Resíduos da mineração de ferro como catalisadores para a degradação de contaminantes orgânicos em água
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Resumo
O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência catalítica de um rejeito da mineração de ferro (R), tal como gerado, ou modificado para o processo Fenton heterogêneo. O rejeito foi tratado termicamente a 600oC em atmosfera de CH4 (R-CH4) ou impregnado com um resíduo de PET em pó (gerado na reciclagem de garrafas PET), seguido de tratamento térmico a 600oC em atmosfera de N2 (R-PET). O R contém 21,4% de Fe e 65,7% de SiO2 e é composto principalmente por SiO2, hematita e goetita, enquanto o R-CH4 possui fases reduzidas de ferro (wustita, FeO). O R-PET é composto por ilhas de carbono (10% de carbono) disperso sobre a matriz de óxidos. Uma redução parcial de ferro (Fe3+ Fe2+) ocorreu durante a decomposição térmica do PET formando magnetita no R-PET. Testes de decomposição de H2O2 mostraram que os catalisadores modificados apresentaram maior atividade que o R, possivelmente devido à presença de espécies reduzidas de ferro e a reação seguiu um mecanismo radicalar. Os catalisadores foram bastante ativos para a oxidação dos corantes azul de metileno (AM) e rodamina B (RhB) e o fármaco paracetamol (PRC), especialmente R-CH4 (62% de remoção para AM e > 90% para RhB e PRC).
Abstract
This work reports the use of an iron mining residue (R) containing 21.4% of Fe and 65.7% of SiO2 as heterogeneous catalyst for Fenton reaction. Moreover, the R was modified by heat treatment under CH4 (RCH4) or impregnated with PET powder residue (from bottles recycling) followed by a heat treatment under N2 atmosphere to produce a composite material (R-PET). The catalysts characterization revealed that the R is mainly composed of SiO2, hematite and goethite whereas the R-CH4 present reduced iron phase of wustite
(FeO). The R-PET is composed of carbon islands (10 wt.% of carbon content) dispersed over the oxides matrix. A partial iron reduction (Fe3+ Fe2+) occurred during the thermal decomposition of PET thus forming magnetite (-Fe3O4). Catalytic tests for H2O2 decomposition showed that the modified catalysts (R-CH4 and R-PET) presented increased activity compared to pure R, possibly due to the presence of reduced iron phases, and the reaction follows a radical mechanism. The catalysts were very active for dyes oxidation (methylene blue and rhodamine B) through heterogeneous Fenton and the emergent contaminant the paracetamol drug, specially R-CH4 (MB removal > 62% and RhB and PRC removal > 90%).
Assunto
Residuos - Minas e mineração, Óxidos de ferro, Ferro - Minas e mineração, Catalisadores, Corantes, Oxidação, Poluentes orgãnicos aquáticos
Palavras-chave
Rejeitos de mineração, Fenton heterogêneo, Óxidos de ferro, Contaminantes orgânicos
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http://hdl.handle.net/10198/20354