Relatorio Gestão de Resíduos e Efluentes

Acadêmicos: André Luiz Dal Pont, Deivid Gregório, Maikel Dal-Toé, Vitor Rocha

Assunto: Neutralização de águas ácidas, precipitação de metais, balanço de massa.

√ Considere as aulas práticas de neutralização de DAM - Drenagem Ácida de Mina. O reagente utilizado no preparo da solução neutralizante era de grau de pureza p.a., que para efeito de cálculo consideraremos pureza 100%.

√ Considere ainda que os dados de laboratório foram obtidos com a finalidade de projetar uma ETE – Estação de tratamento de Efluentes para uma usina de beneficiamento de carvão com capacidade para beneficiar 50t/h de ROM (carvão bruto), e que para cada tonelada de ROM beneficiado são necessários 2 m3 de água e ainda que do total de água que entra na usina 80% se convertem no efluente a ser tratado ou DAM. A usina opera com fluxo contínuo e constante durante 10 horas/dia; 5 dias/semana e 4,5 semanas/mês.

Com base nessas informações, nos dados obtidos no laboratório e no texto (apostila) em anexo responda e comente as questões:

1) Por que no início do processo de neutralização observa-se pouca variação nos valores de pH? Qual o pH em que fica evidenciado a quebra do “tampão”. Qual o pH final do efluente tratado? Considera-se “tratado” o efluente com pH entre 6 - 9 (Lei 14.675/09 de SC).

R: Porque a solução neutralizante (NaOH) que é adicionado libera OH- que tem tendência a se ligar primeiro com metais, principalmente ferro e alumínio e só depois ligasse os ions H+ formando H2O, e assim aumentando o pH.

A quebra do tampão fica evidenciada em pH ENTRE 4 e 5

pH do efluente tratado 6,70.

2) Qual o mecanismo de geração de drenagem ácida na mineração de carvão? Qual ou quais fatores são determinantes para iniciar a geração de DAM? Faça uma revisão bibliográfica sobre o assunto.

R: Reação de oxidação do sulfeto de ferro: FeS2; + O2 + H2O -> H2SO4 + Fe(OH)3 ↓.

É um fenômeno que se inicia quando rochas contendo minerais sulfetados são retiradas do interior da terra pelas atividades de mineração e, quando dispostas na superfície terrestre, oxidam-se por reação com água e oxigênio atmosféricos. Embora drenagem ácida possa ser acompanhada de processos erosivos, trata-se de fenômenos bastante distintos. Enquanto a erosão se refere à retirada e ao transporte de sedimentos sólidos, usualmente em suspensão por escoamento superficial da água da chuva, a drenagem ácida é o movimento de solutos em águas ácidas, não necessariamente por escoamento superficial. A DAM é o termo utilizado geralmente para designar os impactos da oxidação do mineral pirita (FeS2). A DAM em ambientes de mineração é, na maioria das vezes, caracterizada por baixos valores de pH – que podem ser inferiores a 3,5 –, altas concentrações de sulfato – podendo chegar a 2000 mg L-1 – e cátions metálicos em concentrações superiores àquelas normalmente encontradas em ambientes naturais. Entretanto, as características químicas da DAM, como a concentração e espécie de contaminantes, são específicas para cada região, variando de acordo com as características do depósito mineral.

3) Qual o consumo teórico (fórmula de Skousen) e prático (laboratório) de neutralizante em gramas por litro de efluente tratado? Discutir. Qual a reação de neutralização?

R: Consumo teórico: (556,8 Kg/h x 0,80) / 1,00 = 445 Kg/h

Consumo prático: 80ml -> 4g/L x 80000 L/h = 320 kg/h

Reação de neutralização: H2SO + NaOH -> Na2(SO4) + H2O   com ppt de Fe(OH)3 ↓ Fe(OH)2 ↓ Mn2(OH) ↓ e etc...

4) Considerando que no laboratório a proveta simulou um decantador (2 horas de decantação) e também um adensador de lodo (7 dias de decantação), responda:

a) qual o volume de lodo por litro de efluente neutralizado gerado no decantador e no adensador?

R: 290ml decantado e 260ml adensado.

b) Qual o volume de lodo adensado gerado mensalmente pela atividade considerando a vazão da planta de beneficiamento?

R: 4.680.000L

c) qual a massa de lodo gerada/mês?

R: {[(141,730 x 180000000) / 1] / 1000} / 1000 = 2551,14 Kg/mês

5)  Qual o consumo de neutralizante em gramas/L e qual a reação de neutralização caso se opte por utilizar:

a) Ca(OH)2 - H2SO + Ca(OH)2  -> Ca(SO4) + 2 H2O   com ppt de Fe(OH)3 ↓ Fe(OH)2 ↓ Mn2(OH) ↓ e etc...

(4*0,74)/0,90 = 3,28 g/L

b) CaCO3 - H2SO + CaCO3 -> Ca(SO2) + H2O + CO2  com ppt de Fe(OH)3 ↓ Fe(OH)2 ↓ Mn2(OH) ↓ e etc...

(4*1,00)/0,30 = 13,33 g/L

c) amônia (NH3) - H2SO + 2 NH3 -> (NH4)2SO4 + H2O com ppt de Fe(OH)3 ↓ Fe(OH)2 ↓ Mn2(OH) ↓ e etc...

(4*0,34)/1,00 = 1,36 g/L

6) Qual o consumo diário e mensal de neutralizante (considere o produto utilizado na aula prática) a ser utilizado na planta de beneficiamento, supondo que o produto comercial tem grau de pureza de 70%?

R: 4g/L de NaOh

Efluente : 18.000.000 L/mês

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