Zeólitas sintetizadas a partir de frações residuais de carvão para aplicação agronômica como agente de liberação lenta de amônio

Abstract

O trabalho desenvolvido nesta dissertação teve como objetivo principal a síntese de zeólitas a partir de frações residuais do beneficiamento de carvão mineral, visando sua aplicação como agentes de liberação lenta de amônio em fertilizantes agrícolas. A pesquisa partiu da premissa de que os resíduos da mineração, ricos em sílica e alumina, podem ser convertidos em materiais zeolíticos de alto valor agregado, alinhando-se aos princípios da economia circular e à mitigação de passivos ambientais. As frações residuais de carvão (FRCs) foram coletadas em diferentes etapas do processo de beneficiamento, submetidas a tratamentos térmicos e posteriormente caracterizadas quimica, mineralogica, térmica e morfologicamente. A síntese das zeólitas foi realizada via ativação alcalina, resultando em materiais cristalinos (FRZ-A e FRZ-B) com elevada microporosidade, área superficial específica e capacidade de troca catiônica. Essas propriedades foram determinantes para o desempenho agronômico observado nos ensaios de incubação de solo, que indicaram alta capacidade de retenção e liberação gradual do nutriente, evidenciando sua aplicabilidade como fertilizantes de liberação lenta. A ureia convencional exibiu volatilização acumulada de 54,3% em 14 dias, enquanto a formulação de poliuretana associada à zeólita FRZ-A reduziu esse índice para apenas 0,8%, correspondendo a uma redução de 98,5% nas perdas de nitrogênio. A avaliação de viabilidade ambiental, baseada em análise de ciclo de vida (ACV), demonstrou menores impactos associados à pegada de carbono e ao consumo energético quando comparados à produção e uso de fertilizantes nitrogenados convencionais, como a ureia. Conclui-se que a utilização de resíduos carboníferos como precursores de zeólitas é uma estratégia técnica, ambiental e economicamente viável, capaz de agregar valor a resíduos da mineração e oferecer alternativas mais sustentáveis ao manejo da fertilidade do solo.