Materiais na Galvanoplastia

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1 Materiais na Galvanoplastia Ciclo de vida sustentável Dr. Rolf Jansen Cyclaero Ltda. Ciclo de Vida dos Produtos Produtos, Material e Matéria Fechamento do Ciclo de vida Exemplo de Zincagem alcalina Fontes dos Efluentes na Galvanoplastia Efetividade das Lavagens Reciclagem da Água da Lavagem Conclusão 1

2 Ciclo de Vida dos Produtos Extração da matéria-prima Produção / Fabricação Descarte de resíduos Aterro - Incineração Transporte / Distribuição Utilização / Reutilização Consumo 2

3 Ciclo de Vida dos Produtos Bens e Produtos Classificação Na classificação fiscal, os produtos são bens Vida útil Bens de Consumo Bens de Produção indefinida definida Produtos duráveis: carros, móveis, jóias, roupas,... Consumíveis: alimentos, produtos higiênicos, roupas descartáveis,... Produtos úteis: construções/instalações, máquinas, equipamentos,... Materiais e Matérias: embalagens, cabos, parafusos, suportes, químicos, ânodos,... 3

4 Produtos úteis, Materiais e Matéria Produtos úteis são montados com materiais Materiais são conjunto das matérias Matérias são agregações dos elementos químicos Por exemplo o elemento Ferro. Existe na terra desde início, há anos. Meia-vida do 56 Fe é quase infinito, i.e. > anos. Os Elementos químicos nunca se acabam. As agregações, os conjuntos e grupos se separam. Para fechar o ciclo de vida dos produtos e materiais é suficiente recuperar e juntar os pedaços. 4

5 Ciclo de Vida dos Produtos Extração da matéria-prima Produção / Fabricação Descarte de resíduos Aterro - Incineração Reciclagem Transporte / Distribuição Utilização / Reutilização Consumo 5

6 Requisito para Reciclagem dos Materiais Separação 6

7 Processos de Galvanoplastia produzem Peças revestidas e geram Efluentes Exemplo de Zincagem de aço 1. Desengraxe (alcalino) 2. Decapagem (ácido + ferro) 4. Zincagem (alcalino + zinco) Efluente 3. Desengraxe anódico (alcalino) 5. Passivação (ácido + cromo) Peças zincadas 7

8 Processos de Galvanoplastia produzem Peças revestidas e geram Efluentes Exemplo de Zincagem de aço 1. Desengraxe (alcalino) Evite misturas! Deixe os efluentes separados! Efluentes 2. Decapagem (ácido + ferro) 3. Desengraxe anódico (alcalino) 4. Zincagem (alcalino + zinco) 5. Passivação (ácido + cromo) Peças zincadas 8

9 Fontes dos Efluentes na Galvanoplastia A maioria dos efluentes pesados saem nas lavagens. Lavagens ruins resultam em uma mistura horizontal. Lavagens efetivas é a chave que fecha o ciclo de vida. Processo de Zinco alcalino [10 Stations for 10 µm] etapa I total 250 g/l Gerador de Zinco Aditivo Parte I Bomba Cíclica 10 x volume de GZ por h Cestas Catalíticas para Tanque de armazenagem Bomba de Dosagem preenchidos com peças/bolas de Zn com Ø de aprox.. 2 cm Válvula solenóide adição automática de água deionizada 45 % KOH + Condicio. Parte R HCl conc. Água Residual Válvula solenóide Abrilhant. Parte II com exaustão (push/pull) etapa III Agitação a Ar F 1 µm Bombas de Dosagem desvio do Gerador de Zinco se não há necessidade de dosá-lo Bicos de Spray com Água da torneira 0,5 g/l? Tambor Rotatívo Água Residual 50 % do eletrólito de zinco g/l Zn g/l KOH, 60 g/l K2CO3 ml/l Aditivo I ml/l Abrilhantador II ml/l Condicionador R A/dm2 C min (10 µm) Bomba de Filtração 2x/h HCl, ph 1 temperatura ambiente 20 s Lavagem em Cascata tripla etapa II 14 + lg(3 0,5/250) ph 11,8 Válvulas solenóides Enxagüe de Recuperação me Neutralização Sk im Bicos de Spray com Água da torneira r tempo de ciclo = 5 min 9

10 Efetividade das Lavagens Lavagem única Entrada de CE = 250 g/l C E = 250 g/l arraste A 1 litro C S =? g/l em 1 litro de arraste A = 250 g material Tambor Rotatívo Volume V 1000 litro de C L g/l Diluição em 1000 litro volume da lavagem; = 250/1000 = 0,25 g/l Adição na concentração CL = CL + 0,25 g/l Repetição Efluente E 10 litro por vez Saída de 1 litro A com CL Dedução da concentração CL = CL CL A/V (A+E)/V 10

11 Simulação ao vivo Lavagem única 11

12 Efetividade das Lavagens Lavagem múltipla Cada etapa faz uma diluição de A/V, no exemplo 1:1000 C E = 250 g/l arraste A 1 litro A C 1 A C 2 C S =? g/l Bicos de Spray com Água da torneira Tambor Rotatívo Volume V 1000 litro Efluente E 10 litro por vez Agitação a Ar Válvulas solenóides 12

13 Simulação ao vivo Lavagem múltipla 13

14 Resultados das Simulações das Lavagens 25 CL em g/l etapa I: 25 g/l etapa II: 2,4 g/l etapa III: 0,22 g/l número dos ciclos 14

15 Resultados das Simulações das Lavagens 100 CL em g/l etapa I: 25 g/l 10 etapa II: 2,4 g/l 1 etapa III: 0,22 g/l 0,1 0,01 + enxágue de recuperação: 0,11 g/l 0,001 + bicos de spray: 0,03 g/l 0, número dos ciclos Lavagem em cascata dupla faz 8 vezes mais efluente para chegar no mesmo resultado. 15

16 Reciclagem da Água da Lavagem Desengraxes Químico e Anódico Módulo chegando do carregamento indo para a decapagem [Módulo 2.7] ATENÇÃO aqui 3 x entra e sai voltando da decapagem [Módulo 2.11] Volumes: 1594 L 1654 L 2162 L Bicos de Spray 1040 L 1079 L 1118 L com água de lavagem Pré-Desengraxe Químico Desengraxe Químico Desengraxe Anódico Desnatagem etapa I indo para os processos eletroliticos [via 2.7 á Módulo 3 ou 4] Lavagem em Cascata tripla etapa II etapa III Bicos de Spray com água da torneira 100 ml/l hidróxido + silicato de potássio 50 ml/l detergente demulsif. + complexante 65 C 7 min 100 ml/l hidróxido + silicato de potássio 50 ml/l detergente demulsif. + complexante 65 C 7 min 100 ml/l hidróxido+silicato de potássio 50 ml/l detergente demul. + complexante ~1 A/dm 2 ~65 C 7 min Tambor rotativo duplo 550 x 2000 mm 2 x 75 kg 1000 l/h F 1µm Cátodos de metal expandido, + jateamento abrasivo grosso, + 25 µm Níquel semibrilhante, - verificar a orientação das lamelas. alimenta a desnatagem Agitação a Ar Válvula solenóide Separador de Óleo Água Residual (alcalina) para continuamente manter o ferro em cerca 5 g/l Bomba de Filtração hidróxido + silicato pot. detergente dem.+cplx. Bombas de Dosagem Água Residual (alcalina) depende da relação de arrasto/evaporação Válvulas solenóides Níveis: mm Lagura: 2100 mm Comprimento: 6700 mm 16

17 Módulo partindo do desengraxe II [Módulo 1.2 via 1.6] indo para o desengraxe anódico [Módulo 1.3] partindo do desengraxe anódico [Módulo 1.3 via 1.6] Volumes: 1566 L Bicos de Spray com água da torneira 1566 L Remoção da Sílica Decapagem Bicos de Spray com água da torneira etapa I continuando para os processos eletroliticos [Módulo 3 oder 4] 1040 L 1079 L 1118 L Lavagem em Cascata tripla etapa II etapa III Bicos de Spray com água da torneira 50 g/l bisulfato de sódio + bifluoreto de amônio ph 2 ~35 C 2 min HCl 32 %, 1:3 10 ml/l Detergente + Inibidor ~30 C 5 min Tambor rotativo duplo 550 x 2000 mm 2 x 75 kg Agitação a Ar Água Residual (ácida) NaHSO4 + NH4HF2 Válvulas solenóides Água Residual (ácida) Ferro ± 30 g/l HCl 32 % Detergente + Inibidor Válvulas solenóides Água Residual (ácida) Válvulas solenóides Bomba de Dosagem Bombas de Dosagem Níveis: mm Lagura: 2100 mm Comprimento: 4950 mm 17

18 Modelo de Simulação 18

19 Modelo de Simulação DE1 DE2 DEA LC1 LC2 LC3 RSi DCA LC1 LC2 LC3 Temperatura em C 65,0 65,0 64,5 47,6 40,8 33,2 26,7 22,9 22,5 22,4 22,5 >---U-->---Ü-->------>---U-->---U-->---Ü-->---Ü-->---Ü-->---U-->---U-->---Ü Ü--<---U--<------<------<------<------<------<------<---< >-->---U-->---U-->---Ü-->---Ü-->------>---U-->---U-->---Ü-> Desengraxe 205,00 200,96 204,31 3,9764 0,0779 0,0010 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 Remoção da Silica 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, ,000 0,5043 0,0066 0,0001 0,0000 Decapagem 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0, ,00 4,2624 0,0778 0,0010 Efluente em l/h 2, Evaporação em l/h Perda de vol. l/h Aquecimento em kw

20 Conclusão Muito obrigado! 20