Obtenção de Sulfato de Manganês a Partir do Resíduo proveniente do beneficiamento do minério de manganês sílico-carbonatado

        

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO[pic 1]

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

Obtenção de sulfato de manganês a partir do resíduo proveniente do beneficiamento do minério de manganês sílico-carbonatado

Maíra Guimarães Pereira

Ouro Preto – MG

2014

Maíra Guimarães Pereira

Obtenção de sulfato de manganês a partir do resíduo proveniente do beneficiamento do minério de manganês sílico-carbonatado

Relatório Final referente ao período 08/2013 à 07/2014.  Apresentado à Universidade Federal de Ouro Preto, como parte das exigências do programa de iniciação científica/ (PIBITI / CNPq).

Orientador: Cornélio de Freitas Carvalho

Co -corientador: José Fernando de Paiva

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

Julho de 2014

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Sumário

ÍNDICE DE TABELAS        4

ÍNDICE DE FIGURAS        5

RESUMO        6

1- INTRODUÇÃO        7

2 - OBJETIVO        10

3 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA        10

4. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL        17

5 - RESULTADOS E DISCUSSÃO        19

6 – CONCLUSÃO        26

7 -  REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...............................................................................28

        

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Índice de tabelas

TABELA 1: CONCENTRAÇÃO DOS ELEMENTOS PRESENTES NO REJEITO DE MINÉRIO DE MANGANÊS EM % P/P.        9

TABELA 2: ORP (OXIDATION REDUCTION POTENTIAL)        21

TABELA 3: CONDIÇÕES DA ELETRÓLISE 1        22

TABELA 4: ELETRÓLISE EM MEIO ÁCIDO        23

TABELA 5: ELETRÓLISE EM BAIXA CONCENTRAÇÃO DE MNSO4        24

TABELA 6: ELETRÓLISE DA LIXÍVIA        25

TABELA 7: ELETRÓLISE DA LIXÍVIA        25

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Índice de Figuras

FIGURA 1: DIFRATOGRAMA DA AMOSTRA GLOBAL (REJEITO DE MINÉRIO DE MANGANÊS)        8

FIGURA 2: DIAGRAMA DE EH-PH DAS PRINCIPAIS ESPÉCIES DE MANGANÊS EM ÁGUA. CONCENTRAÇÃO DE MANGANÊS IGUAL A  2,34X10-3 MOL.L-1, PRESSÃO 1ATM. DIAGRAMA OBTIDO PELO PROGRAMA HSC CHEMISTRY 5.1 (ADAPTADA DE DUARTE, 2009).        13

FIGURA 3: PROCESSO CONVENCIONAL PARA A PRODUÇÃO DE MANGANÊS ELECTROLÍTICO (EM) E DIÓXIDO DE MANGANÊS ELECTROLÍTICO (DME).        15

FIGURA 4 : MONTAGEM DO SISTEMA DE ELETRÓLISE        19

FIGURA 5: ANÁLISE TERMOGRAVIMETRICA (TG) E TERMODIFERENCIAL (DTA) DA AMOSTRA DE  MNSO4.H2O.        20

FIGURA 6 : DIFRATOGRAMA DO DEPÓSITO ANÓDICO.        27

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RESUMO

Este trabalho apresenta um estudo que visa transformar o resíduo, fração de finos, em um subproduto para a aplicação na indústria de fertilizantes.

O minério de manganês é, principalmente, utilizado na indústria metalúrgica, na produção de ferro-ligas, aços e gusa. O beneficiamento do minério de manganês da Unidade Morro da Mina gera uma quantidade expressiva de finos, que apresenta baixo valor econômico e grande preocupação do ponto de vista ambiental.

O resíduo sólido foi submetido a dissolução em H2SO4 9,8% (p/p), e o manganês foi recuperado na forma de MnO2, eletrodepositado anodicamente sobre eletrodo de chumbo. O rendimento do processo é da ordem de 11%, com a solução lixivia bruta (sem nenhum procedimento de pré-purificação).

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Cornélio de Freitas Carvalho – Orientador

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José Fernando de Paiva – Co-orientador

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Maíra Guimarães Pereira – Bolsista PIBIT

1 – INTRODUÇÃO

O desenvolvimento sustentável  dentro da  indústria de mineração tem sido o foco da pesquisa acadêmica e industrial nos últimos anos (Basu A.J.e van Zyl, 2006). Muitas  políticas buscam enfatizar a minimização dos resíduos, reciclagem, controle de poluição, e eliminação de resíduos no próprio local de geração.

O Brasil é o Segundo maior produtor de minério de Manganês, com produção aproximada de 2 milhões de toneladas de concentrado em 2007. Significa 16% da produção mundial que, foi de 12,6 milhões de ton., a África do Sul é o maior produtor mundial (Ibram, 2011).

Em função do uso do manganês é costume distinguir e especificar os tipos de minério. Devido à produção se destinar quase totalmente a siderurgia pode se distinguir o manganês de finalidade metalúrgica das não metalúrgicas (Gonçalves e Serfaty, 1976; Ullmann, 1985).  

Na indústria metalúrgica, o manganês é usado para obtenção de gusa, ferro-ligas e aços. As aplicações do mesmo na indústria metalúrgica são devidas às suas características físico-químicas, podendo atuar como agente dessulfurante, agente desoxidante agente oxidante (Gonçalves e Serfaty, 1976).