Dissertações

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Francyellen Cota Torres

Luiz Carlos Alves de Oliveira

Utilização de Catalisadores Provenientes de Rejeitos da Indústria de Fertilizantes na Oxidação de Moléculas Orgânicas

Use Of Catalysts From Fertilizer Industry Waste In The Oxidation Of Organic Molecules

Química

Química para Inovação Industrial

 

05/02/2026

Sala de ConferênciaWeb

14:00

Prof. Luiz Carlos Alves de Oliveira - Orientador (Dr. (UFMG))
Profa. Patrícia Alejandra Robles-Azocar (Dr. (UFMG))
Prof. Marcelo Machado Viana (Dr. (UFMG))

A mineração de fósforo ocupa papel estratégico na agricultura moderna, em especial por meio da produção de fertilizantes fosfatados, essenciais para garantir a produtividade dos solos agrícolas. Entretanto, esse processo gera grandes quantidades de rejeitos, tendo em vista que para cada tonelada de P2O5 produzida, são geradas entre 4 e 5 toneladas de resíduo. Como eles demandam estratégias cuidadosas de gestão e descarte, a gestão e o reaproveitamento desses rejeitos são de grande interesse industrial. Diante disso, a catálise heterogênea emerge como abordagem promissora para agregar valor aos resíduos provenientes da mineração de fosfato. Neste trabalho, foi utilizado um rejeito da produção de fertilizantes fosfatados para a obtenção de catalisadores e sua aplicação na degradação oxidativa de compostos orgânicos poluentes. Dentre os materiais obtidos, o S-HCl, obtido da extração do resíduo com ácido clorídrico (HCl), foi o que apresentou maior capacidade oxidativa nas reações utilizando moléculas modelo. Com azul de metileno, foi obtido cerca de 85% de remoção em 1h de reação. Na reação com o dibenzotiofeno (DBT), obteve-se cerca de 95% de conversão em 2h de reação e 100% de seletividade para dibenzotiofeno sulfona. Além disso, após 4 ciclos de reuso o material continuou apresentando 74% de conversão e 100 % de seletividade nas reações com DBT. A melhor atividade desse material provavelmente está associada à maior presença de nióbio, sítios de Lewis e vacâncias em sua superfície, como observado pelas técnicas de fluorescência de raios X, adsorção de piridina e EPR. Portanto, fica evidente que os rejeitos de mineração de fósforo se mostram como precursores interessantes para a obtenção de catalisadores de baixo custo a serem utilizados na remoção de contaminantes orgânicos.

catálise heterogênea, dessulfurização oxidativa, poluentes orgânicos, rejeito de mineração

Phosphorus mining plays a strategic role in modern agriculture, especially through the production of phosphate fertilizers, essential for ensuring the productivity of agricultural soils. However, this process generates large quantities of waste, considering that for every ton of P2O5 produced, between 4 and 5 tons of residue are generated. As they require careful management and disposal strategies, the management and reuse of these tailings are of great industrial interest. In this context, heterogeneous catalysis emerges as a promising approach to add value to waste from phosphate mining. In this work, a waste product from phosphate fertilizer production was used to obtain sustainable catalysts for the oxidative degradation of polluting organic compounds. Among the materials obtained, S-HCl, obtained from the extraction of the residue with hydrochloric acid (HCl), showed the highest oxidative capacity in reactions using model molecules. With methylene blue, approximately 85% removal was obtained in 1 hour of reaction. In the reaction with dibenzothiophene (DBT), approximately 95% conversion was obtained in 2 hours of reaction and 100% selectivity for dibenzothiophene sulfone. Furthermore, after 4 reuse cycles, the material continued to show 74% conversion and 100% selectivity in reactions with DBT. The superior activity of this material is likely associated with the higher presence of niobium, Lewis sites, and vacancies on its surface, as observed by X-ray fluorescence, pyridine adsorption, and EPR techniques. Therefore, it is evident that phosphorus mining tailings present themselves as interesting precursors for obtaining low-cost catalysts to be used in the removal of organic contaminants.

heterogeneous catalysis, mining waste, organic pollutants, oxidative desulfurization