Uso do fosfogesso como fonte de sulfato para bactérias redutoras de sulfato em um reator contínuo de leito fluidizado / Phosphogypsum as sulfate source for sulphate-reducing bacteria in a continuous fluidized-bed reactor

RESUMO O fosfogesso (FG) é um dos principais subprodutos da produção de ácido fosfórico para fertilizantes. Esse sólido é constituído principalmente de sulfato de cálcio di-hidratado, podendo conter também metais tóxicos e acidez residual (pH 2-3). A disposição em pilhas próximas às usinas é o principal método de disposição, entretanto isso não soluciona os problemas ambientais, uma vez que pode haver lixiviação das pilhas de resíduo pela água da chuva, contaminando o solo e os corpos d'água. Portanto, a disposição do FG é um desafio para a indústria de fertilizantes. O FG pode ser utilizado como fonte de sulfato para a produção de sulfeto em reatores anaeróbios, utilizando bactérias redutoras de sulfato (BRS). O sulfeto gerado pode ser utilizado posteriormente para a produção de enxofre elementar ou usado na precipitação de metais de transição. No presente trabalho, avaliou-se a viabilidade do uso do FG como fonte de sulfato para as BRS em um reator contínuo de leito fluidizado alimentado com glicerol p.a. como substrato, e estudou-se a influência da variável tempo de detenção hidráulica (TDH) real no processo de biorredução do sulfato. Este último foi determinado em 15 ± 2,6 e 9,7 ± 1,2 h, respectivamente, para os valores teóricos de 10 e 8 horas, a partir do uso de cloreto de lítio como traçador. Para a razão DQO/SO4 2- igual a 1,9, obteve-se remoção de sulfato de 73 ± 11 e 75 ± 12%, respectivamente, para os TDHs 15 ± 2,6 e 9,7 ± 1,2 h. As taxas de remoção específicas de sulfato foram de 0,106 ± 0,04 e 0,179 ± 0,07 gSO4 2-/gSSV.d, respectivamente, para os TDHs 15 ± 2,6 e 9,7 ± 1,2 h.

ABSTRACT Phosphogypsum (PG) is one of the major byproducts of phosphoric acid production for fertilizers. It consists mainly of calcium sulfate dihydrate and may also contain toxic metals and residual acidity (pH 2-3). Generally, this waste is disposed in stacks near plants; however, this does not solve the environmental problems as there may be leaching of the waste piles by rainwater, contaminating the soil and water bodies. Therefore, PG disposal is a challenge for the fertilizer industry. This waste can be used as a sulfate source for sulfide production in anaerobic reactors using sulfate-reducing bacteria (SRB). The sulfide generated can be used later for the production of elemental sulfur or used in the precipitation of transition metals. This work evaluated the feasibility of using PG as a sulfate source for SRB in a continuous fluidized-bed reactor fed with glycerol p.a. as carbon source, and the hydraulic retention time (HRT) effect in the sulphate bioreduction process. The latter was determined at 15 ± 2.6 and 9.7 ± 1.2 h, respectively, for the theoretical values of 10 and 8 hours, from the use of lithium chloride as tracer. Sulfate removal at DQO/SO4 2- ratio of 1.9 was 73 ± 11 and 75 ± 12%, respectively, for HRT of 15 ± 2.6 and 9.7 ± 1.2 h. Specific sulfate removal rates were 0.106 ± 0.04 and 0.179 ± 0.07 gSO4 2-/gSSV.d, respectively, for HRT 15 ± 2.6 and 9.7 ± 1.2 h.

Identificação de micro-organismos presentes em sistemas de biolixiviação de cobre a 35 e 50°C / Identifying microorganisms related to copper bioleaching at 35 and 50°C

RESUMO A biolixiviação de minérios de baixo teor e com elevado conteúdo de impurezas tem se mostrado alternativa importante para o aproveitamento destes, uma vez que a recuperação do metal por métodos pirometalúrgicos convencionais mostra-se economicamente inviável. A identificação e quantificação dos micro-organismos capazes de promover a biolixiviação mostram-se estratégicas para alcançar bons rendimentos no controle do processo e na recuperação de metais. Nesse sentido, as técnicas de biologia molecular são as ferramentas mais utilizadas para tal propósito. Este trabalho, utilizando técnicas de reação em cadeia da polimerase (PCR), polimorfismos de comprimento dos fragmentos de restrição (RFLP) e reação em cadeia da polimerase seguida de eletroforese em gel com gradiente desnaturante (PCR-DGGE), mostrou que a diversidade nas colunas de biolixiviação de cobre estudadas é baixa e que a temperatura é importante na manutenção de determinadas espécies, havendo predominância de Acidithiobacillus ferroxidans a 35°C e de Sulfobacillus thermosulfidooxidans a 50°C.

ABSTRACT Bioleaching is an alternative to pyrometallurgy for the production of metals from low-grade ores containing high level of impurities, once that live pyrometallurgical methods are economically unfeasible. The quantification and identification of those microorganisms related to bioleaching is an important strategy for process control and thus metal recovery. In this regard, molecular biology is one of the main techniques utilized for such objective. This study applied PCR, RFLP and PCR-DGGE techniques to show that the microbial diversity in copper bioleaching columns under investigation is low and the temperature is important to define the species found, with predominance of Acidithiobacillus ferroxidans, at 35°C and Sulfobacillus thermosulfidooxidans at 50°C.

Remoção de sulfato de efluentes industriais por precipitação / Sulfate removal from industrial effluents by precipitation

O objetivo deste trabalho foi estudar a remoção de íons sulfato, encontrados em efluentes de diversas atividades do setor mínero/metalúrgico. Os processos de remoção de sulfato desses efluentes são, em geral, caros e com baixa eficiência de remoção para essa espécie. Foram estudadas duas alternativas de tratamento para soluções ricas em sulfato. A primeira consistiu na investigação da remoção do íon em pH ácido, na forma de jarosita. Na segunda, foi estudada a remoção do sulfato como etringita, em pH alcalino. A etringita mostrou-se uma boa opção para o tratamento de efluentes líquidos contendo sulfato, pois apresentou baixa solubilidade em água em pH acima de 11,5. Em seguida, foi investigada a precipitação química de sulfato em soluções sintéticas contendo 1.500 mg/L do íon, em temperatura ambiente (22±1º C), observando-se remoções próximas de 85 por cento em sistemas contínuos de precipitação. Esses estudos mostram a redução dos teores finais de sulfato a valores inferiores a 250 mg/L, ou seja, abaixo do que é recomendado pela legislação brasileira.

The aim of this study was to develop alternative techniques for removing sulfate ions from mining/metallurgy effluents. Sulfate removal processes are generally expensive and show low removal efficiency. Two alternatives to treat sulfate-rich solutions were studied in this work. The first alternative was sulfate removal in acidic pH, as jarosite. Moreover, the second precipitating alternative was tested in alkaline conditions, as ettringite. Sulfate removal as ettringite was considered the preferable form for treating sulfate-containing wastewaters due to its low solubility in water, close to 10 mg/L at the pH of 11.5. Chemical precipitation of sulfate in synthetic solutions containing 1,500 mg/L sulfate, at the temperature of 22±1º C, was thus investigated, and removals close to 85 percent in continuous precipitation systems were observed. This study showed sulfate reduction to final concentration values below 250 mg/L - lower than that recommended by environmental regulations.

Adsorção de metais pesados em serragem de madeira tratada com ácido cítrico / Heavy metals sorption on treated wood sawdust

Neste estudo, avaliou-se a capacidade da madeira Paraju (Manilkara longifolia), modificada quimicamente, para a retenção de íons metálicos. A modificação refere-se a um tratamento com ácido cítrico que leva à reação de grupos carboxilato com a celulose da biomassa. A introdução desses grupos foi observada através de espectrometria de infravermelho. Foram realizados ensaios em sistemas de batelada contendo cádmio e cobre. Os ensaios foram conduzidos em condições de equilíbrio, ajustados segundo o modelo de Langmuir. Obteve-se um carregamento máximo nos sistemas contendo apenas um metal, de 0,56 mmol-Cd/g e 0,94 mmol-Cu/g. O carregamento de cádmio reduziu-se de 0,56 mmol-Cd/g para 0,21 mmol-Cd/g, à medida que a concentração de cobre cresceu no sistema mostrando que existe uma competição entre os metais pelos grupos de troca.