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  • UNIVERSIDADE DE SO PAULO

    ESCOLA DA ENGENHARIA DE LORENA

    LGIA DE OLIVEIRA QUERINO

    OBTENO DE CIDO FOSFRICO A PARTIR DE SOLO RICO EM FOSFATO

    LORENA

    2013

  • LGIA DE OLIVEIRA QUERINO

    OBTENO DE CIDO FOSFRICO A PARTIR DE SOLO RICO EM FOSFATO

    Monografia apresentada Escola

    de Engenharia de Lorena EEL

    USP como requisito parcial para a

    concluso de Graduao do curso

    de Engenharia Industrial Qumica.

    Orientador: Prof. Dr. Hlcio Jos Izrio Filho

    LORENA

    2013

  • Dedico este trabalho meu pai AILTON DOS

    SANTOS QUERINO, exemplo maior de vida,

    que sempre esteve ao meu lado

    em todos os momentos da minha vida.

  • AGRADECIMENTOS

    Agradeo Deus pela presena esplendorosa na minha vida, por me dar

    sabedoria, oportunidade de viver, pacincia e flego de vida a cada amanhecer.

    Ao meu pai, meu heri, meu melhor amigo, AILTON DOS SANTOS

    QUERINO, pela motivao, incentivo a lutar pelos meus ideais, por me apoiar, me

    lapidar e por me ensinar a ser forte a cada momento.

    minha irm, BEATRIZ DE OLIVEIRA QUERINO, por me compreender,

    me apoiar, me tornar responsvel e por me ensinar a entender diferentes pontos

    de vista, em diversos momentos da vida.

    Ao meu namorado, RODRIGO RAMOS DA SILVA, pelo carinho e pacincia

    nos momentos mais difceis. E que durante esses anos tem sido meu amigo,

    companheiro, que transformou telefonemas tristes em longas conversas repletas

    de boas risadas e palavras confortantes.

    Aos meus amigos, pelas risadas, descobertas, aprendizado,

    companheirismo, pacincia e motivao durante esses anos. Que junto comigo

    choraram, riram muitas vezes durante todo esse percurso da faculdade e pela

    amizade que pretendo levar para o resto da vida.

    Agradeo ao Prof. Dr. OSWALDO LUIZ COBRA GUIMARAES e Msc.

    BENTO FERREIRA, pela ajuda, ateno, dedicao, pacincia, disponibilidade e

    colaborao. Os senhores foram essenciais para meu trabalho.

    Ao meu orientador Professor Dr. HLCIO JOS IZRIO FILHO, pela

    oportunidade, enorme pacincia, confiana, prontido, amizade e respeito.

    Obrigada pela imensa ajuda, tanto acadmica quanto pessoal.

    A banca examinadora Prof. Dr. ANTNIO CARLOS SILVA, Prof. Dr.

    MARCO AURLIO KONDRACKI DE ALCANTARA e Prof. Dr. FLIX MONTEIRO

    PEREIRA, por aceitar generosamente o convite, se disponibilizando do seu tempo

    para colaborar com meu trabalho.

  • Enfim, a todos que acreditam em mim e contriburam direta ou diretamente

    para realizao deste trabalho. O meu muito obrigada!

  • Seja quem voc for. Seja qualquer posio que

    voc tenha na vida, no nvel altssimo ou mais baixo,

    social. Tenha sempre como meta muita fora,

    muita determinao e sempre faa tudo com muito amor

    e com muita f em Deus, que um dia voc chega l,

    de alguma maneira voc chega l"

    Ayrton Senna

  • RESUMO

    O cido fosfrico um dos cidos orgnicos com maior potencial industrial,

    podendo ser utilizado no ramo alimentcio, farmacutico, agrcola, como

    fertilizantes. Devido a essa gama de aplicaes h a necessidade de aumento da

    produo. Esse fato despertou interesse de muitas empresas, que investiram

    fortemente no processo de obteno do cido. Porm, no Brasil, a demanda

    produzida, no satisfaz a demanda que o mercado necessita. Sendo assim, as

    industriais buscam obter o cido fosfrico de modo inovador, reduzindo o custo

    final e o tempo para obteno. Neste projeto, leva-se em considerao o cido

    fosfrico em nvel agrcola, obtido a partir de amostras coletadas de um solo com

    alta concentrao de fsforo. Os principais aspectos abordados foram: a

    modificao no processo, a substituio de alguns componentes na produo do

    cido fosfrico com a avaliao da influncia das variveis no processo. Devido a

    parmetros que poderiam influenciar o resultado projeto, selecionou-se as

    variveis: tempo, temperatura e razo massa cido sulfrico/massa minrio,

    para que fossem otimizadas por planejamento de experimento. A partir dos

    resultados obtidos nos experimentos, pode ser observado o alto grau de extrao

    de xido de fsforo. Desta forma, possibilitando a obteno de cido fosfrico

    nvel agrcola.

    Palavras chaves: cido Fosfrico, Fertilizantes, cido fosfrico nvel agrcola,

    Extrao de xido de fsforo

  • ABSTRACT

    Phosphoric acid is an organic acid with higher industrial potential and may

    be used in the food industry , pharmaceutical, agricultural fertilizer. Due to this

    range of applications there is a need to increase production . This fact piqued the

    interest of many companies , which have invested heavily in obtaining the acid

    process. However , in Brazil , the demand produced , does not meet the demand

    that the market needs . Thus, the industrial phosphoric acid seek to obtain an

    innovative way , reducing the final cost and time to obtain . In this project, we take

    into consideration the phosphoric acid at farm level , obtained from samples

    collected from a soil with a high concentration of phosphorus. The main points

    raised were : the change process , the replacement of some components in the

    production of phosphoric acid with the evaluation of the influence of the variables

    in the process. Because the parameters that could influence the outcome design,

    we selected the following variables: time, temperature and reason " mass sulfuric

    acid / ore mass " , that were optimized by experimental planning . From the results

    obtained in the experiments , the high degree of extraction of phosphorus oxide

    can be observed . Thus, in order to obtain phosphoric acid farm level .

    Key words : Phosphoric Acid , Fertilizers , Phosphoric Acid farm level , Extraction

    of phosphorus oxide

  • LISTA DE TABELAS

    Tabela 1- Reservas de P205 e produo de concentrado de rocha fosftica. ....... 18

    Tabela 2: Principais utilizaes do fsforo ............................................................ 33

    Tabela 3: O Espectro Visvel ................................................................................. 44

    Tabela 4: Planejamento de Experimento .............................................................. 60

    Tabela 5: Volume de cido sulfrico utilizado na razo minrio/cido .................. 61

    Tabela 6: Descodificao das variveis do planejamento ..................................... 62

    Tabela 7: Dados para obteno da curva de calibrao ....................................... 63

    Tabela 8 Resultado das absorbncias ............................................................... 65

    Tabela 9 Determinao do fosfato inicial na amostra ........................................ 66

    Tabela 10: Resultado das Absorbncias ............................................................... 67

    Tabela 11 : Resultado da Extrao ....................................................................... 68

    Tabela 12: Coeficiente e Efeitos Estimados ......................................................... 69

    Tabela 13: Anlises de Varincia .......................................................................... 70

    Tabela 14 - Anlises de varincia ......................................................................... 70

  • LISTA DE FIGURAS

    Figura 1- Fluxograma simplificado da produo de cido Fosfrico (SLACK,1968).

    .............................................................................................................................. 19

    Figura 2 Ciclo do Fsforo (SALAS;MARTINO, 2001). ......................................... 22

    Figura 3 - Tanque de fosfatizao (QUIUMENTO, 2011). .................................... 26

    Figura 4 Fluxograma de fabricao de Superfosfato Simples ............................ 30

    Figura 5 Fluxograma da fabricao de Superfosfato triplo ................................. 32

    Figura 6- Demanda do fsforo .............................................................................. 34

    Figura 7 - Demanda mundial ................................................................................. 35

    Figura 8 Produo Mundial de rocha fosftica, em milhes de toneladas. ........ 36

    Figura 9Perfil da Qualidade da rocha fosftica ................................................... 37

    Figura 10 Produtores de Rocha Fosftica .......................................................... 38

    Figura 11 Novas fontes de Rochas Fosfticas ................................................... 39

    Figura 12 Grfico- rea plantada, Produo de gros e Consumo de fertilizantes

    .............................................................................................................................. 40

    Figura 13 Ranking Mundial de Consumo fertilizantes ........................................ 40

    Figura 14 - Rota de importao ............................................................................. 41

    Figura 15 - Luz branca refletida no prisma ............................................................ 42

    Figura 16 - Espectro Eletromagntico ................................................................... 43

    Figura 17- Esquematizao bsica dos componentes de um espectrofotmetro . 48

    Figura 18- Amostra do minrio utilizada no trabalho ............................................. 51

    Figura 20 - Espectroftometro ............................................................................... 52

    Figura 21 - Balana Analtica .........