FUNDAMENTOS DO PROCESSO DE RECICLAGEM DE ALUMÍNIO

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1 FUNDAMENTOS DO PROCESSO DE RECICLAGEM DE ALUMÍNIO

2 O Consome Consome-se alumínio se é o metal kwh/t Al em maior consumo abundância de aproximadamente na crosta 4t terrestre de bauxita produção de 2 t de lama vermelha emissão de fluoretos devastação de florestas 750 kwh para a mesma tonelada de alumínio reciclado

3 Consumo de alumínio por setor Transportes 18% Construção Civil - 17% Eletricidade - 16% Outros 10% Bens de Consumo - 8% Embalagens 27% Máquinas/ Equipamentos - 4%

4 Principais Propriedades Físicas do Alumínio. Propriedades Estrutura cristalina CFC Peso atômico 26,98154 Massa específica a 20 o C (g / cm 3 ) 2,6989 Contração de solidificação (%) 6,5 Temperatura de fusão ( o C) 660,4 Temperatura de ebulição ( o C) 2494 Coef. de dilat. Térm. Linear, 20 a 400 o C ( o C ) 26,4 Calor específico a 25 o C (J / kg. o C) 900 Calor latente de fusão (kj / kg) 397 Calor de combustão (MJ / kg) 31,07 Condutibilidade elétrica volumétrica (% IACS) 64,94 Condutibilidade térmica a 25 o C (W / m. o C) 247 Principais Propriedades Mecânicas do Alumínio Puro Propriedade Recozido Encruado (90%) Limite de resistência (MPa) 40 a a 140 Limite de escoamento (MPa) 15 a a 120 Dureza Brinell (kgf/mm 2 ) 12 a Alongamento 50 a 70 8 a 12

5 Evolução da produção de alumínio primário, consumo interno e exportações Unidade: (mil ton.) Liberacão de preços pelo CIP Real Desvalorização do Real Brasil Plano Exportador Cruzado ALBRAS VALESUL 1000 ALCOA Criação ABAL ALUMAR ALCAN CBA p CONSUMO EXPORTAÇÃO (p.a) PRODUÇÃO (p) - previsão

6 Evolução da recuperação de sucata de alumínio no Brasil , , , toneladas ,7 91,0 65,0 66,4 67,1 76,8 82,3 61,7 40,8 31,2 17,1 10,7 3,6 4,5 5, Total Latas

7 Evolução dos índices de reciclagem de diversos países Brasil USA % 40 Europa 30 Japão Argentina Média Mundial = 55%

8 Média Mundial = 35% (1997) % Holanda EUA Itália França Alemanha Japão UK Canadá Brasil Venezuela Argentina Níveis de reciclagem de alumínio por país

9 Metalurgia Secundária do Alumínio SUCATAS DROSSE BRANCA COM SAL SEM SAL FORNO ROTATIVO Processo convencional com geração de drosse preta ALUREC PLASMA DROSCAR Novos processos sem geração de drosse preta

10 Metalurgia Secundária do Alumínio Oxidação de Alumínio Curvas de ganho de massa em função da temperatura para ensaios de oxidação ao ar da liga da 0.35 tampa de latas de alumínio mg/cm Tempo (s)

11 Metalurgia Secundária do Alumínio Oxidação de Alumínio Curvas de ganho de massa em função da temperatura para ensaios de oxidação ao ar da liga do corpo de latas de alumínio mg/cm Tempo (s)

12 Metalurgia Secundária do Alumínio 100 SUCATAS DE ALUMÍNIO FORNO PARA REMOVER TINTAS E VERNIZES -T = 500ºC SEPARAÇÃO MAGNÉTICA, ELETROSTÁTICA, 90 PENEIRAMENTO E CLASSIFICAÇÃO 80 Rendimento (%) 70 MATERIAL ORGÂNICO, 60 AREIA e OUTROS METAIS 50 COMINUIÇÃO SHEREDDER Remoção otimizada Remoção parcial 40 PENEIRAMENTO Teor de NaF (%) PRENSA FORNO ROTATIVO ºC MATERIAL ORGÂNICO E AREIA 90% ALUMÍNIO RECICLADO 10% ADIÇÃO DE MISTURAS DE FLUXOS SALINOS 49% NaCl, 49% KCl e 2% FLUORETOS DROSSE

13 Os fluxos devem ter os seguintes requisitos ponto de fusão inferior ao do alumínio; baixa viscosidade; facilmente separáveis do banho líquido; não devem reagir com o metal; não devem introduzir contaminantes ao metal; não devem ser higroscópicos; baixa pressão de vapor; baixo custo; serem recicláveis a um baixo custo.

14 As principais funções dos fluxos salinos são: proteger o metal fundido contra a oxidação; ajudar na remoção da camada superficial de óxido formada no alumínio (previamente ou durante o aquecimento no forno rotativo) a ser recuperado; promover o coalescimento das gotas de alumínio; manter os óxidos em suspensão.

15 Aspectos Fundamentais do Processamento com Fluxo Salino diagramas de fases entre cloretos e fluoretos, tensão interfacial metal/sal, poder de coalescimento dos fluxos, interação entre o alumínio e o sal, viscosidade do fluxo, e efeito da composição do fluxo no rendimento.

16 Diagramas de equilíbrio NaCl-KCl

17 NaCl-KCl-NaF Diagramas de equilíbrio

18 Tensão interfacial

19 Coalescimento

20 Viscosidade 0,014 0,012 0,01 KF Viscosidade (Poise) 0,008 NaF 0,006 0,004 0, % de fluoreto

21 Interação sal/óxido 0,5 Equimolar + 2,5% KF redução (%) 0,4 0,3 0,2 Equimolar + 2,5% NaF Equimolar + 2,55% CaF 2 Equimolar 0,1 Saturada 0, tempo (min)

22 Interação sal/óxido Colescimento de alumínio após o ataque pelo sal Estrutura do da óxido drosse após branca ataque pelo sal Estrutura da drosse branca após ataque seletivo

23 Efeito da composição do fluxo Rendimento (%) Teor de NaCl + KCl (%)

24 Efeito da composição do fluxo Rendimento (%) KF Rendimento (%) CaF Teor de KF (%) Teor de CaF 2 (%) 100 Rendimento (%) Na 3 AlF 6 Rendimento (%) NaF Teor de NA 3 AlF 6 (%) Teor de NaF (%)

25 Novos Processos Saída de gás Entrada de água Saída de água Saída de água Plasma

26 Novos Processos Forno a arco

27 Novos Processos Alurec

28 Novos Processos Alurec

29 Novos Processos ABAL METALUR CSM SUMESA LATASA ALCOA IPT EPUSP R$ ,30

30 Novos Processos Painel de Contrôle Gás e Água Painel Oxi-Gás Filtro Lavador de Gás Oxigênio GLP IPT Analizador de Gases (CO2,CO,O2) Nitrogênio EPUSP Argônio Contrôle de Corrente Fonte de Potência Processo T V I Qgases Qágua Xgases Aquisição de Dados