Uso de misturas ternárias na otimização da extração de fósforo inorgânico ligado a óxidos de ferro e alumínio

Abstract

O presente trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar os extratores comumente utilizados em métodos de fracionamento de fósforo (P) em combinação com outros componentes para otimização da resposta de extração. Para isso, utilizaram-se matrizes experimentais para misturas ternárias (fase líquida) e componentes-modelo (fase sólida) dos minerais gibbsita, goehita e hematita. Foram avaliadas as melhores combinações dos extratores de forma a minimizar problemas referentes aos processos de readsorção, precipitação e seletividade das frações de P adsorvido a gibbsita e a óxidos de Fe. Ao mesmo tempo, procurou-se melhorar a seletividade na extração do P ocluído por óxidos de Fe (P-ocluso). Os resultados obtidos pelas superfícies de respostas possibilitaram avaliação das interações entre os componentes utilizados, levando a conclusão de que: para o P adsorvido a gibbsita e óxidos de Fe (frente a problemas relacionados a processos de readsorção e interferência do Ca 2+ na eficiência dos extratores), houve necessidade de maior proporção de citrato e NH 4 F e menor proporção de EDTA para a extração do P adsorvido a gibbsita, ao passo que para o P adsorvido a óxidos de Fe, a combinação binária de EDTA e NaOH mostrou-se indispensável para maior extração. Na matriz experimental utilizando-se os extratores NH 4 F, malato e oxalato, os componentes- modelo naturais e sintéticos apresentaram comportamento diferenciado na extração pelas misturas ternárias. Para o P adsorvido a gibbsita, a mistura binária de malato e oxalato foi mais seletiva quando utilizados os óxidos naturais, enquanto com os sintéticos, a maior participação do fluoreto em misturas com malato e oxalato resultou em maior seletividade na extração. Na otimização da extração do P-ocluso, a diminuição das concentrações de ditionito e complexantes de forma ótima implicou em uma maior seletividade aos óxidos de ferro, possibilitando a dissolução superficial do mineral e, ainda, sugerindo a extração de uma forma de P-ocluso mais externamente nos óxidos de ferro.

The present work was conducted with the objective of evaluating the extractors commonly used in methods of phosphorus (P) fractionation in combination with other components for optimization of the extraction response. For that, experimental design for ternary mixtures (phase liquid) and component-model (solid phase) of the minerals gibbsite, goethite and hematite were used. The best combinations of the form extractors were sourest so as to minimize problems of readsorption, precipitation and selectivity processes of P fractions by gibbsite and iron oxides. At the same time it was tried to improve the selectivity of the extraction of P occluded by iron oxides. Results obtained by surface response made possible the evaluation of the interactions among the components used leading to the conclusion that: for P adsorbed by gibbsite and iron oxides (due to problems related to readsorption processes and interference by calcium on extractor efficiency) it was necessary to increase the proportion of citrate and ammonium fluoride and decrease the proportion of EDTA to extract P adsorbed by gibbsite. The binary combination of EDTA and NaOH was required to extract P adsorbed by iron oxides. In this experiment when ammonium fluoride, malate and oxalate were used, natural and synthetic component-models showed different performance during extraction by ternary mixtures. The binary mixture of malate and oxalate was more selective when natural iron oxides were used to extract P adsorbed by gibbsite. Among the synthetic the higher proportion of fluoride mixed with malate and oxalate gave better selectivity in the extraction. During optimization of P occluded extraction lowering concentrations of dithionite and complexants gave a higher selectivity to the iron xvioxides, thus making possible the superficial dissolution of the mineral and suggesting the extraction of a form of P occluded more external to iron oxides.