Balanço ambiental de elementos-traço na sinterização

• Autor(a) principal: Lucas Ladeira Lau
• Data de Publicação: 2015
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-A9DJB2
• topic: Engenharia metalúrgica; materiais e de minas; Engenharia metalúrgica; Metalurgia extrativa; Elementos traços; Sinterização

Introdução: A legislação ambiental vem tornando-se cada vez mais restritiva em diversos setores industriais, especialmente para a indústria siderúrgica que é notadamente conhecida pelo seu grande potencial poluidor. Dentro desse novo cenário de legislações ambientais mais rígidas, novos estudos têm sido realizados e controles mais precisos das emissões implantados. Destaca-se em relação a evolução dessas legislações a inclusão de alguns limites de emissão de elementos-traço, visto que o interesse pelo impacto que tais elementos causam ao ambiente e à saúde tem crescido nos últimos anos. Assim, este estudo tem por objetivo formular uma proposta de partição dos elementos-traço entre os produtos e as emissões da planta, visando conhecer o comportamento desses elementos no processo de sinterização e subsidiar intervenções capazes de modificar tais partições. Materiais e métodos: Trata-se de um estudo experimental, no qual, inicialmente, foi realizada a caracterização química de diversos insumos da sinterização. A partir do conhecimento das concentrações de elementos-traço nos insumos foi analisado o aporte de elementos-traço em uma sinterização piloto, quando utilizada uma mistura de sinterização padrão. Em seguida, considerou-se o balanço de massa para determinar a partição teórica dos elementos-traço nos produtos e nas emissões. Após o balanço de massa foi realizado um estudo de volatilização. Nesse estudo selecionou-se seis amostras de sinter feed de diferentes origens e simulou-se a curva de aquecimento da sinterização em um forno irradiante. Com base nas caracterizações químicas das amostras antes e após serem submetidas ao aquecimento foi possível verificar a tendência de cada elemento volatilizar ou não durante o processo de sinterização. Resultados e Discussão: Em relação à caracterização química dos insumos da sinterização, destacam-se como grandes concentradores de elementos-traço os resíduos siderúrgicos e observa-se baixa concentração de elementos-traço nos fundentes. No que se refere ao balanço de massa, os elementos que se mostraram com maior tendência de concentração nas emissões são: cádmio, níquel, chumbo, mercúrio e cobre. Observou-se também que, apesar de não serem, de maneira geral, grandes concentradores de elementos-traço, os insumos ferrosos (sinter feed, pellet feed e outros) apresentam grande relevância no aporte de elementos-traço no processo. Isso porque são responsáveis por grande parte da massa de insumos utilizados na mistura de sinterização. Por sua vez, o teste de volatilização apontou a tendência, ou não, de volatilização dos elementos. Para alguns elementos o resultado obtido foi inconclusivo. Conclusão: Os insumos ferrosos, em especial o sinter feed, são os principais responsáveis pela entrada de elementos-traço no sistema da sinterização, sendo que esses mesmos insumos, quando de origem brasileira ou sul africana, apresentam pequenas concentrações destes elementos frente aos de origem chinesa, indiana e australiana. O estudo do comportamento dos elementos-traço na sinterização é bastante complexo, pois um mesmo elemento pode comportar-se de três maneiras distintas dependendo da fase em que o mesmo se encontra. Os elementos e compostos com menor temperatura de vaporização devem volatilizar e se concentrar nas emissões. Por outro lado, os elementos que não volatilizarem durante o processo podem se manter na mistura e compor o sínter ou podem ser levados a fazerem parte das emissões através do arraste das partículas. Portanto, conhecer o comportamento dos elementos-traço no processo de sinterização é de fundamental importância para a prevenção de emissões e otimização do processo de trabalho nas indústrias siderúrgicas.