Concentração de sílica a partir de resíduo arenoso de minério de ferro por lixiviação ácida: avaliação dos parâmetros de processo e do efeito da calcinação

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dc.contributor.advisorPaiva, Paulo Renato Perdigão de
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1370339504435258
dc.contributor.authorFreitas, Eyshila Samara Andrade
dc.contributor.refereePaiva, Paulo Renato Perdigão de
dc.contributor.refereeNascimento, Mayra Aparecida
dc.contributor.refereeXavier, Rômulo Pereira
dc.date.accessioned2026-09-29T18:13:33Z
dc.date.available2026-09-29T18:13:33Z
dc.date.issued2026-06-15
dc.description.abstractO minério de ferro é um dos principais recursos minerais do Brasil, e seu beneficiamento gera expressivos volumes de resíduos arenosos ricos em sílica, cujo reaproveitamento representa uma alternativa sustentável alinhada aos princípios da economia circular. Este trabalho avaliou a purificação de sílica a partir do resíduo arenoso do Complexo Metamórfico Bação por meio de lixiviação ácida, investigando a influência do tipo de agente lixiviante, do tempo de reação e da calcinação prévia a 800 °C sobre a eficiência de remoção de impurezas. A caracterização do resíduo por fluorescência e difração de raios X revelou uma matriz predominantemente quartzosa contendo impurezas associadas à hematita e à microclina. Na lixiviação com ácido nítrico (HNO₃), o tempo de 60 minutos apresentou o melhor desempenho, promovendo reduções de 58,7% de Fe₂O₃, 22,8% de Al₂O₃ e 18,9% de K₂O. Para a mistura ácida composta por HCl, H₂SO₄ e HNO₃, o tempo de 30 minutos apresentou o melhor desempenho, alcançando remoção de 58,7% de Fe₂O₃, porém com menor eficiência na remoção das demais impurezas quando comparado ao sistema nítrico. O pré-tratamento térmico a 800 °C mostrou-se prejudicial em ambos os sistemas, reduzindo a remoção de Fe₂O₃ de 58,7% para 28,1% no sistema nítrico e de 58,7% para 3,8% na mistura ácida, este último resultado atribuído à formação de gel de sílica passivante induzido pelo H₂SO₄. Ademais, avaliou-se o efeito da calcinação a 1200 °C sobre o produto da lixiviação, verificando-se que o tratamento térmico promoveu desidroxilação superficial, reorganização estrutural e redução expressiva da área superficial específica, resultando em material de maior estabilidade química e térmica. Concluise que a lixiviação direta por 60 minutos com HNO₃, sem pré-tratamento térmico, constitui a rota mais eficiente para o enriquecimento de sílica a partir do resíduo arenoso de minério de ferro, por promover remoção mais equilibrada das impurezas e utilizar um sistema lixiviante menos agressivo que a mistura ácida.
dc.description.abstractotherIron ore is one of Brazil's main mineral resources, and its beneficiation generates significant volumes of silica-rich sandy tailings, whose reuse represents a sustainable alternative aligned with the principles of the circular economy. This study evaluated the purification of silica from sandy tailings of the Bação Metamorphic Complex through acid leaching, investigating the influence of the leaching agent, reaction time, and prior calcination at 800 °C on impurity removal efficiency. Characterization of the tailings by X-ray fluorescence (XRF) and X-ray diffraction (XRD) revealed a predominantly quartz-rich matrix containing impurities associated with hematite and microcline. In nitric acid (HNO₃) leaching, a reaction time of 60 minutes provided the best performance, promoting reductions of 58.7% in Fe₂O₃, 22.8% in Al₂O₃, and 18.9% in K₂O. For the acid mixture composed of HCl, H₂SO₄, and HNO₃, the 30-minute treatment exhibited the best performance, achieving 58.7% Fe₂O₃ removal, although with lower efficiency in removing the remaining impurities when compared with the nitric acid system. Prior calcination at 800 °C proved detrimental in both systems, reducing Fe₂O₃ removal from 58.7% to 28.1% in the nitric acid system and from 58.7% to 3.8% in the acid mixture, the latter being attributed to the formation of a passivating silica gel induced by H₂SO₄. In addition, the effect of calcination at 1200 °C on the leached product was evaluated. The thermal treatment promoted surface dehydroxylation, structural reorganization, and a significant reduction in specific surface area, resulting in a material with greater chemical and thermal stability. It was concluded that direct leaching with HNO₃ for 60 minutes, without prior thermal treatment, represents the most efficient route for silica enrichment from iron ore sandy tailings, due to its more balanced impurity removal and the use of a less aggressive leaching system than the acid mixture.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/3068
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.departmentDepartamento de Engenharia de Materiais
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.subjectResíduos
dc.subjectLixiviação
dc.subjectSílica - Purificação
dc.subjectCalcinação (Metalurgia)
dc.titleConcentração de sílica a partir de resíduo arenoso de minério de ferro por lixiviação ácida: avaliação dos parâmetros de processo e do efeito da calcinação
dc.typeTrabalho de Conclusão de Curso da Graduação

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