Solidificação/Estabilização (S/E) de Fe, Ni, Sb e V em pastas de cimento contendo um catalisador de equilíbrio (Ecat).
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFBA |
Texto Completo: | https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37886 |
Resumo: | Um dos principais problemas enfrentados pelas indústrias é o gerenciamento adequado de resíduos. Na indústria de petróleo, por exemplo, enormes quantidades de catalisadores gastos de craqueamento catalítico em leito fluidizado(FCC),também chamados de Ecat, são produzidos em todo o mundo. Esse resíduo possui em sua composição elementos potencialmente tóxicos como ferro(Fe), níquel(Ni), vanádio (V) e antimônio(Sb). O descarte do Ecat sem um pré-tratamento adequado não é tolerável. O emprego da técnica de solidificação/estabilização (S/E) deste resíduo em pastas de cimento foi avaliada e um dos parâmetros importantes para a avaliação deste tratamento é a lixiviação, utilizada para prever o grau de eficiência em fixar constituintes perigosos no resíduo tratado. O objetivo deste trabalho de tese foi investigar a utilização do método de S/E para imobilizar Fe, Ni, Sb e V do Ecat, utilizando cimento como aglomerante. Foram aplicados testes de lixiviação segundo a Toxicity Characteristic Leaching Procedure(TCLP 1311), utilizando água doce, água do mar natural e diferentes pH. Tendo em vista o coprocessamento de diversos resíduos na fabricação de cimento, a lixiviação de cromo e a especiação do mesmo também foi investigada. Foram produzidas pastas utilizando cimento Portland classe Especial (CPE) e15% de Ecat. Os resultados mostraram, em sua totalidade, que o CPE foi eficiente na imobilização dos elementos avaliados (Fe, Ni, Sb e V). Os percentuais de retenção na pasta foram 94% para o Fe, 91% para oNi,90% para o V e 74% para o Sb. Foi observado que a taxa de retenção dos elementos foi maior em água doce do que em água do mar e conforme metodologia adota pela TCLP 1311. Esse comportamento foi atribuído ao ataque dos sais presentes na água do mar. Apesar disso, as taxas de retenção dos elementos variaram entre 73 e 85% após a lixiviação neste ambiente. Em relação ao Cr, o CPE anidro apresentou em sua composição 48,70 mg kg-1de Cr total e a especiação de Cr mostrou que a pasta produzida com o CPE lixiviou, na solução da TCLP 1311,1,881mg kg-1e em água doce 1,178mg kg-1de Cr(VI). Em água do mar a concentração de Cr(VI) foi 23,88mg kg-1, confirmando o ataque mais agressivo deste ambiente. Foi possível inferir que a técnica de S/E pode ser empregada, tendo em vista que todas as concentrações lixiviadas foram abaixo dos limites estabelecidos pelas regulamentações ambientais consultadas. Quanto à avaliação do cimento utilizado, os estudos realizados confirmaram a presença de Cr e Cr(VI). A toxicidade dessas espécies chama atenção para a importância de regulamentações que definam um limite da presença deste e de outros contaminantes no cimento produzido. |
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2023-09-27T09:39:21Z2023-09-27T09:39:21Z2021-04-16SANTOS, Kelly Rodrigues dos. Solidificação/Estabilização (S/E) de Fe, Ni, Sb e V em pastas de cimento contendo um catalisador de equilíbrio (Ecat). 2021. 155 f. Tese (Doutorado em Química) - Instituto de Química, Universidade Federal da Bahia, Salvador (Bahia), 2021.https://repositorio.ufba.br/handle/ri/37886Um dos principais problemas enfrentados pelas indústrias é o gerenciamento adequado de resíduos. Na indústria de petróleo, por exemplo, enormes quantidades de catalisadores gastos de craqueamento catalítico em leito fluidizado(FCC),também chamados de Ecat, são produzidos em todo o mundo. Esse resíduo possui em sua composição elementos potencialmente tóxicos como ferro(Fe), níquel(Ni), vanádio (V) e antimônio(Sb). O descarte do Ecat sem um pré-tratamento adequado não é tolerável. O emprego da técnica de solidificação/estabilização (S/E) deste resíduo em pastas de cimento foi avaliada e um dos parâmetros importantes para a avaliação deste tratamento é a lixiviação, utilizada para prever o grau de eficiência em fixar constituintes perigosos no resíduo tratado. O objetivo deste trabalho de tese foi investigar a utilização do método de S/E para imobilizar Fe, Ni, Sb e V do Ecat, utilizando cimento como aglomerante. Foram aplicados testes de lixiviação segundo a Toxicity Characteristic Leaching Procedure(TCLP 1311), utilizando água doce, água do mar natural e diferentes pH. Tendo em vista o coprocessamento de diversos resíduos na fabricação de cimento, a lixiviação de cromo e a especiação do mesmo também foi investigada. Foram produzidas pastas utilizando cimento Portland classe Especial (CPE) e15% de Ecat. Os resultados mostraram, em sua totalidade, que o CPE foi eficiente na imobilização dos elementos avaliados (Fe, Ni, Sb e V). Os percentuais de retenção na pasta foram 94% para o Fe, 91% para oNi,90% para o V e 74% para o Sb. Foi observado que a taxa de retenção dos elementos foi maior em água doce do que em água do mar e conforme metodologia adota pela TCLP 1311. Esse comportamento foi atribuído ao ataque dos sais presentes na água do mar. Apesar disso, as taxas de retenção dos elementos variaram entre 73 e 85% após a lixiviação neste ambiente. Em relação ao Cr, o CPE anidro apresentou em sua composição 48,70 mg kg-1de Cr total e a especiação de Cr mostrou que a pasta produzida com o CPE lixiviou, na solução da TCLP 1311,1,881mg kg-1e em água doce 1,178mg kg-1de Cr(VI). Em água do mar a concentração de Cr(VI) foi 23,88mg kg-1, confirmando o ataque mais agressivo deste ambiente. Foi possível inferir que a técnica de S/E pode ser empregada, tendo em vista que todas as concentrações lixiviadas foram abaixo dos limites estabelecidos pelas regulamentações ambientais consultadas. Quanto à avaliação do cimento utilizado, os estudos realizados confirmaram a presença de Cr e Cr(VI). A toxicidade dessas espécies chama atenção para a importância de regulamentações que definam um limite da presença deste e de outros contaminantes no cimento produzido.One of the main problems faced by industries is the proper management of waste. In the oil industry, for example, huge amounts of spent catalysts in fluidized bed catalytic cracking(FCC), also called Ecat, are produced worldwide. This residue has potentially toxic elements in its composition, such as iron (Fe), nickel (Ni), vanadium (V) and antimony (Sb). The disposal of Ecat without a proper pre-treatment is not tolerable. The use of the solidification/stabilization (S/S) technique of this residue in cement pastes was evaluated and leaching is an important evaluation means of this treatment, used to predict the degree of efficiency in fixing dangerous constituents in the treated waste. The aimof this thesis was to investigate the use of the S/Smethod to immobilize Fe, Ni, Sb and V from Ecat, usinga Portlandcement as binder. Leaching tests were applied according to the Toxicity Characteristic Leaching Procedure(TCLP 1311), using fresh waterand natural sea water,in different pH. Considering thecoprocessing of various residues in the manufacture of cement, the leaching of chromium and its speciation werealso investigated. Pastes were produced using Special ClassPortland cement(CPE) and15% Ecat. The results showed, in its entirety, that the CPE was efficient in immobilizing the evaluated elements (Fe, Ni, Sb and V). The retention percentage in the paste was 94% for Fe;91% for Ni;90% for V and 74% for Sb. It was observed that the element retention rate was higher in fresh water than in sea water or under TCLP 1311 conditions. This behavior was attributed to the attack of salts present in sea water. Despite this, the element retention rates varied between 73 and 85% after leaching in seawater. Concerning to Cr, the anhydrous CPE showed in its composition 48.70 mg kg-1of total Cr and the speciation of Cr in the leachate of the paste produced with CPE showed 1.881mg kg-1of Cr(VI) in TCLP solution and 1.178 mg kg-1of Cr(VI)in fresh water. In seawater, the Cr(VI) concentration was 23.88 mg kg-1, confirming the more aggressive attack of this environment. It was possible to infer that the S/S technique can be used, considering that all leached concentrations were below the limits established by environmental regulations. As for the evaluation of the cement used, the studies carried out confirmed the presence of Cr and Cr(VI). The toxicity of this species emphasizesthe importance of regulations that define thelimitsfor the presence of this and other contaminants in cementSubmitted by Tiago Almeida Alves (secprofnit@ufba.br) on 2023-09-26T15:04:17Z No. of bitstreams: 1 Verso_final_Tese_-_Kelly_Rodrigues_dos_Santos.pdf: 3721158 bytes, checksum: f837adc70c8c85fcd598ab1f24854353 (MD5)Approved for entry into archive by Cátia Silva dos Santos (catia.santos@ufba.br) on 2023-09-27T09:39:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Verso_final_Tese_-_Kelly_Rodrigues_dos_Santos.pdf: 3721158 bytes, checksum: f837adc70c8c85fcd598ab1f24854353 (MD5)Made available in DSpace on 2023-09-27T09:39:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Verso_final_Tese_-_Kelly_Rodrigues_dos_Santos.pdf: 3721158 bytes, checksum: f837adc70c8c85fcd598ab1f24854353 (MD5) Previous issue date: 2021-04-16porUniversidade Federal da BahiaPrograma de Pós-Graduação em Química UFBABrasilInstituto de QuímicaWaste managementCatalystsLeachingCoprocessingSpeciationCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICAGerenciamento de resíduosCatalisadoresLixiviaçãoCoprocessamentoEspeciaçãoSolidificação/Estabilização (S/E) de Fe, Ni, Sb e V em pastas de cimento contendo um catalisador de equilíbrio (Ecat).Solidification/Stabilization (S/E) of Fe, Ni, Sb and V in pastes cement containing an equilibrium catalyst (Ecat).Doutoradoinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionAndrade, Heloysa Martins Carvalhohttp://lattes.cnpq.br/7228906971455111Gonçalves, Jardel Pereirahttps://orcid.org/0000-0003-3484-3869http://lattes.cnpq.br/5363080225273626Mascarenhas, Artur José SantosAndrade, Heloysa Martins Carvalhohttp://lattes.cnpq.br/7228906971455111Silva, Francisco Gabriel Santoshttp://lattes.cnpq.br/6831865413852943Santos, Tereza Simonne Mascarenhashttp://lattes.cnpq.br/6525984408366189Goncalves, Jardel Pereirahttps://orcid.org/0000-0003-3484-3869http://lattes.cnpq.br/5363080225273626Silva, Allisson Gonçalveshttps://orcid.org/0000-0002-9002-1352http://lattes.cnpq.br/0088699697115517http://lattes.cnpq.br/3786427643151229https://orcid.org/0000-0003-1757-5372https://orcid.org/0000-0002-1636-1519http://lattes.cnpq.br/2951006466883361Santos, Kelly Rodrigues dosreponame:Repositório Institucional da UFBAinstname:Universidade Federal da Bahia (UFBA)instacron:UFBAinfo:eu-repo/semantics/openAccessTEXTVerso_final_Tese_-_Kelly_Rodrigues_dos_Santos.pdf.txtVerso_final_Tese_-_Kelly_Rodrigues_dos_Santos.pdf.txtExtracted texttext/plain317569https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/37886/3/Verso_final_Tese_-_Kelly_Rodrigues_dos_Santos.pdf.txta3a2874056f190e39b8c2c6551922e11MD53ORIGINALVerso_final_Tese_-_Kelly_Rodrigues_dos_Santos.pdfVerso_final_Tese_-_Kelly_Rodrigues_dos_Santos.pdfTese Doutorado de Kelly Rodrigues dos Santosapplication/pdf3721158https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/37886/1/Verso_final_Tese_-_Kelly_Rodrigues_dos_Santos.pdff837adc70c8c85fcd598ab1f24854353MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain1715https://repositorio.ufba.br/bitstream/ri/37886/2/license.txt67bf4f75790b0d8d38d8f112a48ad90bMD52ri/378862023-09-30 02:04:59.392oai:repositorio.ufba.br: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Repositório InstitucionalPUBhttp://192.188.11.11:8080/oai/requestopendoar:19322023-09-30T05:04:59Repositório Institucional da UFBA - Universidade Federal da Bahia (UFBA)false |
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Um dos principais problemas enfrentados pelas indústrias é o gerenciamento adequado de resíduos. Na indústria de petróleo, por exemplo, enormes quantidades de catalisadores gastos de craqueamento catalítico em leito fluidizado(FCC),também chamados de Ecat, são produzidos em todo o mundo. Esse resíduo possui em sua composição elementos potencialmente tóxicos como ferro(Fe), níquel(Ni), vanádio (V) e antimônio(Sb). O descarte do Ecat sem um pré-tratamento adequado não é tolerável. O emprego da técnica de solidificação/estabilização (S/E) deste resíduo em pastas de cimento foi avaliada e um dos parâmetros importantes para a avaliação deste tratamento é a lixiviação, utilizada para prever o grau de eficiência em fixar constituintes perigosos no resíduo tratado. O objetivo deste trabalho de tese foi investigar a utilização do método de S/E para imobilizar Fe, Ni, Sb e V do Ecat, utilizando cimento como aglomerante. Foram aplicados testes de lixiviação segundo a Toxicity Characteristic Leaching Procedure(TCLP 1311), utilizando água doce, água do mar natural e diferentes pH. Tendo em vista o coprocessamento de diversos resíduos na fabricação de cimento, a lixiviação de cromo e a especiação do mesmo também foi investigada. Foram produzidas pastas utilizando cimento Portland classe Especial (CPE) e15% de Ecat. Os resultados mostraram, em sua totalidade, que o CPE foi eficiente na imobilização dos elementos avaliados (Fe, Ni, Sb e V). Os percentuais de retenção na pasta foram 94% para o Fe, 91% para oNi,90% para o V e 74% para o Sb. Foi observado que a taxa de retenção dos elementos foi maior em água doce do que em água do mar e conforme metodologia adota pela TCLP 1311. Esse comportamento foi atribuído ao ataque dos sais presentes na água do mar. Apesar disso, as taxas de retenção dos elementos variaram entre 73 e 85% após a lixiviação neste ambiente. Em relação ao Cr, o CPE anidro apresentou em sua composição 48,70 mg kg-1de Cr total e a especiação de Cr mostrou que a pasta produzida com o CPE lixiviou, na solução da TCLP 1311,1,881mg kg-1e em água doce 1,178mg kg-1de Cr(VI). Em água do mar a concentração de Cr(VI) foi 23,88mg kg-1, confirmando o ataque mais agressivo deste ambiente. Foi possível inferir que a técnica de S/E pode ser empregada, tendo em vista que todas as concentrações lixiviadas foram abaixo dos limites estabelecidos pelas regulamentações ambientais consultadas. Quanto à avaliação do cimento utilizado, os estudos realizados confirmaram a presença de Cr e Cr(VI). A toxicidade dessas espécies chama atenção para a importância de regulamentações que definam um limite da presença deste e de outros contaminantes no cimento produzido. |
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