Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Ambiental
TÍTULO: INFLUÊNCIA DO TIPO DE ÁCIDO NA LIBERAÇÃO DE POTÁSSIO PRESENTE EM RESÍDUOS DE ROCHAS ORNAMENTAIS
AUTORES: Paula, A. (CETEM) ; Ribeiro, R. (CETEM)
RESUMO: O Brasil é um grande produtor de rochas ornamentais. Este setor gera grandes
quantidades de resíduos, acarretando em acúmulo de poluentes e em impacto
ambiental. A utilização do resíduo como fonte restituidora de nutrientes para o
solo se mostra promissora para mitigar problemas ambientais e reduzir a importação
de fertilizante potássico pelo Brasil. O objetivo deste trabalho foi a verificação
do poder de ácidos inorgânicos na liberação de potássio contido em feldspatos de
resíduos de rochas graníticas, visando o reaproveitamento deste material no setor
agrícola. Foram realizados ensaios com os ácidos sulfúrico, nítrico e fosfórico,
sendo o primeiro o que apresentou melhores resultados na extração de potássio,
gerando maiores concentrações deste elemento em menos tempo.
PALAVRAS CHAVES: Resíduo de Rochas; Liberação de Potássio; Ataque Ácido
INTRODUÇÃO: O Brasil se destaca como um grande produtor de rochas ornamentais, ocupando o 4º
lugar no ranking mundial de produção e 7º na exportação em 2012. A Região
Sudeste detém cerca de 65% da produção nacional, sendo o Espírito Santo o Estado
brasileiro com maior contribuição nessa produção. A indústria de mármores e
granitos é uma das mais representativas e importantes da economia desse Estado.
No entanto, o setor em questão gera grandes quantidades de resíduos oriundos do
processo produtivo, acarretando em acúmulo de poluentes e em impacto ambiental
(ABRIROCHAS, 2013).
Dentre algumas linhas de aplicação, a utilização do resíduo como fonte
restituidora de nutrientes para o solo se mostra uma ação bastante promissora.
Os solos brasileiros apresentam, de forma geral, baixa fertilidade natural, o
que exige intenso uso de corretivos agrícolas. Em virtude da pequena produção
interna, comparada à grande demanda pelo produto, o Brasil situa-se no contexto
mundial como grande importador de potássio fertilizante, dentre outros
essenciais à agricultura (MACHADO e RIBEIRO, 2009). Contudo, o granito é uma
rocha constituída essencialmente por ortoclásio, plagioclásio e quartzo, sendo o
primeiro um silicato rico em potássio que mostra grande potencial como fonte
natural deste elemento para uso agrícola. A inovação tecnológica para o
aproveitamento dos resíduos do setor de rochas ornamentais é, desta forma, a
linha mestra para solucionar questões de cunho econômico e ambiental.
O objetivo deste trabalho foi, então, verificar o poder de ácidos inorgânicos na
liberação de potássio contido em feldspatos de resíduos de rochas graníticas,
visando o reaproveitamento deste material no setor agrícola.
MATERIAL E MÉTODOS: O resíduo utilizado nesse trabalho é oriundo de tanques de decantação de
resíduos de serrarias de corte de granito da região de Cachoeiro de Itapemirim -
ES. Os ácidos utilizados foram: ácido sulfúrico, ácido nítrico e ácido
fosfórico, todos P.A.
A amostra de resíduo foi beneficiada por meio de um processo de flotação, que
foi responsável pela separação do quartzo e do feldspato. Para o desenvolvimento
deste trabalho, utilizou-se a fração de feldspato, que foi peneirada até
obtenção de tamanho de partícula inferior a 0,149 mm (peneira de 100 mesh).
Realizou-se a homogeneização em pilhas longitudinais, onde foram separadas
amostras destinadas aos ensaios de ataque ácido e as análises, química e
mineralógica.
Preparou-se soluções 1,0 mol/L de ácido sulfúrico, ácido nítrico e ácido
fosfórico e retirou-se alíquotas de 80 mL de cada um dos ácidos, que ficaram
em contato com 60g de resíduo em béqueres de 200 mL. A mistura foi colocada em
agitação em aparelho da FANEM e, a cada hora, uma alíquota foi retirada de cada
béquer e centrifugada, em aparelho de mesmo fabricante, sendo o sobrenadante
avaliado, em termos de concentração de potássio, por Fluorescência de Raios–X
(FRX) e o pó, avaliado por Difração de Raios-X (DRX). Os aparelhos utilizados na
difração e na fluorescência de raios-x são, respectivamente, D4 ENDEAVOR e
PANALYTICA AXIOS max. As avaliações foram realizadas até cerca de 100 h de
contato entre o feldspato e cada ácido.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na figura 1 estão apresentados os resultados da concentração de potássio em
função do tempo, obtidos por meio de FRX, para cada tipo de ácido que reagiu com
o feldspato.
Há um aumento na concentração de potássio a medida que o tempo de contato entre
o mineral e o ácido aumenta, independentemente do tipo de ácido, indicando a
formação do respectivo sal de potássio. Quando se utilizam os ácidos sulfúrico e
nítrico, maiores concentrações de potássio são obtidas. Tal fato está
diretamente relacionado com o fato da constante de acidez desses ser muito mais
alta (10²) que a constante de acidez do ácido fosfórico (7,5x10-3). Além disso,
deve-se conceituar que o feldspato é considerado um ácido de Lewis e os íons,
sulfato e nitrato, são considerados bases de Lewis (SHRIVER e ATKINS, 2006).
Ácidos duros ligam-se preferencialmente às bases duras, pois ocorre maior
estabilidade termodinâmica das novas ligações formadas. Ademais, o ácido
sulfúrico apresenta maior força pelo fato do enxofre (elemento central)
apresentar a maior carga positiva (+6) em relação aos demais ácidos nítrico e
fosfórico (+5), visto que a força do ácido é diretamente proporcional ao aumento
da carga do elemento central e do decréscimo do raio.
Na figura 2 estão apresentados os resultados da avaliação mineralógica do
feldspato, após ataque com os ácidos, em função do tempo de exposição. Pode-se
verificar o surgimento do pico da caulinita (indicado pela seta nos DRXs) de
forma mais significativa e em menores tempos no material que reagiu com os
ácidos sulfúrico e nítrico. O hidrogênio desloca o potássio do feldspato,
desestruturando a estrutura cristalina do feldspato e se combinando com o íon
alumino-silicato do feldspato para formar caulinita.
Figura 1
Concentração de potássio em função do tempo para cada ácido.
Figura 2
DRX dos ácidos sulfúrico, nítrico e fosfórico,
respectivamente.
CONCLUSÕES: Pôde-se concluir que a extração de potássio de resíduos de rochas é tecnicamente
viável, por meio de ataque ácido. No entanto, o tipo de ácido utilizado afetará
significativamente na desestruturação do mineral para liberação do potássio. No
caso em estudo, o ácido sulfúrico apresenta maior capacidade para esse processo e
maior liberação do potássio, em menor tempo, que os demais ácidos.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ABIROCHAS - Associação Brasileira da Indústria de Rochas Ornamentais. 2013. Informe. São Paulo, Brasil.
MACHADO, R. V.; RIBEIRO, R. C. C. 2009. Nutrição Mineral do Cafeeiro e da Mamoneira e a Utilização de Rejeitos de Rochas Ornamentais na Agricultura, Anais da XVIII Jornada de Iniciação Científica do CETEM, Rio de Janeiro, RJ.
SHRIVER, D. F.; ATKINS, P. W. 2006. Química Inorgânica, 3ª ed., São Paulo: Bookman.