APROVEITAMENTO DE RESiDUO DO PROCESSO DE PEL EM MASSAS DE T REVESTIMENTO CERAMICO TIPO SEMI GRES

Transcrição

1 APROVETAMENTO DE RESiDUO DO PROCESSO DE FABRCACAO DE P PEL EM MASSAS DE T REVESTMENTO CERAMCO TPO SEM GRES UTLZATON OF PAPER MLL PROCESS WASTE N CERAMC TLE COMPOSTON Herbet A Oliveira Edilene S Cunha Ricardo M Gibbo Jose C Bressiani PEN CENATEC SENA MARO AMATO NSTTUTO DE PESQUSAS ENERGETCAS E NUCLEARES Portugues Portuguese

2 APROVETAMENTO DE RESDUO DO PROCESSO DE FABRCACAo DE PAPEL EM MASSAS DE REVESTMENTO CERAMCO TPO SEM GRES Herbet A Oliveira Edilene S Cunha Ricardo M Gibbo Jose C Bressiani Centro Nacional de Tecnologia em Ceramica Plasticos e Qufmica Senai Mario Amato Av Jose Odorizzi 1555 S Bernardo do Campo SP E mail herbert@sp senalbr PEN nstituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares Travessa R 400 Cidade Universitaria S Paulo SP Brasil RESUMO Do processo KRAFT de fabricaq de celulose e papel e gerado em apenas uma fabrica naciona 600 tonmes de um reslduo constituldo basicamente de CaC03 e materia organica conhecido como DREGS que atualmente e depositado em aterros ocasionando problemas economicos e ambientais Neste trabalho procurou se avaliar a possibilidade de reaproveitamento deste reslduo em massas de revestimento ceramico do tipo semi gres Os corpos de prova foram preparados a partir de massas produzidas via moagem a umido e conform ados por prensagem uniaxial As propriedades avaliadas foram resistencia mecanica ap6s secagema11 fc retraq de secagem resistencia mecanica ap6s queima a 118 fc em cicio de 30 minutos absorq de agua retraq total e influencia do grau de defloculaq da suspens em revestimentos ceramicos Os resultados mostraram que 0 reslduo isento de materia organica e dentro de certos limites pode ser utilizado para melhorar a resistencia mecanica e absorq de agua do produto final reduzindo custos de produq e diminuindo 0 impacto ambiental PALAVRAS CHAVES Revestimento Ceramico Resfduo ndustrial Reaproveitamento 1 NTRODU Ao Eo cada vez maior a preocupac das industrias com 0 meio ambiente principalmente apos sancionada a lei no referente a SO a qual determina que as empresas geradoras de resfduos devem buscar alternativas de controle da poluic A madeira e a principal materia prima utilizada na uma das fases do processo ela passa por diversos tratamentos e ambiental produc de celulose e papel sendo que em reac oes onde e gerada a pasta celulosica que da origem a um resfduo conhecido como DREGS 1 2 Ele e utilizado como fonte alternativa em calcario substituic no processo de de cimento fabricac para corrigir a acidez de solos agrfcolas e no processo de branqueamento acido em uma das fases do processo de de fabricacpapel 3 4 No entanto a quantidade desse resfduo gerado no processo de de produc celulose e muito grande aproximadamente 600 ton lmes em apenas uma unidade prod uti va nacional que n e absorvida integralmente nestes ramos de atividade gerando problemas economicos

3 1 2 ambientais Desse resfduo pode ser separada uma organica conhecida como LAMA DE CAL conforme Figura 1 rica em calcio e sodio isenta de materia frac abaixo Lieorverde Licor branco C rifi o C rifie o el rifie do el rifieodo Lieorbr neoelorifie do delieor C ustifie o delieor p ro digestor verde verde DREGS DREGS LAMA DE CAL LAMA DE CAL Lav gem de DREGS f Finro de DREGS Lovagem d LAMA DE CAL Reoprove mento d LAMA DE CAL Ferno de CALf Finr do pi lav gern froe de e ldeir s Predio de estoe gern d LAMA DE CAL e DREGS Are de disposi odo residuo pltrst rnento de efuentes Figura 1 Fluxo do processo KRAFT de recuperac da soda o objetivo desse trabalho e 0 estudo do reaproveitamento do resfduo LAMA DE CAL em massas de revestimento ceramico do tipo semi gres 2 PROCEDMENTO EXPERMENTAL 2 1 Caracterizay dos Resfduos LAMA DE CAL e DREGS nicialmente foi realizada uma do resfduo dos DREGS e LAMA DE CAL caracterizac envolvendo analise qufmica ATD Analise Termica Diferencial analise granulometrica e difracde raios X Os resultados dessa analise qufmica dos resfduos s caracterizac mostrados a seguir A Tabela abaixo mostra a

4 3 Tabela Composic qufmica da LAMA DE CAL e DREGS MATERA PF SiO Alo Fe O CaO MgO PRMA Na O K O ZnO Mn O PbO BaO SO 3 LAMADE CAL DREGS A composic qufmica da LAMA DE CAL e similar a uma calcita comercial Ja os DREGS possuem impurezas como meta is pesados sulfatos e principalmente materia organica que e indesejavel em processos de empenamentos de revestimentos ceramicos fabricac pois geram defeitos como A seguir foi realizado 0 ensaio de ATD Analise termica diferencial que avalia 0 comportamento de uma materia prima sob aquecimento visando avaliar as possfveis durante a queima reac oes que podem ocorrer Conforme pode ser visto na Figura 2 abaixo os DREGS apresentaram picos exotermicos nas temperaturas de 3800C e 5800C decorrente da presenc a de materia organica e outro pi co a 9250C devido a liberac de CQ Ja a LAMA DE CAL apresentou somente 0 pi co referente a de liberac CQ Temperatura oc Figura 2 Analise termica diferencial do resfduo LAMA DE CAL e DREGS Na Tabela e mostrada a analise granulometrica somente da LAMA DE CAL pois os DREGS foram descartados porque apresentam materia

5 iro 4 Tabela Analise granulometrica da LAMA DE CAL Retido NO da peneira em Malhas Lama de Cal Passante A granulometria da calcita e fundamental para garantir a formac das fases cristalinas nas massas de revestimento seu valor deve ser inferior a 12q m peneira ABNT 115 Nota se que a LAMA DE CAL apresenta granulometria fina n necessitando moagem adicional A analise de difratograma de raios X na Figura 3 mostra a de calcita e pequenas quantidades de feldspato e quartzo 5 presenc a predominante de carbonato de calcio na forma Q C F Q aj1eo G F kbpliltq t 8 i cr e Figura 3 Difratograma de raios X do resfduo LAMA DE CAL

6 5 2 2 Preparay das Massas As massas foram preparadas a partir das materias primas mostradas na Tabela a seguir Tabela Analise qufmica das materias primas que compoem massas de Revestimento semi gres Materia prima P F SiO TiO AL 03 Fe 03 CaO MgO Na O K O Argia magra Argila plastica Filito Feldspato Talco As massas foram preparadas utilizando se como base uma formula padr de uma empresa nacional conforme Tabela V abaixo seguindo se as oes de SANCHES recomendac que aconselha a de no maximo 3 utilizac de carbonatos em massas de revestimento ceramico semi gres Estabeleceu se como padr substituir 0 feldspato pela LAMA DE CAL As materias primas foram ent cominufdas em moinhos de bolas a umido No processo de moagem manteve se 0 resfduo na peneira ABNT mm de abertura entre 1 e 3 Apos moagem a suspens foi seca e mofda novamente em moinhos de disco e peneirados em peneira ABNT mm abertura Apos cad a mistura foi vertida para um misturador planetario para e homogeneizac Em umidificacseguida foram efetuadas granulac oes em peneira ABNT mm abertura As massas umidificadas fica ram em descanso por 24hs em recipiente plastico fechado para a homogeneizac da umidade Os corpos de prova foram confeccionados utilizando se prensagem uniaxial com a forc oscilando entre 20 e 32 ton e umidade entre 6 e 6 5 para manter se constante a densidade dos corpos de prova apos secagem em 1 95 g cm3 Os corpos de prova foram secos em estufa a 1000 C e queimados em forno a rolo a 1180 C e em um cicio de 30 minutos 7 Tabela V Composic das massas de semi gres Materia prima Padr A B C D E Argila Magra Argila Plastica Filito Talco Feldspato Resfduo Lama de Cal

7 6 2 3 Caracterizay Os corpos de prova foram caracterizados quanto secagem resistencia mecanica a seco de retrac queima aparente apos queima e coeficiente de obtiveram os resultados mais satisfatorios massas para avaliar a influencia da introduc a resistencia mecanica a verde retrac de absorc agua dilatac termica linear Apos escolhidas as realizou se tambem um estudo de do resfduo de massa especffica formulac oes que das defloculac 3 RESULTADOS E DSCUssAo estudadas A Tabela V a seguir apresenta os dados de caracterizac ffsica das massas de revestimento Tabela V Resultados das analises para caracterizac das massas PROPREDADES Padr A B C D E MRF a verde MPa MRF apos secagem MPa Mea g cm3 apos secagem de Retrac secagem total Retrac MRF apos queima MPa PF de Absorc agua Mea a cm3 apos aueima Cor de aueima Larania Marrom Marrom Marrom Marrom Marrom Coefde Dilatac x10 7OC a 3250C As pec as ceramicas apos secagem devem apresentar valores superiores a 2 5 MPa para garantir que elas possam percorrer todo 0 processo desde a entrada em esmaltadeiras ate a safda do forno sem quebrar mfnimo de 2 5 MPa As oes formulac apresentaram valores superiores limite pre estabelecido Os resultados de valores proximos padr ja para as a se que com a de especificac produto semi gres do resfduo Ja nas introduc adic da LAMA DE CAL de retrac queima mostraram que as oes 0 e E nota se uma formulac os resultados de absorc nas oes 0 e E a formulac oes A B e C formulac apresentam retrac menor Para atender devem oscilar entre 3 e 6 oes formulac A B e C a 0 Nota absorc foi caindo com a foi aumentando conforme absorc apresenta

8 7 Figura 4 abaixo Os resultados de coeficiente de dilatac 3250C mostraram resultados similares padr termica entre a temperatura ambiente ate R u 4 OJ Vl 5 OJ a 4 3 R o o o Residua ntraduzida Absorc Retrac Figura 4 Curva de absorc de agua e de retrac queima das massas em estudo As oes da viscosidade ideal especificac para 1000 cps Foram testadas as massas padr e B que apresentou operac com barbotinas oscilam entre 400 e melhor resultado Foi testado com as densidades de 1 66 e 1 70 g cm3 Nota se que todas as massas apresentaram se dentro da faixa No entanto provavelmente devido a 0 consumo de defloculante nas a presenc de oes contendo a LAMA DE CAL aumenta formulac sulfatos Vide Figura 5 a seguir Pad 1 66 glcm3 e glcm3 Pad 1 70 glcm3 u glcm t o defloculante em peso Figura 5 Curva de defloculac das massas de revestimento semi

9 8 4 CONCLUSOES A pode ser apropriadamente do resfduo LAMA DE CAL introduc proveniente da utilizado como fundente ate 0 limite de 4 0 de fabricacpapel mostra que este que pode representar cerca de 160 limes para uma fabrica que produz m2 mes de revestimento ceramico Alem disso seu uso n modifica significativamente as propriedades do produto levando a um barateamento do custo de alem de contribuir com a produc do reduc impacto ambiental Quanto resfduo DREGS para ser reaproveitado deve ser calcinado a temperatura de 60dC para da eliminac materia organica 5 REFERENCAS BBLlOGRAFCAS 1 KNGHT P Um futuro em transforma para 0 papel and Development London 1996 nternational nstitute for Environment 2 PHLPP P Tecnologia de Fabrica do Papel Nigris SP 1988 V Editora PT Escola Senai Theobaldo de 3 ABTCP Associac Brasileira Tecnica de Celulose e Papel Resfduo de Celulose Corrigira 0 Solo 0 Papel S Paulo LANDM B A Reciclagem de resfduos solidos parte 1 Adic de Dregs efluente do branqueamento acido 272 CONGRESSO BRASLERO DE PAPEL E CELULOSE S Paulo SP Brasil 7 a 11 de novo SANTOS P S Tecnologia de Argilas dentificac Mineralogica de Argilas Diferencial Ed Blucher S Paulo Brasil 1975 Vo1 p 277 Analise Termica 6 E SANCHES BARBA A Defeitos em Revestimentos Ceramicos Suas causas e solu oes Apostila da Brasileira de Ceramica 1998 AssoCiac 7 AMOROS J L E SANCHES et al Manual para el control de la calidad de materias primas arcillosas TC nstituito de Tecnologia Ceramica Asociacion de nvestigacion de las ndustrias ceramicas Universitat Jaume de Castellon Brasileira de Normas Tecnicas NBR Associac 9 GALASS C POZZ P La reologia dei materiali ceramici tradizionali La barbotina per la Atomizacione Editoriale Faenza editrice s p a taly 1994 pp AGRADECMENTOS ABCP Associac Brasileira de Cimento Portland Ricardo Valverde e Marcelo Peccio por realizar os ensaios de Analise Termica Diferencial e de raios X difrac COMPANY ELECTRC Pelo apoio financeiro e a oportunidade de realizar esse trabalho PEN USP nstituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares na pessoa do Dr Reginaldo Mucillo pela execuc dos ensaios de Analise Termica