Utilize este identificador para citar ou criar um atalho para este documento: http://hdl.handle.net/10923/9831
Tipo: masterThesis
Título: Estudo sobre zeólitas 4A de liberação lenta de nutrientes
Autor(es): Inácio, Taísi Daine
Orientador: Azevedo, Carla Maria Nunes
Pires, Marçal José Rodrigues
Editora: Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul
Programa: Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Tecnologia de Materiais
Data de Publicação: 2016
Palavras-chave: FERTILIZANTES
CARVÃO - COMBUSTÃO
ENGENHARIA DE MATERIAIS
Resumo: O uso intensivo de fertilizantes convencionais hidrossolúveis tem sido motivo de preocupação, pois em excesso não são aproveitados de forma eficiente pelas plantas, além das perdas ocorridas no meio ambiente por lixiviação e/ou volatilização. Estudos têm sido realizados para o desenvolvimento de fertilizantes mais eficientes como alternativa aos convencionais, destacando-se os fertilizantes de liberação lenta de nutrientes, que evitam perdas de espécies componentes por lixiviação ou volatilização. As zeólitas são aluminossilicatos hidratados cristalinos, que possuem propriedades de adsorção, troca catiônica e retenção de água e podem ser utilizadas como fertilizantes, pois são capazes de disponibilizar nutrientes e água. As grandes quantidades de cinzas geradas através da combustão do carvão fóssil são de interesse tecnológico, devido à possibilidade do seu aproveitamento como matéria-prima para síntese de zeólitas, reduzindo o impacto ambiental causado por este subproduto industrial. O presente trabalho visa o preparo de zeólitas 4A fertilizantes, sintetizadas a partir de cinzas leves de carvão fóssil e enriquecidas com nitrato de amônio por processo de oclusão, para liberação lenta de nutrientes. As zeólitas sintetizadas e ocluídas foram caracterizadas por MEVEDS, DRX, FTIR e TGA, adotando-se zeólitas 4A comerciais como referência. O enriquecimento da zeólita sintetizada e ocluída com sal nitrogenado em proporção 1:2 (zeólita:NH4NO3), apresentou uma incorporação de 21,1% do sal, enquanto que a comercial 19,8%, teores estimados por análise termogravimétrica.Os ensaios de lixiviação em sistemas estático e dinâmico, conduzidos em água e solução salina, resultaram em diferentes comportamentos de liberação dos íons amônio e nitrato evidenciando os mecanismos de dissolução do sal e de troca iônica intermediada pela zeólita em solução eletrólito. A liberação lenta dos nutrientes, em especial de amônio, foi observada tanto em ensaios em fluxo quanto estáticos, com concentrações mensuráveis em tempos relativamente longos (de 100 a 1.000 h). Análises complementares por FTIR e TGA indicaram a presença do sal ocluído na estrutura zeolítica, mesmo após 1.032 h de contato em solução salina (sistema estático), sugerindo o uso da zeólita enriquecida como material fertilizante na liberação lenta e contínua de nutrientes. Os resultados de lixiviação em fluxo também sinalizaram seu potencial uso como matriz fertilizante para liberação controlada de nutrientes.
The intensive use of conventional water-soluble fertilizers has been a concern, because in excess they are not efficiently used by the plants, in addition to losses in the environment due to leaching and/or volatilization. Studies have been performed for the development of more efficient fertilizers as an alternative attractive strategy to conventional fertilizers, due to optimization of processes associated with slow release of nutrients, preventing the loss of component species leaching or volatilization and reduce the cost of this resource. Zeolites are crystalline hydrated aluminosilicates with adsorption, cation exchange and water retention properties; and can be used as fertilizers as they are able to provide nutrients and water. Ashes produced through the combustion of fossil fuel are of technological interest. The large amount of residue produced allows the use as raw material for synthesis of zeolites, in addition to reducing the environmental impact caused by this industrial byproduct. This work aims at the preparation of zeolites 4A fertilizers, synthesized from fly ash from brown coal and enriched with salts for slow release nutrients. The synthesized and occluded zeolites were characterized by SEM-EDS, XRD, IR and TGA, commercial zeolite 4A was used as reference. The enrichment of the zeolite synthesized and occluded with nitrogenous salt in a ratio of 1: 2 (zeolite: NH4NO3) presented a 21.1% incorporation of the salt, while the commercial zeolite 19.8%, estimated by thermogravimetric analysis. Leaching tests in static and dynamic systems, conducted in water and salt solution, resulted in different behavior of ammonium and nitrate ion release, showing the mechanisms of salt dissolution and ion exchange intermediated by zeolite in electrolyte solution.The slow release of nutrients, in particular ammonium, trials was observed in both flow and static, with measurable concentrations in relatively long times (from 100 to 1000 h). The results of IR and TGA of the zeolite synthesized occluded after 1,032 h of contact in saline (static system), presented evidence regarding the salt, suggesting the use of enriched zeolite as an ideal fertilizer material in the slow release of nutrients. The results showed a better performance for the zeolite synthesized, compared to the commercial ones, releasing the ions more slowly, suggesting their potential use as fertilizer matrix for controlled release of nutrients.
URI: http://hdl.handle.net/10923/9831
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