[ANÁLISE DE MINÉRIO DE FERRO E MANGANÊS]

Aluno: Caio Lourenço

Professor: Geraldo Magela

Ouro Preto, 12 de Dezembro de 2011.SUMÁRIO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETOInstituto de Ciências Exatas e Biológicas

Departamento de QuímicaAnálise Química do Solo, Ar e Água

1 – Introdução........................................................................................................................

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1.1 – Cominuição............................................................................................................... 02 1.1.1 – Britagem............................................................................................................ 02 1.1.2 – Moagem.............................................................................................................

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1.1.3 – Peneiramento.................................................................................................... 03 1.1.4 – Pulverização....................................................................................................... 03 1.2 – Difração de Raio X..................................................................................................... 03 1.3 – Calcinação................................................................................................................. 04 1.4 – Análise Termogravimétrica (TGA).............................................................................. 05 1.5 – Espectroscopia de Emissão Ótica com Plasma Indutivamente Acoplado.................... 062 – Objetivo........................................................................................................................... 063 – Procedimento Experimental............................................................................................. 064 – Resultados e Discussão..................................................................................................... 07 4.1 – Cálculo da perda de água (Umidade)......................................................................... 07 4.2 – Cálculo da Perda Por Calcinação (PPC)....................................................................... 08 4.3 – Difração de Raio X..................................................................................................... 08 4.4 – Análise Termogravimétrica........................................................................................ 09 4.5 – Cálculo do Teor de Ferro e de Fe₂O₃...........................................................................

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4.6 – Determinação do Resíduo Insolúvel (RI).................................................................... 11 4.7 – Espectroscopia de Emissão Ótica com Plasma Indutivamente Acoplado................ 115 – Considerações Finais........................................................................................................ 136 – Conclusão......................................................................................................................... 147 – Referências Bibliográficas................................................................................................. 148 – Anexo............................................................................................................................... 15

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1 - INTRODUÇÃO

1.1 - COMINIUÇÃO

A operação de fragmentação, no campo de beneficiamento de minérios, agrupa um conjunto de técnicas que tem por finalidade reduzir, por ação mecânica externa e algumas vezes interna, um sólido, de determinado tamanho em fragmentos de tamanho menor. A fragmentação de um material heterogêneo, que constitui geralmente uma rocha, visa liberar os minerais valiosos dos minerais de ganga, ou no caso de um mineral homogêneo, reduzir até à dimensão requerida pela utilização. A operação de fragmentação compreende diversos estágios que se aplicam ao minério, desde a mina, até sua adequação ao processo industrial subsequente.

1.1.1 - BRITAGEM

Genericamente, britagem pode ser definida como conjunto de operações que objetiva a fragmentação de blocos de minérios vindos da mina, levando-os a granulometria compatíveis para utilização direta ou para posterior processamento. A britagem é um estágio no processamento de minérios, que utiliza, em sucessivas etapas, equipamentos apropriados para a redução de tamanhos convenientes, ou para a liberação de minerais valiosos de sua ganga.É aplicada a fragmentos de distintos tamanhos, desde rochas de 1000 mm até 10mm.

Britador de Mandíbulas: É o equipamento utilizado para fazer a britagem primária em blocos de elevadas dimensões/dureza e com grandes variações de tamanho na alimentação. Compõe-se basicamente de uma mandíbula fixa, e uma móvel ligada ao excêntrico (esta ligação pode ser feita direta ou indireta), que fornece o movimento de aproximação e afastamento entre elas. Desta maneira o bloco alimentado na boca do britador vai descendo entre as mandíbulas enquanto recebe o impacto responsável pela fragmentação.

1.1.2 - MOAGEM

A moagem é o último estágio do processo de fragmentação. Neste estágio as partículas são reduzidas, pela combinação de impacto, compressão, abrasão e atrito, a um tamanho adequado à liberação do mineral, geralmente, a ser concentrado nos processos subsequentes. Cada minério tem uma malha ótima para ser moído, dependendo de muitos fatores incluindo a distribuição do mineral útil na ganga e o processo de separação que vai ser usado em seguida.

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Moinhos Cilíndricos: Estes moinhos são constituídos de uma carcaça cilíndrica de ferro, revestida internamente com placas de aço ou borracha, que gira sobre mancais e contém no interior uma carga solta de barras ou bolas de ferro ou aço (Figura 4.24). Os corpos moedores são elevados pelo movimento da carcaça até um certo ponto de onde caem, seguindo uma trajetória parabólica, sobre as outras bolas que estão na parte inferior do cilindro e sobre o minério que ocupa os interstícios das bolas. As bolas acompanham o movimento da carcaça e impelidas pela força centrífuga percorrem umatrajetória circular. Enquanto a força centrífuga for maior que a força dagravidade, as bolas permanecem nesta trajetória. No momento que o componente da força da gravidade que se opõem a força centrífuga for maior que esta, as bolas abandonam a trajetória circular e passam a seguir uma trajetória parabólica.

1.1.3 - PENEIRAMENTO

A classificação e o peneiramento têm como objetivo comum, a separação de um material em duas ou mais frações, com partículas de tamanhos distintos. No peneiramento, existe uma separação, segundo o tamanho geométrico das partículas, enquanto que na classificação, a separação é realizada tomando-se como base a velocidade que os grãos atravessam um meio fluido. No processamento mineral, o meio fluido mais utilizado é a água. A classificação a úmido é aplicada, habitualmente, para populações de partículas com granulometria muito fina, onde o peneiramento não funciona de forma eficiente. Entende-se por peneiramento, a separação de um material em duas ou mais classes, estando estas limitadas uma superior e outra inferiormente. No peneiramento a úmido adiciona-se água ao material a ser peneirado com o propósito de facilitar a passagem dos finos através da tela de peneiramento. O material retido na tela da peneira é denominado oversize e o passante, undersize.

Peneiras da Série Tyler: A série consta 14 peneiras e tem como base uma peneira de 200 malhas por polegada linear (200 mesh), feita com fio de arame de 0,053 mm de espessura, o que dá uma abertura livre de 0,074 mm. As demais peneiras são: 150, 100, 65, 48, 35, 28, 20, 14, 10, 8, 6, 4 e 3 mesh. Sendo que mesh é o número de malhas por polegada linear

1.1.4 – PULVERIZAÇÃO

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É feita através de um moinho de panela ou pulverizador elétrico de panela, que tem como função pulverizar por meio de batimento centrifugo em  materiais Rochosos. Possui um sistema de trituração  que utiliza uma pastilha e anel triturador que por meio de movimento axial, o material é pulverizado. Trabalha com uma batelada de 100gr onde se consegue uma granulometria de até 400 Mesh.

1.2 - DIFRAÇÃO DE RAIOS X

A difratometria de raios X corresponde a uma das principais técnicas de caracterização microestrutural de materiais cristalinos, encontrando aplicações em diversos campos do conhecimento, mais particularmente na engenharia e ciências de materiais, engenharias metalúrgica, química e de minas, além de geociências, dentre outros. Os raios X ao atingirem um material podem ser espalhados elasticamente, sem perda de energia pelos elétrons de um átomo (dispersão ou espalhamento coerente). O fóton de raios X após a colisão com o elétron muda sua trajetória, mantendo, porém, a mesma fase e energia dofóton incidente. Sob o ponto de vista da física ondulatória, pode-se dizer que a onda eletromagnética é instantaneamente absorvida pelo elétron e reemitida; cada elétron atua, portanto, como centro de emissão de raios X.Se os átomos que geram este espalhamento estiverem arranjados de maneira sistemática, como em uma estrutura cristalina (Figura 1), apresentando entre eles distâncias próximas ao do comprimento de onda da radiação incidente, pode-se verificar que as relações de fase entre os espalhamentos tornam-se periódicas e que efeitos de difração dos raios X podem ser observados em vários ângulos. Considerando-se dois ou mais planos de uma estrutura cristalina, as condições para que ocorra a difração de raios X (interferência construtiva ou numa mesma fase) vão depender da diferença de caminho percorrida pelos raios X e o comprimento de onda da radiação incidente.Esta condição é expressa pela lei de Bragg, ou seja n λ = 2 d senθ, onde λcorresponde ao comprimento de onda da radiação incidente, “n” a um número inteiro (ordem de difração), “d” à distância interplanar para o conjunto de planos hkl (índice de Miller) da estrutura cristalina e θ ao ângulo de incidência dos raios X (medido entre o feixe incidente e os planos cristalinos). A intensidade difratada, dentre outros fatores, é dependente do número de elétrons no átomo; adicionalmente, os átomos são distribuídos no espaço, de tal forma que os vários planos de uma estrutura cristalina possuem diferentes densidades de átomos ou elétrons, fazendo com que as intensidades difratadas sejam, por conseqüência, distintas para os diversos planos cristalinos.

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1.3 - CALCINAÇÃO

É o tratamento de remoção da água, CO2 e de outros gases ‘ligados fortemente’, ‘quimicamente’ a uma substância – tipicamente hidratos e carbonatos. A calcinação – um processo vigorosamente endotérmico – é usada principalmente na produção de óxidos, por exemplo: MgCO3 = MgO + CO2(g) ou Al2O3⋅3H2O = Al2O3 + 3H2O(g). A calcinação serve para eliminar gases, diminuir o volume da carga ou para evitar o consumo de um combustível caro, sendo então realizada à parte do processo principal. As temperaturas de calcinação variam; o MgCO3 se decompõe aproximadamente à temperatura de 400°C, enquanto que para decompor o CaCO3 deve-se atingir aproximadamente 900°C. A estrutura e a morfologia do calcinado sofrem modificações com a exposição ao calor – tão mais profundas quanto maior forem a temperatura e a duração do processo e isso pode diminuir a reatividade de alguns produtos calcinados. Algumas substâncias, ao perderem água de cristalização, sofrem hidrólise, impossibilitando a sua calcinação.Uma característica desse processo é o uso de uma fase gasosa para transferir o calor necessário e, simultaneamente, arrastar os produtos gasosos da decomposição. A calcinação é realizada em reatores do tipo forno de cuba, forno rotativo e leito fluidizado.

1.4 - ANÁLISE TERMOGRAVIMÉTRICA (TGA)

Termogravimetria é a técnica na qual a mudança da massa de uma substância é medida em função da temperatura enquanto esta é submetida a uma programação controlada. O termo Análise Termogravimétrica (TGA) é comumente empregado, particularmente em polímeros, no lugar de TG por ser seu precedente histórico e para minimizar a confusão verbal com Tg, a abreviação da temperatura de transição vítrea. Problemas adicionais podem ocorrer em pesquisas computadorizadas, já que ambas abreviaturas são aceitas pela IUPAC. Tipicamente curvas TGA e sua derivada (DTG) são apresentadas como no gráfico 1.

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FIGURA 01 : Gráfico de TGA (vermelho) e sua derivada (azul)

A ordenada é apresentada usualmente em percentual de massa wt%, ao invés da massa total, proporcionando assim uma fácil comparação entre várias curvas em uma base normalizada. É preciso deixar claro que existem mudanças significativas, particularmente na temperatura da amostra, que podem refletir na curva TGA quando a massa inicial é significativamente variada entre experimentos. Ocasionalmente o peso e a temperatura serão exibidos em função do tempo. Isto permite a verificação aproximada da taxa de aquecimento, mas é menos conveniente para propósitos de comparação com outras curvas. As curvas DTG aperfeiçoam a resolução e são mais facilmente comparadas a outras medidas. Entretanto, a diferenciação é um grande amplificador; sendo, muitas vezes, aplainada pelo software para gerar um gráfico da derivada. Tais curvas são também de interesse do estudo da cinética das reações, uma vez que ela apresenta a taxa efetiva da reação. A estequiometria, todavia, e mais legível na representação original.

1.5 - ESPECTROMETRIA DE EMISSÃO ÓPTICA COM PLASMA INDUTIVAMENTE ACOPLADO (ICP-OES)

A Espectrometria de Emissão Atômica por Plasma Acoplado Indutivamente, é uma técnica de análise química instrumental que faz uso de uma fonte de excitação de plasma de argônio à alta temperatura (7.000 - 10.000 K) para produzir, em uma amostra introduzida sob forma de neblina no centro do plasma, átomos excitados que emitem radiação em comprimentos de onda na faixa de 125 a 950 nm, característicos dos elementos nela presentes.

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As radiações emitidas, após conveniente separação de seus comprimentos de onda por sistemas ópticos, têm suas intensidades respectivas medidas por meios de detectores de radiação específicos (foto multiplicadoras -PMT- ou detectores de estado sólido - CCD ou CID) e correlacionadas às concentrações correspondentes através de curvas de calibração obtidas pela medição prévia de Padrões Certificados de Referência (CRM -Certificate Reference Material).

2 - OBJETIVO

Submeter uma amostra de minério de concentração e composição desconhecidas à processos de cominuição e posteriormente à análises de difratometria de raio X, análise termogravimétrica, espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado, calcinação e análise de ferro por via úmida, afim de determinar a composição química do minério e compreender as técnicas e métodos utilizados.

3 - PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Inicialmente foi fornecida uma amostra de minério em estado bruto, a suspeitava-se que tinha em sua composição ferro e manganês. Essa amostra passou pelo processo de cominuição, na britagem por um britador de mandíbula, em seguida em um britador secundário e posteriormente e na moagem por um moinho de bolas. Em seguida a amostra foi quarteada e depois passou pelo peneiramento onde foi coletada a amostra retida e passante na peneira de 270 mesh, a faixa retida em 100 mesh e a faixa retida em 150 mesh. Uma parte da amostra foi pulverizada com o pulverizador elétrico de panela. Ficando assim quatro grupos para fazer as análises das quatro frações diferentes de material: ±270 mesh, 150 mesh, 100 mesh e fração pulverizada.

No laboratório, cerca de um grama da amostra foi submetida à mufla na temperatura de cerca de 1000°C e outra alíquota na estufa a cerca de 111°C, para posterior determinação da perda da quantidade de água, e perda por calcinação, as massas dos cadinhos foram anotadas.

Posteriormente com a amostra pulverizada foi feita a espectrometria de dispersão de raios X (XRD), a fim de determinar os elementos presentes na composição da amostra.

Após a análise no XRD foi feita uma analise termogravimétrica da amostra a fim de observar seu comportamento com o aumento de temperatura.

Posteriormente a amostra foi submetida a um tratamento químico para abertura da amostra, fazendo-se o procedimento em

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duplicata, então pesou-se a amostra 1: 0,4054g e amostra 2: 0,4073, cada uma das amostras foi transferida pra erlenmeyers de 250mL e a cada um adicionou-se cerca de 20mL de ácido clorídrico e 15mL de ácido nítrico, com um o intuito de promover a abertura das amostras. Os erlenmeyers foram aquecidos em chapa aquecedora. Esperou que ocorresse a dissolução total da amostra. Em seguida os erlenmeyers foram resfriados em água corrente e a solução resultante foi filtrada, sendo que a solução filtrada foi colocada em um balão de 250mL que foi aferido com água destilada, 50mL dessa solução foi usada para posterior análise de ICP-OES. Da solução filtrada retirou-se com pipeta volumétrica 50mL e transferiu para um erlenmeyer de 250mL, procedendo-se então à titulação com dicromato de potássio 0,004061mol/L padronizado. A titulação foi feita em duplicata e o volume gasto de titulante foi anotado. O papel de filtro com resíduo da filtração foi colocado em um cadinho e o mesmo foi submetido à calcinação na mufla em cerca de 1000ºC por volta de uma hora a fim de se fazer a determinação do resíduo insolúvel (RI).

Sendo assim, foi feita uma análise de ICP-OES, para confirmação dos elementos presentes na amostra.

4 - RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 - CÁLCULO DA PERDA DE ÁGUA (UMIDADE) DA AMOSTRA

Os cadinhos 2A e V foram submetidos a estufa enquanto os cadinhos XX e XIII foram submetidos a mufla. As massas dos cadinhos foram dispostas na seguinte tabela

TABELA 01 : Massas dos cadinhos para cálculo de umidade e PPCCadinho Tara (g) Peso Bruto (g) Peso Amostra

(g)2A 48,7029 50,2048 1,5019V 31,2665 32,2198 0,9533XX 47,2832 48,3040 1,0208XIII 47,5478 48,5524 1,0096

Massa do cadinho após a estufa 2A – 50,1922gV – 32,2107g

Logo no cadinho 2A houve uma redução de massa (de água) de 0,0126g (50,2048 – 50,1922) o que representa uma umidade de 0,8389%1,5019 ------ 100%0,0126 ------ x x = 0,8389%

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Logo no cadinho V houve uma redução de massa (de água) de 0,0091g (32,2198 – 32,2107) o que representa uma umidade de 0,9546%0,9533 ------ 100%0,0091 ------ x x = 0,9546%

4.2 - CALCULO DA PERDA POR CALCINAÇÃO (PPC)

Massa do cadinho após a muflaXX - 48,2481XIII – 48,4970

No cadinho XX houve uma redução de massa de 0,0559g (48,3040 – 48,2481) o que representa um PPC de 5,476%1,0208 ------ 100%0,0559 ------ x x = 5,476%

No cadinho XIII houve uma redução de massa de 0,0554g (48,5524 – 48,4970) o que representa um PPC de 5,515%1,0046 ------ 100%0,0554 ------ x x = 5,515%

4.3 - DIFRAÇÃO DE RAIOS X

FIGURA 02 : Difratograma de Raio X para amostra pulverizada

De acordo com a comparação do espectro obtido com o banco de dados, suspeita-se que a amostra contem os minerais: quartzo, hematita, goethita e possivelmente binessita, que é um mineral que tem manganês na sua composição, porem as intensidades dos picos

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para a binessita são muito baixas, não ficando evidente a sua presença na amostra.

4.4 - ANÁLISE TERMOGRAVIMÉTRICA

FIGURA 03 : Gráfico de TGA-DTA da amostra pulverizada

Pelo gráfico de TGA pode-se perceber 3 grandes perdas de massa, sendo a primeira delas em cerca de 100ºC referente a perda de água da amostra, logo a umidade de acordo com o gráfico é 0,68%. A segunda grande perda de massa ocorre em cerca de 315ºC que possivelmente pode estar relacionada com a desidratação da Goethita, e a perda por volta de 526ºC pode estar relacionada com a Caulinita, que é um silicato de alumínio. Por fim podemos obter o valor da perda por calcinação (PPC) da amostra, que de acordo com o gráfico é 0,68 + 0,54 + 2,3 = 3,52%.

Observa-se que a curva de DTA não esta muito boa devido a necessidade de calibração do equipamento, vale destacar que a amostra submetida a análise termogravimétrica é a fração pulverizada.

4.5 - CÁLCULO DO TEOR DE FERRO NA AMOSRTRA

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TABELA 02 : Volumes gastos na titulação com dicromato 0,004061mol/LAmostra Volume gasto na

1ªtitulação Volume gasto na 2ªtitulação

Amostra 1 (0,4054g)

16,3mL 16,8mL

Amostra 2 (0,4073g)

16,5mL 16,7mL

Sendo a reação de titulação a seguinte:Cr₂O₇²⁻ + 6Fe²⁺ + 14H⁺ 6Fe³⁺ + 2Cr³⁺ +7H₂O

Logo temos: 0,004061mols ----------- 1LX ----------------- 0,0163LX = 6,6194x10^-5 mols de dicromato

Como a relação do Fe com o dicromato é de 6/1, temos:6,6194x10^-5 x 6 = 3,9716x10^-4 mols de Fe

Como a alíquota era de 50mL de um balão de 250mL temos 5 vezes mais de ferro na amostra em relação a solução usada na titulação, então temos:

3,9716x10^-4 x 5 = 1,9858x10^-3 mols de Fe na amostra

Como a massa molar do Ferro = 55,85g/mol temos:1mol Fe ----------- 55,85g1,9858x10^-3---- YY= 0,1109g de Fe na amostra

Como a massa molar do Fe₂O₃ = 159,7g/mol e a massa molar de 2Fe = 111,7g/mol temos:

0,1109g Fe ------- 111,7g Fe₂ Z--------------- 159,7g Z = 0,1586g Fe₂O₃

0,1586g Fe₂O₃ --------- 0,4054gC ---------------------- 1gC= 0,3912g Fe₂O₃ / g(minério) ou teor de 39,12% de Fe₂O₃

Os cálculos para os outros volumes de titulação são análogos, e obteve-se os seguintes valores dos teores de Fe₂O₃

TABELA 03 : Teores de Fe₂O₃ das amostras analisadasAmostra Teor 1 (%) Teor 2 (%) Média Desvio± 270 # 39,12 40,38 39,41 39,89 39.68 ± 0,53200 # 43,75 40,93 42,58 43,88 42,79 ± 1,37100 # 33,91 34,38 35,57 36,46 35,08 ± 1,15Pulverizado 41,27 40,98 41,28 40,06 40,90 ± 0,58

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4.6 - DETERMINAÇÃO DO RESÍDUO INSOLÚVEL (RI)

TABELA 04 : Massas dos cadinhos para cálculo de RICadinho Tara (g) Peso Bruto (g) Peso Amostra

(g)L 48,8417 49,2471 0,40542A 48,7050 49,1123 0,4073

Massa do cadinho após a estufa L – 49,0489g2A – 48,9096g

No cadinho L houve uma redução de massa de 0,1989g (49,2471 – 49,0489) o que representa um RI de 49,06%

0,4054g ------ 100%0,1989g ------ x x = 49,06%

No cadinho 2A houve uma redução de massa de 0,2027g (49,1123 – 48,9096) o que representa um RI de 49,77%

0,4073g ------ 100%0,2027g ------ x x = 49,77%

4.7 - ESPECTROMETRIA DE EMISSÃO ÓPTICA COM PLASMA INDUTIVAMENTE ACOPLADO (ICP-OES)

Amostra Al (cps) Ca (cps)

Fe (cps) K (cps) Mg (cps)

Mn (cps) Na (cps) P (cps) S (cps)

Ti (cps)

Leitura1 1 50640 14631 133306 14397 41502 17358000 134630 2814 1055 409391Leitura2 1 52940 14926 135055 14327 41165 17263000 132734 2820 1035 411745Leitura3 1 54343 14934 135179 14010 40227 17203000 135670 2824 1000 412839Leitura4 1 54050 14951 128902 14233 40431 17128000 136226 2792 1003 408778

Média 1 52993 14861 133111 14242 408311723800

0 134815 2813 1023 410688

Desvio 1 1681 153,4 2933 168,5 602 97000 1537 14,2726,4

4 1921

Desvio Relativo 1 3,172 1,032 2,204 1,183 1,474 0,563 1,14 0,507

2,584 0,468

Leitura1 2 51065 14594 127637 14510 40858 16942000 128599 2830 861 405639Leitura2 2 53295 14654 130938 14490 40060 17018000 126872 2797 833 406684Leitura3 2 53423 14490 135608 14330 41682 17216000 126863 2788 901 407334Leitura4 2 52855 14625 137905 14444 40545 17147000 122500 2805 885 412718

Média 2 52660 14591 133022 14444 407861708100

0 126209 2805 870 408094

Desvio 2 1090 71,5 4614 80,6 681 123564 2604 18,0629,6

4 3161

Desvio Relativo 2 2,071 0,49 3,469 0,558 1,671 0,723 2,063 0,644

3,407 0,775

TABELA 05 : Emissão dos elementos em ICP-OES nas amostras 1 (0,4054g) e 2 (0,4073g) dissolvidas em 250mL cada

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A partir dos pontos das curvas de calibração foi possível calcular através de regressão linear as equações de cada uma das curvas, que estão dispostas na tabela 06, os gráficos das regressões se encontram no Anexo.

TABELA 06 : Equação das curvas de calibração para os elementosElemento Equação R²

Al y = 6729,5x + 416870 0,9979Ca y = 13180x - 2060,1 1Fe y = 260,41x + 13085 0,9986K y = 3829,7x - 1069,5 1

Mg y = 166480x + 381,91 0,9999Mn y = 172945x + 405350 0,9995Na y = 143417x + 17691 1P y = 2156,3x + 92,393 1S y = 2812,1x - 54,894 1Ti y = 201575x + 48947 0,9999

Nota: x = concentração (mg/L), y = leitura do espectrômetro (cps)

Logo através da leitura média e da equação podemos calcular os valores das concentrações de cada um dos elementos.

Alumínio : y = 6729,5x + 416870 52993 = 6729,5x + 416870 x = -54,072 mg/L *

Como a amostra foi dissolvida em um balão de 250mL, temos (54,072/ 4) 13,518mg na amostra, logo temos 0,01352g na amostra de 0,4054g

0,01352g ---------- 0,4054g X ----------------- 1gX = -0,03335g/g(amostra) ou 3,335% de alumínio na amostra 1

Os cálculos para os outros elementos para as duas amostras são análogos e os resultados estão dispostos na seguinte tabela:

TABELA 07 : % dos elementos nas amostras segundo o ICP-OESElemento % na amostra 1 % na amostra 2

Al* - 3,335* - 3,322*Ca 0,07917 0,07754Fe 28,42 28,27K 0,2465 0,2486

Mg 0,01498 0,01490Mn 6,002 5,918Na 0,05036 0,04644P 0,07781 0,07722S 0,02364 0,02633

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Ti 0,1107 0,1094

*Percebe-se que para o alumínio foi encontrado um teor negativo, pois a leitura da amostra está abaixo do limite de quantificação, sendo assim seria necessária a construção de uma nova curva de calibração com padrões mais próximos do valor de leitura observada, como não dispomos de tal curva em relação ao alumínio só podemos afirmar que o seu teor esta abaixo do teor relativo ao limite de quantificação corresponde a 0,0223% da amostra

TABELA 08 : % dos óxidos dos elementos nas amostras segundo o ICP-OES

Elemento % na amostra 1 % na amostra 2Al₂O₃ <0,0223 <0,0223CaO 0,1108 0,1085Fe₂O₃ 40,635 40,420K₂O 0,2970 0,2995MgO 0,02484 0,02471MnO 8,4607 8,342Na₂O 0,1358 0,1252P₂O 0,1883 0,1769S₃O 0,02757 0,03071TiO₂ 0,1847 0,1825

5 – CONSIDERAÇÕES FINAIS

Portanto ao fim de todas as análises obtivemos os seguintes valores de composições em porcentagem da amostra.TABELA 09 : % das substâncias presentes na amostra segundo as técnicas utilizadas

Amostra 1

Amostra 2

Pulverizado

Média

PPC (Calcinação) 5,476% 5,515% - 5,495%Umidade (Mufla) 0,8389% 0,9546% - 0,8967%

PPC (TGA) - - 3,52% 3,52%Umidade (TGA) - - 0,68% 0,68%Fe₂O₃ (Titulação) 39,75% 39,65% - 39,70%Fe₂O₃ (ICP-OES) 40,635% 40,420% - 40,53%Al₂O₃ (ICP-OES) <0,0223% <0,0223% - <0,0223

%CaO (ICP-OES) 0,1108% 0,1085% - 0,1097%K₂O (ICP-OES) 0,2970% 0,2995% - 0,2983%

MgO (ICP-OES) 0,02484% 0,02471% - 0,02478%MnO (ICP-OES) 8,4607% 8,342% - 8,401%Na₂O (ICP-OES) 0,1358% 0,1252% - 0,1305%P₂O (ICP-OES) 0,1783% 0,1769% - 0,1776%SO₃ (ICP-OES) 0,02757% 0,03071% - 0,02914%

14

TiO₂ (ICP-OES) 0,1847% 0,1825% - 0,1836%RI (Calcinação) 49,06% 49,77% - 49,42%

TOTAL 103,7% 104,2% - 103,9%

Para o cálculo do fechamento, fez-se a soma das porcentagens dos óxidos dos elementos baseadas nas análises ICP-OES, com exceção do Fe2O3, que foi utilizado o valor do procedimento de via úmida, mais o valor do resíduo insolúvel determinado mais o valor da perda por calcinação. Nota-se que o erro no fechamento foi cerca de 3,9%, valor um pouco alto, suspeita-se que esse valor possa estar sendo influenciado pela presença de carbonatos e ou silicatos dos elementos, principalmente de alumínio que possivelmente ficaram no resíduo insolúvel, uma vez que a concentração do alumínio ficou abaixo do limite de quantificação e que existe uma perda de massa no TGA que pode estar relacionada com a caulinita, ficando assim o alumínio preso no resíduo insolúvel, o que poderia explica o fato do mesmo estar abaixo do limite de quantificação no ICP-OES. Podemos observar também que o valor de umidade e PPC fornecidos pelo TGA estão um pouco abaixo dos valores obtidos experimentalmente na calcinação, se considerássemos tais valores o erro de fechamento seria reduzido para cerca de 2%, Além disso, podem ter ocorrido também erros experimentais.

6 - CONCLUSÃO

Ao final do trabalho prático, foram vistas e compreendidas várias técnicas instrumentais e experimentais, sendo que os resultados podem ser considerados satisfatórios, uma vez na maioria dos casos diferentes técnicas nos forneceram valores bem próximos, e para as condições do experimento um valor de erro de 2% no fechamento pode ser considerado razoavelmente bom.

7 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Thermal Characterization of Polymeric Materials - Editado por Edith A. Turi, Academic Press, segunda edição, volume 1, 1997 Califórnia USA.

SILVA, A.T. da Curso de tratamento de minérios. , Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais, 1973. v.1.

15

Skoog, West, Holler, Crouch, Fundamentos de química Analítica (tradução da 8ª Edição Norte-americana)

8 – ANEXO

FIGURA 04 : Curva analítica para os padrões de Alumínio

FIGURA 05 : Curva analítica para os padrões de Cálcio

16

FIGURA 06 : Curva analítica para os padrões de Ferro

FIGURA 07 : Curva analítica para os padrões de Manganês

17

FIGURA 08 : Curva analítica para os padrões de Potássio

FIGURA 09 : Curva analítica para os padrões de Magnésio

18

FIGURA 10 : Curva analítica para os padrões de Sódio

FIGURA 11 : Curva analítica para os padrões de Fósforo

19

FIGURA 12 : Curva analítica para os padrões de Enxofre

FIGURA 13 : Curva analítica para os padrões de Titânio

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