Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.1018
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

REDUÇÃO DO TEOR DE CARBONO ORGÂNICO NO CONCENTRADO DE FOSFATO BAYÓVAR PARA PRODUÇÃO DE ÁCIDO FOSFÓRICO

REDUCTION OF ORGANIC CARBON IN THE PHOSHATE ROCK TO PRODUCTION OF PHOSPHORIC ACID

Silva, Ruberlan Gomes da; Avelar, Angela Nair; Brito, João de; Smith, Paul Anthony; Soares, Wagner Deonizete

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Resumo

Os concentrados de fosfato são largamente utilizados industrialmente na produção de ácido fosfórico e de fertilizantes fosfatados. Esses concentrados apresentam teores de P2 O5 total entre 29% a 38% e podem conter impurezas que podem afetar o desempenho dos processos industriais e a qualidade dos produtos. Entre tais impurezas, se destaca o carbono orgânico, presente principalmente nos fosfatos de origem sedimentar, que provoca a redução das taxas de filtração e a formação de espuma estável no reator. Em algumas unidades industriais são usados aditivos específicos para diminuir a geração de espuma no reator e para sedimentar a matéria orgânica suspensa, implicando em aumento nos custos de produção. Os ensaios de calcinação realizados em forno rotativo e de leito fluidizado indicaram reduções significativas dos teores de carbono orgânico, sendo mais eficiente o forno de leito fluidizado. Foi verificado aumento de 9% nos teores de P2 O5 e de outras impurezas, tais como, cloretos, fluoretos, cádmio, sódio, estrôncio, sílica e magnésio, nos concentrados de fosfato calcinados devido à perda de massa ocorrida pela redução dos teores de carbonatos. Os teores de enxofre na forma de sulfetos reduziram em torno de 90%, sem que ocorresse a redução nos teores de enxofre total. As áreas superficiais específicas, determinadas pela técnica B.E.T., reduziram bastante nos concentrados de fosfatos calcinados (31 m2 /g na amostra não calcinada para em torno de 5 m2 /g na amostra calcinada). O estudo engloba a definição, em escala de batelada, da melhor condição de calcinação (<500 ppm de carbono orgânico) do concentrado de fosfato Bayóvar e comparação dos principais parâmetros de processo de produção de ácido fosfórico por meio dos ensaios contínuos em miniplanta piloto.

Palavras-chave

Concentrado de fosfato, Calcinação, Carbono orgânico, Rocha fosfática, Bayóvar, Ácido fosfórico.

Abstract

The phosphate rock is largely utilized in the manufacture of wet-process phosphoric acid and phosphate fertilizers. The total P2 O5 contents in the phosphate rock vary between 29% w/w to 38% w/w and contain impurities that can affect the performance of industrial plants and the quality of products. It has long been known that the residual organic matter in such sedimentary phosphate rock may cause stable foaming and reduction of filtration rate during such phosphoric acid manufacture. In some industrial plants are used some additives to destabilize the foaming and to improve the filtration rate, but these additives increase the cost production. The batch tests carried out in rotary and bed fluidized kilns show significant reduction of the organic carbon content in the calcinated phosphate rock, being more efficient the bed fluidized kiln. The P2 O5 and impurities, such as, chlorides, fluorines, cadmium, sodium, strontium, silica and magnesium mass contents increase 9% in the calcinated Bayóvar phosphate rock due to the mass loss or reduction of carbonate content. The sulfur, expressed as sulfides mass content, decreases about 90% and the total sulfur mass content not vary, indicating that the sulfides were oxidized by the air. The specific surface area, measured by B.E.T. technic, or SSA BET, decrease significantly in the calcinated phosphate rock (from 31 m2 /g in the not calcinated sample to 5 m2 /g in calcinated). The study shows the definition of best calcination process parameters to calcine the Bayóvar phosphate rock, in batch rotary and bed fluidized kilns, in order to reduce the organic carbon (less 500 ppm) and compare the main wet-phosphoric process parameters measured during operation with not calcinated and calcinated Bayóvar phosphate rock in a continuous mini pilot plant.

Keywords

Phosphate rock calcination, Calcination, Organic carbon, Phosphate rock, Bayóvar, Phosphoric acid.

Referências

1 Abdel-Zaher MA. Pysical and thermal treatmet of phosphate ores: an overview. International Journal of Mineral Processing. 2008;85:59-84.

2 Becker P. Phosphate and phosphoric acid. Nova Iorque: Marcel Dekker; 1983. 585 p.

3 Mair A, Florence A. Thermal treatment of rock. Patent Number 4.702.896. Muscle Shoals: Tennessee Valley Authority; 1986.

4 Boumnijel I, Amor HB, Chtara C. Effect of calcinated and activated perlite on improving efficiency of dehydrate process for phosphoric acid. International Journal of Mineral Processing. 2013;125:112-117.

5 Wimberley J. Determination of low concentrations of organic carbon in phosphoric acid and phosphate rock. Analytica Chimica Acta. 1970;52:142-145.

6 Baldoino RO, Martins M, Rodrigues MVT, Leal LS Fo. Influência da temperatura, qualidade da água tipo de coletor no desempenho da flotação de um minério de fosfato peruano. In: Anais do XXV Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa; 2013; Goiânia.

7 Mcclellan GH. Geology of the phosphate deposits at Sechura, Peru. In: Notholt AJG, Sheldon RP, Davidson DF, editors. Phosphate deposits of the world: phosphate rock resources. Cambridge: Cambridge University Press; 1989. p. 123-130. vol. 2.

8 Theys T, Roblin B. Crystal habit modification in wet process phosphoric acid production. In: IFA Technical Conference; 2002 September 24-27, Chennai, India.
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