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Título: Elementos terra raras em materiais derivados da indústria de fosfatos no Brasil
Autor(es): Dinali, Guilherme Soares
Orientador: Guilherme, Luiz Roberto Guimarães
Coorientador(es): Carvalho, Geila Santos
Membro da banca: Polidoro, José Carlos
Ramos, Silvio Junio
Área de concentração: Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas
Assunto: Terra rara
Fertilizante fosfatado
Fosfato
Fusão alcalina
Digestão ácida
ICP-MS. I.
Rare earth element
Fertilizer
Alkaline fusion
Acid digestion
Phosphate
Data de Defesa: 20-Set-2013
Data de publicação: 2014
Agência de Fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
Referência: DINALI, G. S. Elementos terra raras em materiais derivados da indústria de fosfatos no Brasil. 2014. 107 p. Dissertação (Mestrado em Ciência do Solo) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2014.
Resumo: In recent years, there has been growing concern about the impact of agricultural activities on the environment and the human health. Thus, it is important to understand the processes and quantify the elements that are introduced to agroecosystems through various agricultural practices. The rare earth elements (REE) are a group of elements with peculiar properties. It is known that these elements can replace calcium (Ca) in phosphate minerals, being thus carried out to the soil along with P fertilizers. This process varies according to the agroecosystem since the amount and the source of RRE-carrying fertilizers applied to agricultural areas vary not only as a function of the soil but also according to the crop. Therefore, in order to better quantify and qualify the effects of adding REE’s to agricultural soils we first need to assess their content in phosphate fertilizers, as P is an essential element for the nutrition of plants and animals. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) is known as the best technique for the quantification of REE’s in a wide range of materials. However, this technique requires that samples must be in a liquid phase and often diluted to avoid matrix interferences. This work aimed at assessing qualitatively and quantitatively the presence of REE’s in samples derived from the production of phosphate fertilizers in Brazil. For that we first compared two different digestion techniques (alkaline fusion and acid digestion). Correlation analysis showed that the methods are quite similar for digesting the samples. However, the alkaline fusion was more efficient for the quantification of light REE’s element while acid digestion (USEPA 3051A) was more efficient for quantifying heavy REE’s. Due to mineralogical interference, the source of the raw material may interfere in the extraction procedure of REE’s from P fertilizers. After analyzing the correlation between the methods tested, the results obtained by alkaline fusion were chosen to represent the real REE contents in the samples. The natural rock phosphate showed a ∑REE’s of 7806 mg kg-1. Among all REE’s studied, the highest values were found for cerium, ranging from 9.5 to 3547.9 mg kg-1, while the lowest were found for thulium, with the range of <DL to 9.5 mg kg-1. It can be concluded that the REE’s concentrations in the samples analyzed depends on their P2O5 contents, as well as on the source of the raw material and the manufacturing process.
Nos últimos anos, tem havido uma crescente preocupação com o impacto das atividades agrícolas sobre o ambiente e a saúde. Sendo assim, é cada vez mais importante conhecer e quantificar os elementos que são introduzidos nos agroecossistemas, por meio das diversas práticas agrícolas para, posteriormente, compreender os processos de que eles fazem parte. Os elementos terras raras (ETRs) são um grupo de elementos com características muito peculiares. É sabido que esses elementos substituem o cálcio (Ca) em minerais fosfatados e, assim, são carreados para o solo junto aos fertilizantes fosfatados. Esse processo ocorre de maneira diferenciada em diferentes agroecossistemas, pois as doses e as fontes de fertilizantes fosfatados portadores de ETRs variam, não somente em função do solo, mas também em função do tipo de cultivo. Assim, para que se possa quantificar e qualificar o efeito decorrente do aporte desses ETRs aos agroecossistemas brasileiros faz-se necessário, de antemão, uma adequada quantificação dos teores desses elementos nos insumos portadores de P, elemento essencial para a nutrição de plantas e animais. A técnica de espectrometria de massa com plasma individualmente acoplado (ICP-MS) cada vez mais se consolida como a melhor técnica para a quantificação de ETRs em diferentes materiais. Contudo, para a leitura em ICP-MS, é necessário que as amostras estejam na fase líquida e, muitas vezes, diluídas para evitar interferências de matriz. Neste trabalho, objetivou-se avaliar quantitativa e qualitativamente a presença de ETRs em amostras derivadas da cadeia de produção de fertilizantes fosfatados no Brasil. Para isso, foram comparadas, inicialmente, duas metodologias de digestão (digestão ácida e fusão alcalina) dessas amostras. Verificou-se, por meio da correlação das metodologias de digestão, que ambas são eficientes para digerir as amostras. Entretanto, a fusão alcalina se mostrou mais eficaz para a quantificação dos ETRs leves enquanto que para os ETR pesados foi a USEPA 3051A. Foi verificado que o material de origem das amostras pode interferir na extração, uma vez que interfere na constituição mineralógica de cada fertilizante. Após a comparação das metodologias, os resultados obtidos pela fusão alcalina foram escolhidos como sendo os teores reais de ETRs nas amostras. O fosfato natural analisado apresentou um ∑ETRs de 7806 mg kg-1. Dentre os ETRs estudados o cério foi aquele que apresentou o maior teor, variando de 9,5 a 3547,9 mg kg-1 enquanto o túlio o menor teor, com teores variando de <LD a 9,5 mg kg-1. Percebeu-se que os teores de ETRs nas amostras são influenciados pelo teor de P2O5 que o fertilizante possui, pelo material de origem e também pelo processo de produção do fertilizante.
Informações adicionais: Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo, área de concentração em Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas, para a obtenção do título de Mestre.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/1717
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
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