitante
| dc.contributor.advisor1 | Guimarães, Damaris | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/0000000249323252 | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6576377621734943 | |
| dc.contributor.author | Santana, Dantara Freires | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000000314364553 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/8877437080294034 | |
| dc.contributor.referee1 | Altoe, Mario Alberto Simonato | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0009-0004-6226-7912 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8481776828705621 | |
| dc.contributor.referee2 | Profeti, Luciene Paula Roberto | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000-0001-6280-2410 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/6517975282316378 | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T00:50:01Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T00:50:01Z | |
| dc.date.issued | 2020-08-25 | |
| dc.description.abstract | The hydrocalumite (Ca2Al(OH)6Cl.2H2O), a layered double hydroxide (LDH), was synthesized and calcined at different temperatures in order to evaluate its application as a precipitating agent in the sulfate removal. For the characterization of the used materials, the techniques of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) and thermogravimetric analysis (TGA). The precipitation tests were carried out by evaluating the reaction time (up to 300 minutes), dosage (2, 4 and 6 g L-1) and thermal treatment of the precipitating agent (without calcination and calcined at 100, 200, 300 and 400°C). In addition, the influence of nitrate and phosphate anions on the sulfate removal and the reuse of the sludge generated in the process were analyzed. In precipitation tests, higher hydrocalumite dosages resulted in shorter reaction times to achieve process stability, due to the greater amount of precipitating agent to react with the anion. With the lowest dosage of precipitating agent analyzed, the largest sulfate removal was 64.8±4.0%, in 120 minutes of reaction with hydrocalumite calcined at 100°C, considering the initial concentration in all tests close to 950 mg (SO4-2) L-1. Higher dosages resulted in shorter reaction times to achieve stability in the sulfate precipitation, due to the greater amount of precipitating agent to react with the anion. The application of calcined hydrocalumite showed higher values for anion removal, in relation to the value obtained with the synthesized hydrocalumite without thermal treatment; however the increase in the calcination temperature did not influence the final sulfate concentration. The sulfate removal on increasing order in tests with interfering anions was: 30.3% (assay with all anions), 33.8% (assay with sulfate and phosphate), 82.7% (assay with sulfate and nitrate) and 90.1% (test with only sulfate). Regarding the evaluated anions, the presence of phosphate showed greater interference in the precipitation of sulfate than the presence of nitrate. The reuse of the thermally treated sludge in the sulfate precipitation did not show significant results in view of the low value for sulfate removal obtained, so it was only possible two reapplication cycles. With the characterization of the synthesized samples, the formation of hydrocalumite and the collapse of the lamellar structure of HDL at 400°C was confirmed. In the samples obtained after the sulfate removal test, the presence of the ettringite and gypsum phases was observed by the DRX, which confirms the anion precipitation. Yet in the samples of the treated sludge, was observed the presence of phases containing sulfate, calcium and aluminum. Thus, the application of calcined hydrocalumite as a precipitating agent in the sulfate removal proved to be effective due to the satisfactory results obtained. | |
| dc.description.resumo | A hidrocalumita, um hidróxido duplo lamelar (HDL) com fórmula química Ca2Al(OH)6Cl.2H2O, foi sintetizada e calcinada em diferentes temperaturas com objetivo de avaliar sua aplicação como agente precipitante na remoção de sulfato. Para caracterização dos materiais obtidos foram utilizadas as técnicas de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura acoplada à espectroscopia de energia dispersiva (MEV-EDS), espectroscopia no infravermelho (IR) e análise termogravimétrica (TG). Os ensaios de precipitação foram realizados avaliando o tempo de reação (até 300 minutos), dosagem (2, 4 e 6 g L-1) e tratamento térmico do agente precipitante (sem calcinação e calcinado a 100, 200, 300 e 400°C). Também foram analisadas a influência dos ânions nitrato e fosfato na remoção de sulfato e a reutilização do lodo gerado no processo. Nos ensaios de precipitação, maiores dosagens da hidrocalumita resultaram em menores tempos de reação para se alcançar a estabilidade do processo, devido a maior quantidade de agente precipitante para reagir com o ânion. Com a menor dosagem de agente precipitante analisada, a maior remoção de sulfato foi de 64,8±4,0%, em 120 minutos de reação com a hidrocalumita calcinada a 100°C, considerando a concentração inicial em todos os ensaios próxima a 950 mg (SO4-2) L-1. A aplicação da hidrocalumita calcinada apresentou valores maiores de remoção do ânion, em relação ao valor obtido com a hidrocalumita sintetizada sem tratamento térmico, porém o aumento da temperatura de calcinação não influenciou na concentração final de sulfato. A ordem crescente da remoção de sulfato nos ensaios com ânions interferentes foi: 30,3% (ensaio com todos os ânions), 33,8% (ensaio com sulfato e fosfato), 82,7% (ensaio com sulfato e nitrato) e 90,1% (ensaio somente com sulfato). Em relação aos ânions avaliados, a presença de fosfato apresentou maior interferência na precipitação de sulfato do que a presença de nitrato. Já a reutilização do lodo tratado termicamente na precipitação de sulfato não apresentou resultados significativos tendo em vista o baixo valor de remoção de sulfato obtido, por isso só foram possíveis dois ciclos de reaplicação. A partir da caracterização das amostras sintetizadas, confirmou-se a formação da hidrocalumita e o colapso da estrutura lamelar do HDL em 400°C. Nas amostras obtidas após o ensaio de remoção de sulfato, observou-se pelo DRX a presença das fases etringita e gipsita, o que confirma a precipitação do ânion. Já nas amostras dos lodos tratados observou-se a presença de fases contendo sulfato, cálcio e alumínio. Com isso, a aplicação da hidrocalumita calcinada como agente precipitante na remoção de sulfato se mostrou eficaz devido aos resultados satisfatórios obtidos. | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/15140 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Engenharia Química | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Agrárias e Engenharias | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Hidróxidos Duplos Lamelares | |
| dc.subject | Sulfato | |
| dc.subject | Ânions | |
| dc.subject | Precipitação | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Engenharia Química | |
| dc.title | Remoção de íons sulfato aplicando a hidrocalumita calcinada como agente precipitante | |
| dc.type | masterThesis |
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