Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24981
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Influência da concentração de óxidos de ferro e variáveis de processo na produção de superfosfatos simples
Alternate title (s): Influence of iron oxides and process variables in the production of single superphosphates
Author: Ribeiro, Gustavo Paiva
First Advisor: Hori, Carla Eponina
Second Counselor: Ribeiro, Eloízio Júlio
First member of the Committee: Damasceno, João Jorge Ribeiro
Second member of the Committee: Contato, Rogério Guimarães
Summary: O fertilizante fosfatado supersimples (SSP) é fabricado pela reação direta entre o concentrado fosfático com o ácido sulfúrico em presença de água, em complexas reações de longa duração, cujos resultados são altamente influenciados por fatores cinéticos do meio reacional. Aproximadamente 95% dos concentrados fosfáticos utilizados no Brasil são oriundos de rochas fosfáticas lavradas em minas de origem ígneas, devido à vocação geológica do país. Nessas minas é lavrada a apatita, [Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)], principal fonte de fósforo nas rochas fosfáticas ígneas. No entanto, a mesma está presente nos solos em baixos teores e associadas a diversos outros contaminantes. Um dos principais contaminantes presentes em minas de origem ígneas é o ferro, geralmente expresso na forma de Fe2O3, mas presente nas formas de hematita, magnetita, goethita, dentre outras, cuja remoção total do minério durante sua concentração é inviável técnica e economicamente. A elevada presença de óxidos de ferro na produção do SSP gera a formação de fosfatos de ferro, insolúveis em água, parcialmente insolúveis em citrato neutro de amônio (CNA), com menor eficiência agronômica para a grande maioria das culturas e usualmente fora das especificações estabelecidas. Visando a viabilização da produção de SSP com concentrados com elevados teores de óxidos de ferro, foi criado e executado um planejamento composto central que possibilitou a verificação conjunta dos efeitos dos teores de óxidos de ferro associado às variáveis cinéticas usuais da produção de SSP, onde utilizou-se concentrados fosfáticos com até 14,74% de Fe2O3. Verificou-se que conforme as condições cinéticas reacionais adotadas e os teores de ferro no meio é possível maximizar a solubilidade em CNA do SSP, alcançando-se nos experimentos conversões próximas a 100%. As conversões elevadas alcançadas compensam parcialmente os menores teores globais de P2O5 total nas amostras e demonstraram viabilidade técnica para implementação industrial das rotas geradas no presente trabalho.
Abstract: The single superphosphate (SSP) is manufactured by the direct reaction between phosphate concentrates and sulfuric acid in presence of water, in complex long-lasting reactions, whose results are highly influenced by the kinetic factors of the reaction medium. Approximately 95% of the phosphate concentrates used in Brazil originates from phosphate rocks extracted from mines of igneous origin, due to the country's geological vocation. The apatite, [Ca5(PO4)3(OH,F,Cl)], is mined from these deposits as it is the main source of phosphorus in igneous phosphate rocks. However, it is present in soils at low concentrations and thus associated to several contaminants. One of the main contaminants present in mines of igneous origin is iron, generally expressed as Fe2O3, but present in the forms of hematite, magnetite, goethite, among others, whose total removal during the rock’s concentration is technically and economically unfeasible. The high presence of iron oxides in SSP production results in the formation of water insoluble iron phosphates, which are partially insoluble in neutral ammonium citrate (NAC), possessing lower agronomic efficiency on most crops and usually bellow the established solubility specifications. With the objective of producing SSP using phosphate concentrates with high iron oxides concentrations, a Central Composite Design was created and executed enabling the joint verification of the effects of iron oxide concentrations associated to the usual kinetic variables of the SSP production, with utilization of phosphate concentrates containing up to 14.74% of Fe2O3. It was verified that by adopting certain kinetic conditions in association with the iron contents in the reaction medium it was possible to maximize the NAC solubility on SSP, with conversions nearing 100% achieved in the experiments. The high conversions reached partially offset the lower total P2O5 contents in the samples and demonstrated technical feasibility for the industrial implementation of the routes generated at the present work.
Keywords: Superfosfatos
Superfosfato simples
Fosfatos de ferro
Fertilizantes
Engenharia química
Superfosfatos
Fertilizantes fosfatados
Ferro
Impurezas
Contaminantes
Superphosphates
Simple superphosphate
Iron phosphates
Fertilizers
Impurities
Contaminants
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::FERTILIZANTES
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INORGANICOS
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Química
Quote: RIBEIRO, Gustavo Paiva. Influência da concentração de óxidos de ferro e variáveis de processo na produção de superfosfatos simples. 2012. 100 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.321
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.di.2019.321
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/24981
Date of defense: 30-Jul-2012
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Engenharia Química

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
InfluênciaConcentraçãoÓxidos.pdf4.5 MBAdobe PDFThumbnail
View/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.