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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/70079| Tipo: | Tese |
| Título: | Resíduo da indústria siderúrgica: remoção eficaz de fosfato de águas e evidências de um potencial fertilizante |
| Título em inglês: | Steel industry waste: effective removal of phosphate from water and evidence of fertilizer potential |
| Autor(es): | Silva, Juliana Monteiro da |
| Orientador: | Longhinotti, Elisane |
| Coorientador: | Becker, Helena |
| Palavras-chave: | Pó do reator de Kanbara;Lama de alto-forno;Reutilização de resíduos;Recuperação de fosfato |
| Data do documento: | 2022 |
| Citação: | SILVA, Juliana Monteiro da. Resíduo da indústria siderúrgica: remoção eficaz de fosfato de águas e evidências de um potencial fertilizante. 2022. 113 f. Tese (Doutorado em Química) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
| Resumo: | Este trabalho oferece uma alternativa para mitigar o problema da eutrofização de corpos d'água, que pode resultar em uma séria ameaça ao meio ambiente e à vida aquática, e da possível escassez da produção de alimentos ao utilizar resíduos siderúrgicos em sistemas de adsorção/dessorção de fosfato. Produzidos na escala de milhares de toneladas por ano, esses resíduos podem contribuir para a poluição do ar, do solo e da água quando descartados sem um manejo adequado. Neste contexto, foi avaliado o potencial de remediação de fosfato por adsorção, empregando resíduos da indústria siderúrgica com posterior liberação do nutriente para fins de fertilização, abordando, dessa forma, três importantes problemas ambientais. O pó do reator Kanbara (RK) e a lama de alto forno (LAF), foram aplicados para a elucidação do mecanismo de remoção de fosfato, empregando o método de extrações sequenciais, estudos cinéticos e termodinâmicos. As caracterizações morfológica e química realizadas demostram que os resíduos apresentam morfologia irregular sendo a maioria dos poros na faixa dos mesoporos e constituído principalmente por metais alcalinos e óxidos metálicos. Eficiente remoção de fosfato de 99% foi observada para ambos os resíduos em 24 h, e estudos de especiação apontaram que o RK interage muito fortemente com o fosfato tornando sua reutilização pouco viável. Para a LAF, os dados termodinâmicos indicaram um processo de fisissorção oferecendo a vantagem da dessorção do fosfato, que neste caso, foi cerca de 97% aplicando um eluente básico, demostrando o potencial de liberação do nutriente para o solo. Sem necessidade de uma solução de regeneração, o adsorvente foi capaz de adsorver até 95% de fosfato novamente. A LAF carregada aumentou em 46% a biodisponibilidade de P em relação ao material fresco, demostrando tanto a eficiência da adsorção do fosfato pela LAF bem como o potencial de liberação de fósforo biodisponível para as plantas. Esse conjunto de resultados evidencia a aplicabilidade da LAF, que dispensa tratamento prévio, na recuperação de um nutriente essencial, oferecendo a vantagem adicional de agregar valor aos resíduos da indústria siderúrgica, estando alinhado a uma economia sustentável. |
| Abstract: | This work offers an alternative to mitigate the problem of eutrophication of water bodies, which can result in a serious threat to the environment and aquatic life, and the possible shortage of food production when using steel waste in adsorption/desorption systems of phosphate. Produced on a scale of thousands of tons per year, these residues can contribute to air, soil and water pollution when disposed of without proper management. In this context, the potential of phosphate remediation by adsorption was evaluated, using waste from the steel industry with subsequent release of the nutrient for fertilization purposes, thus addressing three important environmental problems. Kanbara reactor dust (KR) and blast furnace sludge (BFS) were applied to elucidate the phosphate removal mechanism, employing the sequential extraction method, kinetic and thermodynamic studies. The morphological and chemical characterizations carried out demonstrate the residues have an irregular morphology, with most of the pores in the mesopores range and consisting mainly of alkaline metals and metallic oxides. Efficient 99% phosphate removal was observed for both residues in 24 h, and speciation studies indicated that KR interacts very strongly with phosphate, making its reuse less viable. For the BFS, the thermodynamic data indicated a physisorption process offering the advantage of phosphate desorption, which in this case was about 97% applying a basic eluent, demonstrating the potential release of the nutrient to the soil. With no need for a regeneration solution, the adsorbent was able to adsorb up to 95% phosphate again. The loaded BFS increased the bioavailability of P by 46% compared to the fresh material, demonstrating both the efficiency of phosphate adsorption by the BFS as well as the potential release of bioavailable phosphorus for plants. This set of results demonstrates the applicability of BFS, which dispenses with prior treatment, in the recovery of an essential nutrient, offering the additional advantage of adding value to waste from the steel industry, in line with a sustainable economy. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/70079 |
| Aparece nas coleções: | DQAFQ - Teses defendidas na UFC |
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