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dc.contributor.advisor1Heitor Avelino de Abreupt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3969217191687452pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Renata Dinizpt_BR
dc.contributor.referee1João Paulo Ataide Martinspt_BR
dc.contributor.referee2Bernardo Lages Rodriguespt_BR
dc.creatorCatarina Sampaio Furlanipt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9254496811250420pt_BR
dc.date.accessioned2021-10-19T15:02:50Z-
dc.date.available2021-10-19T15:02:50Z-
dc.date.issued2021-06-10-
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/1843/38430-
dc.description.abstractThe mineral extraction sector is one of the main sources of economic development in Brazil, and the state of Minas Gerais is highly dependent on this industry. The main ores mined are iron and gold; the second is usually found associated with sulfide minerals that end up as tailings. The process known as acid mine drainage (AMD) occurs by the oxidation and dissolution of these sulfide minerals that are exposed to a humid and oxidizing medium, leading to an important environmental impact caused by the potential for soil and water contamination. In this dissertation, a method for mitigating AMD, the carrier micro-encapsulation (CME), applied to arsenopyrite (FeAsS), a sulfide mineral that, when oxidized, also leads to the dissolution of toxic arsenic species. Using DFT methodologies with plane waves and localized bases, the calculations were performed to obtain structural and electronic properties of arsenopyrite, both in bulk and on the surface (001), and of the passivating agents of the CME method. From the characterizations carried out for arsenopyrite, structural parameters were obtained, in addition to evidence regarding its semiconductor profile, with a significant contribution from the iron atom both as receptor and electron donor. The passivating agent studied was the [Al(cat)(OH)] complex, in which (cat) represents catechol, a compound sensitive to redox interactions, which decomposes selectively on mineral sulfides. Structural and electronic analyzes of these systems were carried out. The CME method had its mechanism studied, with the adsorption of the complex on the surface (001) of arsenopyrite previously oxidized by the action of water and oxygen molecules, which dissociate to form hydroxyl groups. The main steps analyzed were the adsorption of the complex, its oxidative decomposition, accompanied by the exit of the catecholate ligand and the formation of aluminum oxy-hydroxide species which has the function of passivating the arsenopyrite, avoiding AMD. The occurrence of each stage was evidenced by the results of the electron localization function (ELF), by the difference in charge density - showing where electronic densities shared by atoms in the system increase and decrease -, and by integration of the projected density of states on the atoms (PDOS).pt_BR
dc.description.resumoO setor extrativo mineral é uma das principais fontes de desenvolvimento econômico no Brasil, e o estado de Minas Gerais tem grande dependência sobre essa indústria. Os principais minérios extraídos são o de ferro e o de ouro, sendo o segundo encontrado normalmente associado a sulfetos minerais que acabam como rejeitos. O processo conhecido como drenagem ácida de minas (DAM) ocorre pela oxidação e dissolução desses sulfetos minerais que se encontram expostos a um ambiente úmido e oxidante, levando a um grande impacto ambiental causado pelo potencial de contaminação de solo e água. Nesta dissertação será abordado um método de mitigação da DAM, o micro encapsulamento transportador (MET), aplicado à arsenopirita (FeAsS), um sulfeto mineral que quando oxidado leva à dissolução também de espécies tóxicas de arsênio. Utilizando de metodologias DFT com ondas planas e bases localizadas, foram realizados cálculos para obter propriedades estruturais e eletrônicas da arsenopirita, tanto na forma bulk quanto na superfície (001), e dos agentes passivadores do método MET. Das caracterizações realizadas para a arsenopirita obteve-se parâmetros estruturais, além de evidências quanto ao seu perfil semicondutor, com grande contribuição do átomo de ferro tanto como receptor quanto como doador de elétrons. O agente passivante estudado foi o complexo [Al(cat)(OH)], em que (cat) representa o catecol, um composto sensível a interações redox, que se decompõe seletivamente sobre sulfetos minerais. Foram realizadas análises estruturais e eletrônicas destes sistemas. O método MET teve seu mecanismo estudado, com a adsorção do complexo na superfície (001) da arsenopirita previamente oxidada pela atuação de moléculas de água e de oxigênio, que se dissociaram para formar grupos hidroxila. As principais etapas analisadas foram de adsorção do complexo, a sua decomposição oxidativa, acompanhada da saída do ligante catecolato e a formação de espécies de oxi-hidróxido de alumínio que tem a função de passivar a arsenopirita, evitando a DAM. A ocorrência de cada etapa foi evidenciada por resultados da função de localização de elétrons (ELF), pela diferença de densidade de cargas – mostrando onde crescem e diminuem densidades eletrônicas compartilhadas por átomos do sistema –, e por integração da densidade de estados projetada sobre os átomos (PDOS).pt_BR
dc.description.sponsorshipCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicopt_BR
dc.description.sponsorshipFAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Geraispt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.description.sponsorshipINCT – Instituto nacional de ciência e tecnologia (Antigo Instituto do Milênio)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Minas Geraispt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICX - DEPARTAMENTO DE QUÍMICApt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFMGpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectArsenopiritapt_BR
dc.subjectDrenagem ácida de minaspt_BR
dc.subjectPassivaçãopt_BR
dc.subjectDensity functional theory DFTpt_BR
dc.subjectMicro encapsulamento transportador METpt_BR
dc.subjectArsenopyritept_BR
dc.subjectAcid mine drainagept_BR
dc.subjectPassivationpt_BR
dc.subject.otherFísico-químicapt_BR
dc.subject.otherSulfetospt_BR
dc.subject.otherMinas Drenagempt_BR
dc.subject.otherResíduospt_BR
dc.subject.otherOxidaçãopt_BR
dc.subject.otherFuncionais de densidadept_BR
dc.subject.otherAdsorçãopt_BR
dc.titleInvestigação do processo de passivação da superfície de arsenopirita (FeAsS) - uma abordagem teóricapt_BR
dc.typeDissertaçãopt_BR
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado

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