FILTRO ORGÂNICO DE AREIA E CARVÃO DE OSSO RESUMO

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1 Mostra Nacional de Iniciação Científica e Tecnológica Interdisciplinar III MICTI Fórum Nacional de Iniciação Científica no Ensino Médio e Técnico - I FONAIC-EMT Camboriú, SC, 22, 23 e 24 de abril de 2009 Universidade Federal de Santa Catarina - Colégio Agrícola de Camboriú FILTRO ORGÂNICO DE AREIA E CARVÃO DE OSSO Daniela Caroline 1 ; Gabriel Nogueira 2 ; Marcos Pais 3 ; Giovane Azevedo 4 RESUMO Foi desenvolvido um protótipo em acrílico de um filtro orgânico de areia e carvão de osso bovino que visa à remoção de reagentes de flotação no processamento de minério de ferro, que possa ter a visualização dos comportamentos dos materiais internos e suporte o enorme volume de água usada nas operações mineiras. Foram utilizados areia e carvão bovino, que além da remoção de matéria orgânica (amina e amido) presente em efluentes da flotação, tem um elevado potencial de adsorção de metais pesados, material dissolvido em grande quantidade e muito tóxicos, o que proporciona um tratamento de afluente de grande eficiência a baixo custo. A metodologia utilizada envolvia reuniões semanais para discussão a respeito do protótipo, observação de experimentos para a determinação de DQO e avaliar a eficiência do filtro. É esperado através deste projeto de pesquisa integrar as atividades minerais, uma das indústrias que mais contaminam o ambiente, à sociedade dentro do conceito de desenvolvimento sustentável e assumindo assim uma responsabilidade social. Palavras - Chaves: Carvão de osso bovino, remoção de reagentes, visualização, metais pesados. 1 INTRODUÇÃO Atualmente o ser humano vem buscando diferentes maneiras de diminuir os impactos sociais e ambientais, objetivo d a produção deste filtro. Em áreas de mineração, grandes quantidades de resíduos poluentes são lançados no ambiente e como muita água é utilizada nesta atividade, se agrava ainda mais o problema, pois há uma alta taxa de contaminação. Com base nesses parâmetros foi desenvolvida a produção de um filtro capaz de obter água potável a partir da água que é contaminada pelas minerações, que fosse prático, por ser desmontável e transparente oferecendo a visualização dos seus componentes para a identificação do momento de troca dos mesmos, e que pudesse ser produzido com baixo custo. 1 Aluno do Colégio Técnico da UFMG, Belo Horizonte. daniela_caroline18@hotmail.com 2 Aluno do Colégio Técnico da UFMG, Belo Horizonte. gabriel1013@gmail.com 3 Aluno do Colégio Técnico da UFMG, Belo Horizonte. marcossolanarromba@hotmail.com 4 Orientador do PROVOC e Professor do Colédio Técnico da UFMG, Belo Horizonte. giovaneazevedo@coltec.ufmg.br

2 2 O resultado foi um filtro feito em acrílico dividido em três partes individuais separados por peneiras, conectados através de rosca e que utiliza de areia e carvão de osso para purificação da água. Tem como vantagens a possibilidade de fácil adaptação aos sistemas já utilizados e a troca individual de seus componentes, e pode ser usado tanto em áreas de mineração como em residências para uso cotidiano. O carvão de osso bovino, principal produto utilizado no processo de filtragem é produzido a partir da tíbia bovina, o que facilita a obtenção deste produto, pois ele pode ser obtido a partir de resíduos de abatedouros, disponíveis em grande escala em nosso país, reduzindo consideravelmente o custo deste carvão. A utilização deste material ao tratamento de efluentes líquidos contendo classes de contaminantes, principalmente para remoção de diversos metais pesados dissolvidos, está sendo investigada, mas já existem vários experimentos comprovando a eficiência do carvão bovino e uma delas foi feita por T.S. Guedes, F. S. Magalhães e S.D.F.Rocha (Departamento de Química da UFMG) que relata da seguinte forma em seu artigo: A concentração dos metais em solução foi determinada por espectrofotometria de absorção atômica. Os níveis de remoção observados para todos os metais avaliados (Zn, Cu, Cd, Co, Pb e Ni) foram satisfatórios comparados a outros carvões. O carvão de granulometria mais fina apresentou uma capacidade de remoção maior do que aquele de granulometria grosseira. Atingiu-se níveis de concentração próximos aos padrões de lançamento de efluentes contendo metais em cursos d água, determinados pela DN 10/86 do COPAM-MG. Os resultados obtidos apontam numa perspectiva promissora de aplicação do adsorvente no tratamento de efluentes líquidos industriais contendo os metais pesados avaliados. O carvão de osso também faz a remoção de material orgânico como o amido e amida, sendo o último de custo elevado, e que através da remoção destes reagentes do efluente podemos reciclá-los diminuindo o custo do processo de flotação e reduzindo o impacto ambiental causado pelas mineradoras. A areia só irá reter as partículas coloidais ainda existentes na água. Através da construção deste projeto pode-se obter um tratamento de efluentes provenientes da mineração ou até mesmo água para residências de forma a propiciar a maior eficiência de remoção dos constituintes indesejáveis.

3 3 2 METODOLOGIA Foi iniciada a pesquisa em outubro de 2008, através de uma parceria entre alunos do INOVENGE e do PROVOC na UFMG. Para execução do projeto, foi necessário usufruir dos laboratórios de pesquisa do Coltec UFMG e da Escola de Engenharia da UFMG. Buscou-se a confecção de protótipo de um filtro que resultasse em eficiência e baixos custos de produção a partir de desenhos previamente realizados e adequados a padrões industriais. Foram realizadas reuniões semanais onde eram propostas as tarefas de cada pesquisador e se podiam avaliar os resultados obtidos até então; onde ter a oportunidade de repensar suas características, alterando sua forma e materiais necessários para sua produção, além de preparar futuros testes, como o de demanda química de oxigênio para averiguar a eficiência da filtragem realizada pelo experimento. O protótipo ainda está em fase se conclusão e ainda necessita-se promover algumas mudanças e realizar uma melhor amostragem da filtragem realizada. Ao final do ano, pretende-se que todos os ajustes sejam realizados e finalizada a fase de pesquisa. 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Para ver a verdadeira eficiência do filtro foram necessárias algumas experiências em laboratório, uma delas foi a implantação da determinação do DQO (demanda química de oxigênio) de soluções de aminas e amido, necessária para a avaliação da eficiência de remoção de matéria orgânica pelo filtro e foram obtidos os seguintes resultados que evidenciam esta propriedade do carvão de osso. (TABELA 1). TABELA 1 - Demanda Química de Oxigênio das soluções de amido e amina Reagentes Consumo FAS (ml) DQO (mg O 2 /L) Amido (0, 333g/L) 0,3 304,8 Amido (0, 250g/L) 0,67 186,4 Amido (0, 167g/L) 1,13 39,2 Amina (0, 067g/L) 0,3 304,8 Amina (0, 047g/L) 0,7 176,8 Amina (0, 033g/L) 1,2 16,8 Considerando as propriedades de adsorção de metais pesados pelo carvão, através de pesquisas realizadas por outros estudantes e publicações de artigos a respeito

4 4 do assunto, foram obtidos resultados interessantes, pois os experimentos relatados nesses diversos artigos comprovam que os níveis de remoção de metais pesados observados foram satisfatórios comparados a outros carvões. O Carvão de granulometria mais fina apresentou uma capacidade de remoção maior do que aquele de granulometria grosseira. (GRÁFICO 1 E 2). Gráfico 1 - % de adsorção de metais em função do tempo.ph inicial = 4,0, granulometria grosseira, Ci= 100mg/l FONTE: Guedes, T. S.; Rocha, S. D. F. R.(2005, p.7) Gráfico 2 - % de adsorção de metais em função do tempo.ph inicial=4,0,granulometria grosseira, Ci=100mg/l. FONTE: Guedes, T. S.; Rocha, S. D. F. R.(2005, p.7)

5 5 CONCLUSÃO Foi construído um filtro com baixo custo de produção, que pode ser utilizado tanto em residências como em áreas de mineração, sendo prático por ter uma visão interna de seus componentes e podendo ser manuseado e adaptado com facilidade. Pode-se afirmar que o filtro servirá muito bem aos seus propósitos de tratamento de efluentes da mineração e a obtenção de água potável em localidades desprovidas de saneamento básico. Este equipamento se usado corretamente pode diminuir os impactos ambientais e sociais causados pelo setor mínero-extrativista principalmente pela eliminação de metais pesados dissolvidos em grande quantidade na água, que muitas vezes é reutilizada pela população de baixa renda, provocando posteriores problemas de saúde. Seu uso também pode diminuir o custo do próprio processo de mineração, pois como o carvão de osso remove a matéria orgânica (reagentes de flotação) ela pode ser reciclada reduzindo o custo do processo de flotação. REFERÊNCIAS Araujo, A.C., Viana, P.R., Peres, A.E.C.,.Reagents in iron ores flotation APHA (American Public Health Association), Standard Methods for the Examination of Water and Wastwater, 19 ed., Washington: Deliberação Normativa 10/86 do COPAM-MG. Guedes, T. S.; Rocha, S. D. F. R. Potencial de adsorção de metais pesados por carvão de ossos bovinos. In: XXIENTMME. Natal-RN, Resolução n o 357, CONAMA, VALADÃO, George - Tratamento de Minérios, DEMIN, UFMG 2006.