Avaliação da viabilidade do uso do resíduo siderúrgico sílica ativa como bloqueador de fosfato em solos de clima tropical | Feasibility evaluation of the use of active silica steel residue as a phosphate blocker in tropical soils

O processo industrial do minério de ferro produz um enorme volume de resíduos siderúrgicos, entre os quais se encontra a sílica ativa, a qual é coletada pelos filtros localizados nas chaminés de escape dos gases efluentes dos fornos. Trata-se de uma variedade amorfa de sílica, formada, exatamente quando ocorre a elevação da temperatura do forno, fazendo com que o silício, passe para o estado gasoso, e, ao passar pelos filtros, resfria-se e volta ao estado sólido, porém com sua estrutura inicial modificada. A relação entre a mineração de ferro e a produção do silício metálico, está na produção maciça de ligas metálicas (ferro silício) destinadas à produção de aço com maior dureza. A sílica ativa pode apresentar potencial agrícola, a partir da possibilidade de redução das quantidades aplicadas de adubação fosfatada, em se confirmando a adsorção por parte desse elemento pelas partículas de solo, deixando mais fosfato livre para as plantas. Espera-se que com a aplicação da sílica ativa no solo, o silício (Si) desta, faça a competição com o fosfato pelos sítios de adsorção nas partículas de argila, deixando o fósforo (P) livre na solução do solo e mais disponível para a absorção pelas plantas. O objetivo deste trabalho foi realizar a caracterização físico-química do resíduo siderúrgico e avaliar a eficiência da interação do silício (Sílica ativa) com o solo, agindo como bloqueador da adsorção do fosfato. Também foram quantificados os teores de silício na forma de SiO2 e fósforo na forma P2O5 no solo onde o resíduo foi aplicado, obtendo-se como resultado maiores teores de fósforo remanescente (P rem) e consequente redução da capacidade máxima de adsorção do fósforo (CMAP) nos solos que receberam a aplicação de sílica ativa. Foram realizadas análise de retenção de água; pelo método das câmaras de Richards; análise da área superficial específica da sílica ativa (BET Analises); análise mineralógica por difratometria de raios X a fim de determinar a estrutura da substância (sílica ativa) pelo processo da lâmina escavada; imagem da estrutura da sílica ativa por microscopia eletrônica de varredura aplicada à mineralogia de solos, com a finalidade relacioná-la à composição da substância em análise. Os solos receberam a aplicação do resíduo nas doses equivalentes a 0, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 toneladas por hectare (t.ha-1), bem como passaram por períodos diferentes de retenção 15, 30 e 45 dias. Foram feitas as análises químicas de rotina para verificar a condição original dos solos e, estes também passaram por análise granulométrica. Foram realizadas três repetições para cada tratamento e, feitas análises em seus diferentes tratamentos para cada tempo de retenção verificando a disponibilidade de fósforo no solo através das análises de fósforo remanescente e Mehlich 1 (fósforo disponível). Palavras-Chave: Adsorção do fosfato. Bloqueador da adsorção. Sílica ativa

The iron ore industrial process produces an enormous volume of steel residues, among which is the active silica, which is collected by the filters located in the chimneys of exhaust gases from the furnaces. Active silica is an amorphous variety of silica, formed exactly when the oven temperature changes, raising it, causing the silicon to pass to the gaseous state, and when passing through the filters, it cools and returns to the solid state, but with its modified initial structure. The relationship between iron mining and the production of metallic silicon lies in the massive production of metal alloys (silicon iron) for the production of steel with greater hardness. The active silica can present agricultural potential, from the possibility of reducing the applied amounts of phosphate fertilizer, confirming the adsorption by this element by the soil particles, leaving more phosphate free for the plants. It is expected that with the application of the active silica in the soil, the silicon (Si) of it, will compete with the phosphate for the adsorption sites in the particles, leaving phosphorus (P) free in the soil solution and more available for absorption by plants. The objective of this work was to carry out the physical-chemical characterization of the steel residue and to evaluate the efficiency of the interaction of silicon (active silica) with the soil, acting as a phosphate adsorption blocker. Determinations of quantification of the levels of silicon in the form of SiO2 and phosphorus in the form P2O5 were also carried out in the soil where the residue was applied, resulting in higher levels of remaining phosphorus (P rem) and a consequent reduction in the maximum adsorption capacity of the phosphorus (CMAP) in soils that received the application of active silica. Water retention analysis was carried out using the Richards chambers method; analysis of the specific surface of active silica (BET Analyzes); mineralogical analysis by X-ray diffraction in order to determine the structure of the substance (active silica) by the process of the excavated blade; image of the structure of active silica by scanning electron microscopy applied to mineralogy of soils, with the purpose related to the composition of the substance under analysis. The soils received the application of the residue in dosages equivalent to 0, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 tons per hectare (t / ha), as well as going through different retention periods 15, 30 and 45 days. Routine chemical analyzes were carried out to verify the original condition of the soils, and these also underwent granulometric analysis. Three repetitions were performed for each treatment, and analyzes were made on their different treatments for each retention time, checking the availability of phosphorus in the soil through the analysis of remaining phosphorus and Mehlich 1 (available phosphorus). Keywords: Phosphate adsorption. Adsorption blocker. Silica fume.