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Mémoire de Maîtrise
DOI
https://doi.org/10.11606/D.3.2021.tde-08042021-102203
Document
Auteur
Nom complet
Miguel Antonio Soplin Pastor
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
São Paulo, 2021
Directeur
Jury
Baltazar, Marcela dos Passos Galluzzi (Président)
Asencios, Yvan Jesus Olortiga
Torem, Mauricio Leonardo
Titre en portugais
Utilização de ozonização como processo oxidativo avançado para a remoção da matéria orgânica do licor Bayer.
Mots-clés en portugais
Hidrometalurgia
Licores
Oxidação (Processos)
Ozonização
Resumé en portugais
O processo Bayer é a principal rota de obtenção de alumina, no qual é formado um licor que é produto da interação da bauxita (principal minério de alumino) com hidróxido de sódio quente e concentrado. Um dos problemas operacionais desta rota é o arraste de matéria orgânica da bauxita para o licor, uma vez que esse tipo de material prejudica as etapas subsequentes do processo. O licor se caracteriza por ter uma alta concentração de matéria orgânica devido à natureza da bauxita e pela profundidade de onde é extraída. Devido ao custo elevado do processo , é interessante que se estudem rotas de remoção dos compostos orgânicos do licor para melhorar a eficiência e assim diminuindo o impacto negativo no processamento que ele causa. Dentre as etapas de maior custo está o controle e eliminação da matéria orgânica do licor. Os processos de oxidação avançada (POAs) são métodos utilizados para a degradação da matéria orgânica em resíduos líquidos, por meio da formação de radicais hidroxila (OHo), dentre estes processos existe a ozonização que consiste na injeção de gás ozônio para formação dos radicais. Este trabalho tem como objetivo aplicar a ozonização no licor Bayer para a degradação dos compostos orgânicos nele presentes. Os parâmetros avaliados nesse trabalho foram: a quantidade de carbono orgânico total (TOC), oxalatos e carbonatos presentes no licor e formação de CO2. Primeiramente foram realizados ensaios preliminares para estabelecer condições como vazão de gás, concentração de ozônio, volume de licor, temperatura e tempo. O objetivo desses ensaios era conhecer quais as condições mais otimizadas para realização da ozonização. Uma vez delimitadas as melhores condições operacionais para ozonização, foi estudada a adição de peróxido de hidrogênio a este processo. O uso desse reagente em associação com o ozônio alcançou remover removeu 19% da matéria orgânica contra 12% sem o uso do peróxido, nas mesmas condições de temperatura (80ºC) e concentração de ozônio de 21,9 mg/L. Nessas condições a remoção de oxalato foi de 45,6%, a mineralização do TOC removido em CO2 foi de 95% e a geração de carbonatos sobre um aumento de 2,3%. Após a ozonização o licor apresentou uma mudança na coloração o que indica que os compostos orgânicos, responsáveis pela coloração escura do licor, estariam sendo degradados e formando novos compostos com cadeias menores.
Titre en anglais
Use of ozonation as an advanced oxidation process to remove organic matter from bayer liquor.
Mots-clés en anglais
Advanced oxidation process
Bayer liquor
Ozonation
Resumé en anglais
The Bayer process is the main route for obtaining alumina, in this process a liquor is formed by the interaction of bauxite (main aluminum ore) with hot and concentrated sodium hydroxide. The operational problem of this route is the dragging of organic matter from bauxite to the liquor, since this type of compounds affects the subsequent stages of the process. Liquor is characterized by having a high content of organic matter, this is due to the nature of bauxite and the depth from it is extracted. Due to the high cost of the Bayer process, it is interesting to study routes to improve its efficiency and reduce the negative impact on the processing it causes, among the costliest steps is the control and elimination of organic matter from the liquor. Advanced oxidation processes (POAs) are methods used for the degradation of organic matter in liquid residues, by the formation of hydroxyl radicals (OH o), among these processes there is ozonation, it consists of the injection of ozone gas to form radicals This work aims to apply ozonation in Bayer liquor for the degradation of the organic compounds present in it. The parameters evaluated in this work were: total organic carbon (TOC), oxalates and carbonates present in the liquor and formation of CO2. First, preliminary tests were carried out to establish conditions such as gas flow, ozone concentration, volume of liquor, temperature and time. The purpose of these tests was to find out the most optimized conditions for performing ozonation. Once the best operational conditions for ozonation were defined, the addition of hydrogen peroxide to this process was studied. The use of this reagent in association with ozone was able to remove 19% of organic matter against 12% without the use of peroxide, under the same temperature conditions (80ºC) and ozone concentration of 21.9 mg/L. Under these conditions, the removal of oxalate was 45.6%, the mineralization of the TOC removed in CO2 was 95% and the generation of carbonates over an increase of 2.3%. After ozonation, the liquor showed a change in color, which indicates that the organic compounds, responsible for the dark color of the liquor, would be being degraded and forming new compounds with smaller chains.
 
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Date de Publication
2021-04-14
 
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