Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
https://tecnologiammm.com.br/article/doi/10.4322/2176-1523.1226
Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração
Artigo Original

ADEQUAÇÃO DO TEOR DE CARBONO ORGÂNICO TOTAL NO CONCENTRADO DE FOSFATO BAYÓVAR POR OXIDAÇÃO TÉRMICA EM BAIXA TEMPERATURA E AVALIAÇÃO DO DESEMPENHO NA PRODUÇÃO DE ÁCIDO FOSFÓRICO EM TESTES CONTÍNUOS EM PLANTA PILOTO

ADEQUATION OF TOTAL ORGANIC CARBON CONTENT IN THE BAYÓVAR PHOSPHATE ROCK BY OXIDATION AT LOW TEMPERATURE AND EVALUATION OF ITS PERFORMANCE IN PHOSPHORIC ACID PRODUCTION IN CONTINUOUS PILOT PLANT TEST

Silva, Ruberlan Gomes da; Avelar, Angela Nair; Rodrigues, Sérgio Leite; Cerqueira, Roberto Correa; Smith, Paul Anthony; Soares, Wagner Deonizete

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Resumo

O concentrado de fosfato produzido a partir do beneficiamento do minério fosfático é utilizado industrialmente na produção de ácido fosfórico (H3 PO4 ) e de fertilizantes fosfatados, tais como, superfosfato triplo (TSP) e/ou superfosfato simples pó (SSP). O concentrado de fosfato Bayóvar contém elevado teor de carbono orgânico total, entre 6.000 a 12.000 ppm proveniente do material orgânico reliquiar dos pellets de apatita (Ca10(PO4 ) 6 .X2 , X=Cl- ,F- ou OH- ). No processo de produção de ácido fosfórico a matéria orgânica é liberada para a polpa ácida, contendo principalmente H3 PO4 e CaSO4 .2H2 O, após reação da apatita com ácido sulfúrico, o que eleva a viscosidade da polpa, reduz à taxa de filtração, forma espuma estável no reator e diminui a capacidade de produção na planta industrial. O objetivo desse estudo é apresentar e discutir os resultados dos ensaios dos tratamentos térmicos em baixas temperaturas (300 a 600°C), realizados em escala de laboratório em forno de leito fluidizado não contínuo, para adequação do teor de carbono orgânico para a faixa de 1.500 a 3.500 ppm, valores esses verificados nos concentrados de fosfatos comerciais de Marrocos e da Flórida. Além de comparar os principais parâmetros da rota de processo dihidrato obtidos nos ensaios contínuos em mini planta piloto com os concentrados de fosfatos Bayóvar sem tratamento térmico e após tratamento térmico.

Palavras-chave

Concentrado de fosfato, Oxidação, Carbono orgânico, Bayóvar, Ácido fosfórico, Forno de leito fluidizado.

Abstract

The most of phosphate rocks produced by beneficiation of phosphate ores are largely used in production of phosphoric acid (H3 PO4 ) and phosphate fertilizers, like, Triple SuperPhosphate (TSP) and Single SuperPhosphate (SSP). The Bayóvar phosphate rock contains a high content of total organic carbon, between 6,000 to 12,000ppm, from small particles of apatite (Ca10(PO4 ) 6 .X2 , X=Cl- ,F- or OH- ) pellets, which ones are liberated, in the phosphoric acid production, to acid pulp (mainly H3 PO4 and CaSO4 .2H2 O) after reaction between apatite and sulphuric acid. This increases the viscosity of pulp, decreases the filtration rates, generate stable foam in the reactor and consequently reduce the production rate of Industrial Plant.The objective of this study was to present the results and discuss the effects of a low temperature thermal treatment on the behaviour of a sedimentary phosphate. The thermal treatment was effected in a batch fluidized bed kiln in order to reduce the total organic carbon level to the order of 1,500 to 3,500 ppm, commonly checked in the commercial phosphate rocks from Morocco and Florida. The behaviour of the Bayóvar phosphate in the production of phosphoric acid was evaluated in comparative continuous pilot-plant tests with results from the non-treated and the thermally treated Bayóvar phosphate.

Keywords

Phosphate rock, Oxidation, Organic carbon, Bayóvar, Phosphoric acid, Fluidized bed kiln.

Referências

1 Mazzilli, B.P, Saueia, C.H.R. Distribution of natural radionuclides in the production and use of phosphate fertilizers in Brazil. Journal of Environmental Radioactivity. 2006;89:229-239.

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

3 Baldoino RO, Martins M, Rodrigues MVT, Leal LS Fo. Influence of temperature, water quality and collector type on flotation performance of a peruvian phosphate ore. Journal of Chemistry and Chemical Engineering. 2013;7:351-355.

4 Becker P. Phosphate and phosphoric acid. New York: Marcel Dekker Inc.; 1983. 585 p.

5 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.

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

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

8 Silva RG, Avelar A, Brito J, Smith PA, Soares WG. Redução do teor de carbono orgânico no concentrado de fosfato Bayóvar para produção de ácido fosfórico. Tecnologia em Metalurgia, Materiais e Mineração. 2016; 13(3):270-278.

9 Theys T, Roblin B. Crystal habit modification in wet process phosphoric acid production. In: International Fertilizer Association. Proceedings of the IFA Technical Conference; 2002 Sep 24-27; Chennai, India. Paris: IFA; 2002.

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