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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.44.2004.tde-01122004-122248
Documento
Autor
Nome completo
José Guilherme Franchi
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2004
Orientador
Banca examinadora
Sigolo, Joel Barbujiani (Presidente)
Figueiredo, Bernardino Ribeiro de
Motta, José Francisco Marciano
Oliveira, Sonia Maria Barros de
Roisenberg, Ari
Título em português
"A utilização de turfa como adsorvente de metais pesados. O exemplo da contaminação da Bacia do Rio Ribeira de Iguape por chumbo e metais associados"
Palavras-chave em português
adsorvente
áreas contaminadas
metais pesados
tratamento de efluentes
turfa
Vale do Ribeira
Resumo em português
Este trabalho teve como objetivos principais a caracterização da mina de turfa de Eugênio de Melo, localizada no Estado de São Paulo, região do Vale do Rio Paraíba do Sul, bem como uma amostra representativa do seu minério. Esta amostra foi testada sob duas condições – in natura e tratada com ácido clorídrico – como adsorvente de metais pesados visando a aplicação do minério em processos de tratamento de efluentes líquidos. Adotaram-se como estudos de caso lixívias obtidas a partir de resíduos da mineração de sulfetos de chumbo e metais associados existentes na região do alto curso do Rio Ribeira de Iguape, geradas em laboratório. Tais depósitos encontram-se sob a forma de extensos corpos às margens de importantes drenagens, circunscritas à região de Adrianópolis (PR). A possibilidade de liberação dos metais pesados presentes nestes depósitos para o ambiente foi avaliada através de estudos granulométricos, mineralógicos e químicos de uma coluna amostrada num destes depósitos. Os teores dos metais presentes nas lixívias enquadraram-nas como não passíveis de descarte para o ambiente sem tratamento prévio, segundo a legislação estadual e federal que regem o assunto. Os resíduos da mineração aqui estudados, compreendendo rejeitos das plantas de concentração mineral e escórias de uma unidade de metalurgia, foram caracterizados como Classe I (perigosos) de acordo com metodologia adotada pela Associação Brasileira de Normas Técnicas. A capacidade adsortiva da turfa para 5 dos metais presentes nas lixívias foi avaliada através de experimentos de equilíbrio, conduzidos em batelada, em sistemas de componente único. Os dados obtidos apresentaram ajuste ao modelo cinético de Langmuir. A afinidade química da turfa revelou-se mais forte para chumbo, cobre e cádmio, e mais reduzida para zinco e manganês. Cálcio e magnésio, provenientes dos metadolomitos hospedeiros das mineralizações sulfetadas, apresentam-se em grande quantidade nas lixívias e foram caracterizados como elementos interferentes no processo adsortivo, que se mostrou, também, influenciado pelo pH e temperatura de realização dos ensaios. As lixívias foram submetidas a 5 ciclos sucessivos de contato com a turfa para se avaliar a eficiência do processo adsortivo em enquadrá-las à legislação ambiental de descarte. Nesta simulação de tratamento de efluentes por bateladas, em situação de adsorção competitiva, a turfa revelou-se um bom adsorvedor para chumbo e cobre. Seu modesto desempenho relativamente a cádmio, zinco e manganês posiciona-a como insumo adequado a processos de descontaminação de efluentes líquidos preferencialmente após etapa de tratamento primário.
Título em inglês
"The utilization of peat as heavy metal adsorbent. The example of the contamination of Ribeira do Iguape River catchment by lead and associated minerals"
Palavras-chave em inglês
contaminated sites
adsorbent
effluent treatment
heavy metals
peat
Ribeira do Iguape River Valley
Resumo em inglês
This work has as main objectives the characterization of the Eugênio de Melo peat mine, located in the Paraíba do Sul River Valley, State of São Paulo, as well as a representative sample of its ore. This sample was tested as an absorbent material in two conditions – both in natura and treated with hydrochloric acid – in order to assess its use in liquid effluent treatment process. It were adopted as case studies lab generated leaches obtained from mining residues of lead and associated metals sulfides present at the upper course of the Ribeira do Iguape River region, accumulated as huge deposits close to important drainages, near the Adrianópolis (PR) region. The possibility of the heavy metals’ environmental release from those deposits was assessed through grain size distribution, mineralogical and chemical approaches. These studies were led in a vertical profile surveyed in a specified deposit. The leaches’ heavy metal contents surpass the limits set by both state and federal environmental permits, so they are not allowed for discharge to the environment without prior treatment. The mining residues studied here – mining wastes and metallurgical slags – were characterized as Type I (perilous material) according to Brazilian Guidelines for Residues Classification set by Brazilian Association for Technical Standards. The peat’s adsorptive capacity was assessed for 5 of the heavy metals present in the leaches by means of batch equilibrium essays conducted in single component systems. The data of these experiments fitted to Langmuir’s kinetic model. The chemical affinity of the peat was stronger for lead, copper and cadmium, and weaker for zinc and manganese. Calcium and magnesium derived from metadolomites that hosts sulfide mineralization are in great amount in the leaches. They were identified as interferential constituents to the adsorptive process, which are also affected by the pH and temperature of the assays. The leaches were undergone to 5 cycles of contact with peat in order to assess if the adsorptive process fit them to the legal discharge environmental standards. In this simulation of batch effluent treatment by means of competitive adsorption, the peat revealed itself as a good adsorbent for both lead and copper. The weak adsorptive performance for cadmium, zinc and manganese ranked peat only as a qualified supplies to remediation process entailing liquid effluents, preferably after primary treatment process.
 
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Jose_Franchi_tese.pdf (9.45 Mbytes)
Data de Publicação
2005-03-22
 
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