Neutralização da alcalinidade de resíduo de bauxita por pirólise sinérgica com produtos provenientes de resíduos sólidos urbano

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Seno Junior, Roberto
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17973
Resumo: Large-scale use of bauxite residue, a byproduct generated during the refining process of the ore used for aluminum production, has been a challenge for more than a century. The large mass continuously produced, associated with its high alkalinity, makes it technically and economically challenging to use the material in the production of other products. It is estimated that there are more than 1.5 billion tons of bauxite residue stored globally, and less than 3% of the annual generation is used, mainly for cement production. Given the expected growth in aluminum production and the consequent increase in bauxite residue generation, finding new ways to process and use this material is even more relevant. The pH neutralization of bauxite residue with CO2 and organic acids is well-known and has been published by several authors. However, recent studies show that bio-oil produced from different types of biomass pyrolysis and synergistic pyrolysis of biomass with bauxite residue are capable of promoting bauxite residue neutralization. The aim of the study was to investigate the alkaline neutralization of bauxite residue through synergistic pyrolysis with products from municipal solid waste (MSW). Two types of MSW were used in the form of refuse-derived fuel (RDF) from different producers, and bauxite residue was generated by the alumina refinery from Companhia Brasileira de Alumínio (CBA). Different mass proportions of RFD were used: 0, 10, 20, and 50%. A pyrolysis test was performed using muffle and crucibles, with a residence time of 20 minutes at four different temperatures: 200, 400, 600, and 800 oC. The results indicated that neutralization of the bauxite residue occurred at temperatures of 200 and 400 oC when 50% of RFD was used in the blend. The best performance was observed at 400 oC, with a final pH of 8. Synergistic pyrolysis of RFD and bauxite residue was effective in promoting a reduction in the alkaline content of the latter.
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The large mass continuously produced, associated with its high alkalinity, makes it technically and economically challenging to use the material in the production of other products. It is estimated that there are more than 1.5 billion tons of bauxite residue stored globally, and less than 3% of the annual generation is used, mainly for cement production. Given the expected growth in aluminum production and the consequent increase in bauxite residue generation, finding new ways to process and use this material is even more relevant. The pH neutralization of bauxite residue with CO2 and organic acids is well-known and has been published by several authors. However, recent studies show that bio-oil produced from different types of biomass pyrolysis and synergistic pyrolysis of biomass with bauxite residue are capable of promoting bauxite residue neutralization. The aim of the study was to investigate the alkaline neutralization of bauxite residue through synergistic pyrolysis with products from municipal solid waste (MSW). Two types of MSW were used in the form of refuse-derived fuel (RDF) from different producers, and bauxite residue was generated by the alumina refinery from Companhia Brasileira de Alumínio (CBA). Different mass proportions of RFD were used: 0, 10, 20, and 50%. A pyrolysis test was performed using muffle and crucibles, with a residence time of 20 minutes at four different temperatures: 200, 400, 600, and 800 oC. The results indicated that neutralization of the bauxite residue occurred at temperatures of 200 and 400 oC when 50% of RFD was used in the blend. The best performance was observed at 400 oC, with a final pH of 8. Synergistic pyrolysis of RFD and bauxite residue was effective in promoting a reduction in the alkaline content of the latter.A utilização em larga escala do resíduo de bauxita, material gerado durante o refino do minério para produção do alumínio, é um desafio há mais de um século para esta indústria. A grande massa produzida continuamente deste material associada à sua alta alcalinidade fazem com que seu uso na produção de novos produtos seja um objetivo técnica e economicamente difícil de ser alcançado. É estimado que existam estocadas no mundo, em áreas dedicadas a este fim, mais de 1,5 bilhão de toneladas deste material, e que menos de 3% da produção anual é utilizada, principalmente na produção de cimento. Com a perspectiva de crescimento na produção de alumínio, e consequentemente, da geração do resíduo de bauxita, a necessidade de se encontrar novas formas de processar e utilizar este material é ainda mais relevante. A neutralização do pH do resíduo de bauxita com CO2 e ácidos orgânicos é conhecida e estudada por diversos autores. No entanto, trabalhos recentes mostram que o uso de bio-óleo proveniente da pirólise de diferentes biomassas ou mesmo a pirólise sinérgica de biomassas com resíduo de bauxita, são capazes de promover uma neutralização deste material. O presente trabalho teve como objetivo o estudo da neutralização da alcalinidade do resíduo de bauxita por pirólise sinérgica com produtos provenientes de resíduos sólidos urbano (RSU). Foram utilizados dois tipos de RSU na forma de compostos derivados de resíduos (CDR) de dois produtores diferentes e resíduo de bauxita, gerado pela refinaria de alumina da Companhia Brasileira de Alumínio (CBA). Foram utilizadas as proporções mássicas de CDR de 0, 10, 20 e 50%. Foi realizada a pirólise utilizando mufla e cadinhos. O tempo de pirólise foi de 20 minutos em 4 temperaturas diferentes: 200, 400, 600 e 800 oC. Os resultados indicaram que nas temperaturas de 200 e 400 oC, com 50% de CDR na mistura houve a neutralização do resíduo de bauxita, sendo a 400oC o melhor desempenho, com pH final de 8. A pirólise sinérgica do CDR e do resíduo de bauxita promoveu de forma eficaz a redução da alcalinidade do último.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus SorocabaPrograma de Pós-Graduação em Planejamento e Uso de Recursos Renováveis - PPGPUR-SoUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessDegradação TérmicaSodalitaCancrinitaCompostos Orgânicos ÁcidosThermal DegradationSodaliteCancriniteAcidic Organic CompoundsENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICAENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICAENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::APROVEITAMENTO DA ENERGIAENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::ENGENHARIA TERMICA::CONTROLE AMBIENTALENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA EXTRATIVA::PIROMETALURGIAENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA EXTRATIVA::TRATAMENTO DE MINERIOSENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA::METAIS NAO-FERROSOSNeutralização da alcalinidade de resíduo de bauxita por pirólise sinérgica com produtos provenientes de resíduos sólidos urbanoNeutralization of bauxite residue alkalinity through synergistic pyrolysis with products from municipal solid wasteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis6006007f57aa18-8ee1-4413-8074-eea3a109990breponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17973/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52ORIGINALDissertação Roberto Seno (Final).pdfDissertação Roberto Seno (Final).pdfDissertaçãoapplication/pdf3914672https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17973/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Roberto%20Seno%20%28Final%29.pdf3c046ada6259aaf45c63bc39250437a8MD51TEXTDissertação Roberto Seno (Final).pdf.txtDissertação Roberto Seno (Final).pdf.txtExtracted texttext/plain111762https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17973/3/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Roberto%20Seno%20%28Final%29.pdf.txt5c48cc53eb04ab3abb6754e2303efc66MD53THUMBNAILDissertação Roberto Seno (Final).pdf.jpgDissertação Roberto Seno (Final).pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6717https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17973/4/Disserta%c3%a7%c3%a3o%20Roberto%20Seno%20%28Final%29.pdf.jpg86cfadd1d3359e87beb13010a3867093MD54ufscar/179732023-09-18 18:32:38.56oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/17973Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:38Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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