Modelagem e validação experimental do tratamento de efluente ácido com sulfato de magnésio utilizando Metsim® para reuso de água
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Monografia de especialização
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Primeiro orientador
Membros da banca
Andreia Bicalho Henriques
Risia Magriotis Papini
Risia Magriotis Papini
Resumo
O reuso de água de processo depende de suas características químicas. Efluentes contendo sulfatos e magnésio são comumente encontrados em processos hidrometalúrgicos. A precipitação de magnésio (Mg) a partir de soluções contendo sulfatos por meio da adição de cal virgem (CaO) produz um resíduo com alto teor de gesso (CaSO4.2H2O) e hidróxido de magnésio (Mg(OH)2). Este trabalho apresenta um estudo das variações químicas do precipitado por meio de simulação com o uso do software METSIM® e a comparação com os resultados da caracterização de um resíduo obtido em escala de laboratório. Os resultados mostraram que no processo simulado, para uma eficiência de remoção de Mg de 65,8%, ainda tem-se um acréscimo considerável desse elemento na alimentação do circuito de neutralização. Em média, para a eficiência de remoção de Mg de projeto (94,0%), o resíduo
formado seria composto de 73,3% de CaSO4.2H2O e 19,2% Mg(OH)2. Nos experimentos obteve-se um precipitado cristalino, composto majoritariamente por cálcio (34,4% de CaO) e magnésio (13,1% de MgO), com densidade real de 2,33 g/cm³, D90 de 27,7 µm e composto pelas fases gesso, portlandita e brucita.
Abstract
Process water reuse depends on its chemical characteristics. Effluents containing sulfates and magnesium are commonly found in hydrometallurgical processes. The precipitation of magnesium (Mg) from sulfate-containing solutions through the addition of quicklime (CaO) produces a residue with a high content of gypsum (CaSO₄·2H₂O) and magnesium hydroxide (Mg(OH)₂). This work presents a study of the chemical variations of the precipitate through simulations using the METSIM® software and a comparison with the characterization results of a residue obtained in a laboratory-scale setup. The results showed that in the simulated process, for a magnesium removal efficiency of 65.8%, there is still a considerable increase in the amount of this element in the feed to the neutralization circuit. On average, for the design magnesium removal efficiency (94.0%), the resulting residue would be composed of 73.3%
CaSO₄·2H₂O and 19.2% Mg(OH)₂. In the experiments, a crystalline precipitate was obtained, composed mainly of calcium (34.4% CaO) and magnesium (13.1% MgO), with a true density of 2.33 g/cm³, a D90 of 27.7 µm, and consisting of the gypsum, portlandite, and brucite phases.
Assunto
Minas e recursos minerais, Água - Reutilização, Hidróxido de magnésio, Precipitação (Meteorologia)
Palavras-chave
Hidróxido de magnésio, Precipitação, Simulação de processos, METSIM, Purificação de soluções