Inorganic pigments made from the recycling of coal mine drainage treatment sludge

Marcello, Reginaldo Rosso; Galato, S.; Peterson, Michael; Riella, Humberto Gracher; Bernardin, Adriano Michael

doi:10.1016/j.jenvman.2007.07.005

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“…According to the local coal industry syndicate of Santa Catarina State, the average run-of-mine coal production is 6 million tonnes/year, from which 3.5 million tonnes/year are rejected and disposed of in landfills (Marcello et al, 2008). Brazilian coal is characterised by high proportions of sulphide minerals, pyrite and marcasite (Galatto et al 2009;Lattuada et al 2009;Marcello et al 2008;Silva et al 2009), and therefore the rejects from coal cleaning operations can be regarded as potential sources of sulphur.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Chemical composition and minerals in pyrite ash of an abandoned sulphuric acid production plant

Oliveira

Ward

Izquierdo

et al. 2012

Science of The Total Environment

162

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The extraction of sulphur produces a hematite-rich waste, known as roasted pyrite ash, which contains significant amounts of environmentally sensitive elements in variable concentrations and modes of occurrence. Whilst the mineralogy of roasted pyrite ash associated with iron or copper mining has been studied, as this is the main source of sulphur worldwide, the mineralogy, and more importantly, the characterization of nanoparticles, in coal-derived roasted pyrite ash remain to be resolved. In this work we provide essential data on the chemical composition and nanomineralogical assemblage of roasted pyrite ash. XRD, HR-TEM and FE-SEM were used to identify a large variety of minerals of anthropogenic origin. These phases result from highly complex chemical reactions occurring during the processing of coal pyrite of southern Brazil for sulphur extraction and further manufacture of sulphuric acid. Iron-rich nanoparticles within the ash may contain high proportions of toxic elements such as As, 2 Se, U, among others. A number of elements, such as As, Cr, Cu, Co, La, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sr, Ti, Zn, and Zr, were found to be present in individual nanoparticles and nanominerals (e.g. oxides, sulphates, clays) in concentrations up to 5%. The study of nanominerals in roasted pyrite ash from coal rejects is important to develop an understanding on the nature of this by-product, and to assess the interaction between emitted nanominerals, ultra-fine particles, and atmospheric gases, rain or body fluids, and thus to evaluate the environmental and health impacts of pyrite ash materials.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Chemical composition and minerals in pyrite ash of an abandoned sulphuric acid production plant

Oliveira

Ward

Izquierdo

et al. 2012

Science of The Total Environment

162

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“…Desse modo, estudos que envolvem a aplicação de resíduos de processos industriais na síntese ou na aplicação direta como pigmentos ganham cada vez mais destaque (COSTA et al, 2008). A grande maioria das pesquisas reportadas na literatura envolve a utilização de lodos gerados em tratamento de resíduos industriais, que possuem elevados teores de elementos como ferro (Fe), níquel (Ni), cromo (Cr), manganês (Mn) e zinco (Zn) (COSTA et al, 2008;MARCELLO et al, 2008;HAJJAJI et al, 2011). Outros utilizam cinzas de resíduos de agricultura, como cinzas de cascas de arroz, que são ricas em silício (Si) (BONDIOLI et al, 2007;HABEEB & MAHMUD, 2010).…”

Section: Introductionunclassified

Avaliação da utilização das cinzas da escuma gerada em Reator Anaeróbico de Manta de Lodo e Fluxo Ascendente como pigmento inorgânico de coloração alaranjada

Fiuza

Souza

Antunes

et al. 2017

Eng. Sanit. Ambient.

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RESUMOA escuma é um resíduo gerado durante o tratamento anaeróbico de efluentes domésticos que necessita de periódica remoção para não comprometer a eficiência do processo. O presente trabalho teve por objetivo utilizar as cinzas da escuma gerada em Reator Anaeróbico de Manta de Lodo e Fluxo Ascendente (RALF) como pigmentos inorgânicos. Amostras de escumas coletadas em diferentes meses foram submetidas a tratamento térmico a 900°C por 1h para remoção da matéria orgânica. As cinzas obtidas foram desaglomeradas em peneira e submetidas às análises química (Fluorescência de raios X -FRX), mineralógica (Difração de raios X -DRX), morfológica (Microscopia Eletrônica de Varredura por Efeito de Campo -FE-MEV) e de coloração (espectroscopia de reflectância difusa na região do Ultravioleta-Visível -UV-Vis). As amostras apresentaram composição majoritária de elementos comuns no ambiente, sendo as fases principais identificadas o quartzo (dióxido de silício -SiO 2 ), a anidrita (sulfato de cálcio -CaSO 4 ) e a hematita (óxido de ferro -Fe 2 O 3 ).A granulometria das amostras é adequada para a aplicação como pigmento cerâmico; a coloração obtida foi alaranjada intensa e boas propriedades foram identificadas, como boa opacidade, omitindo a coloração do suporte cerâmico, além de não existirem defeitos superficiais que indicassem matéria orgânica residual ou incompatibilidade com o esmalte utilizado. Sendo assim, as cinzas da escuma gerada em RALF apresentaram características interessantes para a aplicação como pigmentos cerâmicos.Palavras-chave: resíduo; esgoto; escuma; pigmento inorgânico. The main crystalline phases are quartz (silicon dioxide -SiO 2 ), anhydrite (calcium sulfate -CaSO 4 ) and hematite (iron oxide -Fe 2 O 3 ). Also, these particles presented suitable size for application as ceramic pigment and the color obtained was intense orange. When applied as ceramic pigment at the decorative fire temperature, the enameled piece presented intense color and the pigment had good opacity, hiding the ceramic support color, besides, they presented no surface deformations, which indicates the pigments are compatible with enamel. Thus, scum ashes generated in UASB reactor presented interesting characteristics to be applied as ceramic pigments.

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“…Entretanto, a DAM pode ser neutralizada usando cal, cal hidratada, soda caústica, entre outros, o que resulta na produção de um lodo químico volumoso, cuja disposição final representa mais um problema ambiental e custo adicional. Apesar disso, é possível reaproveitar o lodo químico, rico em metais como ferro e manganês, para produzir novos materiais com valor agregado, como adsorventes (Flores et al, 2012), pigmentos (Kirby et al, 1999;Marcello et al, 2008), coagulantes (Ruihua et al, 2011) e catalisadores (Andersen et al, 2012;Flores et al, 2012).…”

Section: Introductionunclassified

Catalisadores De Óxido De Ferro Dopados Com Metais De Transição Aplicados Na Ozonização Catalítica Do Corante Safira Procion

Suave

Leme²,

Moreira³

2015

Anais Do XX Congresso Brasileiro De Engenharia Química

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químico produzido no tratamento ativo da drenagem ácida de mina foi utilizado como precursor no preparo de catalisadores de hematita pura ou dopada com diferentes proporções de cobre, manganês, prata ou zinco. Os catalisadores foram caracterizados e a atividade catalítica foi determinada pela mineralização do corante têxtil safira procion H-EXL em reator batelada com aplicação constante de ozônio. Os resultados indicaram que a ozonização catalítica com a hematita é mais eficiente para a mineralização do corante do que somente a ozonização. A dopagem da hematita produz catalisadores com atividade catalítica superior (Mn e Cu) ou inferior (Ag e Zn) à hematita pura. O teor de metal impregnado também modifica a atividade catalítica, sendo que o catalisador dopado com 10% de manganês em massa apresenta os melhores resultados. INTRODUÇÃOA drenagem ácida de mina (DAM) é um importante problema de poluição ambiental gerado pela indústria de mineração. Quando os rejeitos do beneficiamento de carvão ricos em sulfetos de ferro são expostos à atmosfera, em presença de água, ocorre oxidação que produz ácido sulfúrico e libera metais pesados e outros poluentes para a drenagem (Sheoran e Sheoran, 2006). Entretanto, a DAM pode ser neutralizada usando cal, cal hidratada, soda caústica, entre outros, o que resulta na produção de um lodo químico volumoso, cuja disposição final representa mais um problema ambiental e custo adicional. Apesar disso, é possível reaproveitar o lodo químico, rico em metais como ferro e manganês, para produzir novos materiais com valor agregado, como adsorventes (Flores et al., 2012), pigmentos (Kirby et al., 1999;Marcello et al., 2008), coagulantes (Ruihua et al., 2011) e catalisadores (Andersen et al., 2012;Flores et al., 2012).Catalisadores baseados em óxidos de ferro têm recebido atenção nos últimos anos por apresentarem elevada atividade catalítica em processos de oxidação avançada. Além disso, possuem excelente estabilidade e custo-efetividade, elevada resistência à corrosão e propriedades ambientalmente amigáveis que preenchem muitos requisitos de um bom catalisador (Pradhan e Parida, 2012). Alguns estudos têm mostrado resultados satisfatórios na utilização de óxidos de ferro para tratar efluentes líquidos através do processo de ozonização catalítica. Zhang e Ma (2008) reportaram que a goetita (FeOOH) aumenta substancialmente a degradação do

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Inorganic pigments made from the recycling of coal mine drainage treatment sludge

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Chemical composition and minerals in pyrite ash of an abandoned sulphuric acid production plant

Chemical composition and minerals in pyrite ash of an abandoned sulphuric acid production plant

Avaliação da utilização das cinzas da escuma gerada em Reator Anaeróbico de Manta de Lodo e Fluxo Ascendente como pigmento inorgânico de coloração alaranjada

Catalisadores De Óxido De Ferro Dopados Com Metais De Transição Aplicados Na Ozonização Catalítica Do Corante Safira Procion

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