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http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B9EGBE| Type: | Tese de Doutorado |
| Title: | Toward high temperature and low pH gold mining effluent reclamation by different membrane separation processes |
| Authors: | Beatriz Gasparini Reis |
| First Advisor: | Helen Conceição Ferraz |
| First Co-advisor: | Helen Conceição Ferraz |
| metadata.dc.contributor.advisor-co2: | Corinne Cabassud |
| First Referee: | Katia Cecilia de Souza Figueiredo |
| Second Referee: | Fabio Merçon |
| Third Referee: | Joao Paulo Crespo |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Frederico de Araujo Kronemberger |
| Abstract: | Efluentes de mineração de ouro caracterizam-se por um pH baixo e concentrações elevadas de sulfato, metais e metalóides, especialmente o arsénio, que é um elemento tóxico que requer tratamento específico. O tratamento de efluentes mineração de ouro por nanofiltração (NF) e destilação assistida por membranas (DM) é um processo muito promissor uma vez que essas membranas podem reter íons bivalentes de forma eficiente para a produção de um permeado de alta qualidade que pode ser reutilizado na indústria. Esse estudo teve como objetivo avaliar as principais condições operacionais do tratamento de efluentes da mineração de ouro por NF, MD a vácuo (VMD) e DM por contato direto (DCMD) conjgado ou não com a extração de arsênio por solvente (SX) e conduzir um estimativa preliminar de custos operacionais. Os resultados mostraram que todos os processos avaliados foram eficientes no tratamento de efluente de mineração de ouro, permitindo o fluxo de permeado elevado e eficiências satisfatórias de retenção de solutos até uma taxa de recuperação de 30% (para sistemas de DM) e 40% (para NF), sendo que o pH do efluente afetou tanto a eficiência de retenção de solutos quanto a tendência de incrustação da membrana. Para NF, maiores fluxos de permeado foram obtidos e o sistema pode operar até uma maior taxa de recuperação, porém apresenta custos de resfriamento do efluente. A retenção de 85% de arsênio III e 75% de arsênio V foi alcançada e permeado obtido pode ser reutilizado na indústria. Já os sistemas de MD (VMD e DCMD) apresentaram eficiências bastante elevadas (acima de 96%), fluxo de permeado relativamente alto, se comparado à NF. No entanto, possuem baixo custo operacional por permitirem o aproveitamento do calor residual do efluente como força motriz do processo e permeado de alta qualidade, sem restrições para reuso industrial. SX apresentou elevada eficiência de remoção de arsênio (80%) para extratante Aliquat 336, com remoção de arsenito e arsenato. A concentração de sulfato em solução deve ser controlada para garantir a eficiência da extração. A aplicação desses processos de separação por membranas reduz os custos com a precipitação química, o volume de lodo gerado e permite o reúso de água, enquanto a SX permite remoção e recuperação de arsênio. Sendo assim, o uso e/ ou conjugação das as tecnologias testadas representando assim uma grande economia para a indústria ao mesmo tempo em que contribui para a ecoeficiência da mineração. |
| Abstract: | Gold mining effluents are characterized by low pH and high concentrations of sulfate, metals and metalloids, especially arsenic, which is a toxic element that requires specific treatment. The treatment of gold mining effluents by nanofiltration (NF) and membrane distillation (MD) is a very promising alternative since these membranes can retain bivalent ions efficiently for the production of a high quality permeate that can be reused on industry. The objective of this study was to evaluate the main operational conditions for treatment of gold mining effluents by NF, vacuum MD (VMD) and direct contact MD (DCMD) conjugated or not to arsenic solvent extraction (SX) and to conduct a preliminary estimation of operating costs. The results showed that all technologies were efficient in the treatment of gold mining effluent, allowed the high permeate flux and satisfactory solids retention efficiencies up to a recovery rate of 30% (for MD systems) and 40% (for NF), and the pH of the effluent affected both the solute retention efficiency and the membrane fouling trend. For NF, higher permeate fluxes were obtained and the system can operate up to a higher recovery rate, but presents costs of effluent cooling. The retention of 85% of arsenic III and 75% of arsenic V was achieved and the permeate obtained can be reused in the industry. On the other hand, the MD systems (both VMD and DCMD) presented fairly high rejection (above 96%), relatively high permeate flux, compared to NF. However, they have a low operating cost as they allow for the recovery of the residual heat of the effluent as a driving force of MD process and produce a permeate of high quality, without restrictions for industrial reuse. Solvent extraction (SX) showed high arsenic removal efficiency (80%) for Aliquat 336, extraction bot arsenite and arsenate. The concentration of sulfate in solution must be controlled for guarantee the extraction efficiency. The application of the membrane separation processes reduces the costs with chemical precipitation, the volume of sludge generated and allows the reuse of water, while SX can allow for arsenic recovery. Thus, the use and / or conjugation the these processes represent a great economic advantage for the industry while contributing to the mining eco-efficiency. |
| Subject: | Água Reutilização Meio ambiente Extraçao por solventes Engenharia sanitária |
| language: | Inglês |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| Rights: | Acesso Aberto |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B9EGBE |
| Issue Date: | 21-Aug-2018 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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