CARACTERIZAÇÃO FÍSICA, QUÍMICA E GRAVIMÉTRICA DOS RESÍDUOS ORIUNDOS DO PROCESSAMENTO DA SUCATA FERROSA, EM UMA SIDERÚRGICA DO BRASIL, PARA FINS DE APROVEITAMENTO.

Autores

1Simões Ribeiro, L.; 2Cristina Fayer, G.

Resumo

A sucata ferrosa é utilizada como matéria-prima em grande parte das indústrias siderúrgicas e resulta em inúmeros benefícios ambientais e econômicos. Antes de ser inserida nos fornos e dar origem a um novo aço, a sucata passa por processamento e retirada de impurezas. Um dos equipamentos utilizados para o beneficiamento da sucata é o Shredder. As impurezas, chamadas Fluff e Terra, não possuem aplicações consolidadas no Brasil, sendo direcionadas à disposição final. O objetivo do presente trabalho é maior detalhamento dos dois resíduos heterogêneos, através de análises químicas, físicas e gravimetria completa. A partir dos resultados obtidos é possível indicar aplicações que proporcionem o reaproveitamento em outro processo, reduzindo os custos e transformando os resíduos em coprodutos.

Palavras chaves

Sucata; Reciclagem; Impurezas

Introdução

O setor siderúrgico apresenta em âmbito nacional, relevante importância na economia e no modo de vida atual da sociedade, seu produto, o aço é um material 100% reciclável, podendo retornar aos fornos e dar origem a um novo produto inúmeras vezes, sem perder suas características e qualidade (como dureza, resistência e versatilidade). Devido a essa capacidade de retorno a cadeia produtiva, o aço é considerado o produto industrial mais reciclado do mundo e a reciclagem proporciona benefícios em âmbito social, ambiental e econômico, como a conservação de recursos naturais, mitigação de impactos com a disposição final, redução do consumo de energia na produção e geração de centenas de milhares de empregos diretos e indiretos anualmente no país (INESFA, 2012). Para que as sucatas sejam utilizadas, é necessário que passem por um processo de beneficiamento, onde a densidade é adequada, as dimensões padronizadas e retiradas as impurezas. Um dos equipamentos utilizados é o Shredder, constituído por moinhos e grelhas, que tritura a sucata e realiza a separação magnética. Durante o processamento, dois resíduos são gerados, possuindo características heterogêneas, devido à variedade de sucata utilizada. O resíduo de menor granulometria é nomeado de Terra de Shredder e possui aspecto semelhante a solo, enquanto o de maior granulometria é constituído por plásticos, espumas, borrachas, galhos, e outros, conhecido como Fluff. Os resíduos subsecivos deste processo, atualmente não possuem aplicações consolidadas no Brasil, sendo encaminhados para disposição final. O encaminhamento para aterros sanitários, além de não ser a destinação prioritária no ponto de vista ambiental, resulta em custos significativos. Sendo assim, é necessário buscar aplicações viáveis técnico e economicamente.

Material e métodos

Acredita-se que o maior detalhamento das propriedades dos resíduos por meio de análises químicas e físicas, permitirá o planejamento de estratégias de gerenciamento e viabilização de estudos de aplicações. Sendo assim, o método de amostragem foi definido a partir da NBR 10007:04, considerando as particularidades do resíduo, como sua heterogeneidade resultante da variedade de sucata processada. Portanto, estipulou-se um cronograma de coleta, de forma a garantir que a amostra seja mais representativa possível, englobando quinze dias de processamento e abrangendo diferentes sucatas. Além disso, cada amostra diária foi coletada em três pontos da pilha, formando uma única amostra. O conjunto das 15 amostras diárias de cada um dos resíduos, passou por homogeneização e quarteamento, formando uma única amostra composta de Terra e outra de Fluff. A classificação dos resíduos faz-se necessária para nortear possíveis aplicações para os mesmos. A classificação de ambos foi realizada ABNT NBR 10.004. Os resíduos foram separados em diferentes faixas granulométricas e após esse processo, iniciou-se a gravimetria para determinação de sua composição. A gravimetria foi empregada como indicador na determinação do percentual de cada material contido no Fluff e na Terra. Trata-se de um método analítico quantitativo, envolvendo a separação e pesagem de cada componente, a partir de cada faixa granulométrica, para determinação da composição percentual em relação ao peso total da amostra. Os componentes contidos nos resíduo foram segregados em plásticos, espumas e isopores, metais, borrachas e outros (que consistiu principalmente matéria em decomposição). As análises para identificação de componentes químicos e poder calorífico foi realizada em laboratório externo credenciado.

Resultado e discussão

Analisando um período referente a 6 meses de produção de aço e processamento de sucata, observa-se que a média da geração de resíduos em relação ao entrante de sucata, foi 22,63%. Enquanto a geração especifica média, em relação ao aço bruto produzido foi 46,61 kg/t. Ambos não apresentaram condições de inflamabilidade, corrosividade e/ou reatividade, sendo classificados como Não Perigosos, Classe II A - Não Inerte. Quanto a granulometria, o Fluff apresenta mais de 70% de composição acima de 30mm. Já para a Terra, 80% de sua composição é retira nas malhas acima de 2,0mm. Na etapa de gravimetria, foi possível identificar a composição dos resíduos, determinando o percentual de cada material contido em cada uma das faixas. Abaixo tem-se os resultados obtidos para o Fluff (Figura 1). Para a Terra, foi possível realizar a gravimetria nas duas faixas granulométricas superiores, considerando que abaixo de 6,35mm, fica inviável realizar separação manual (Figura 2). Para os resultados das análises químicas, foram realizadas 15 diferentes análises químicas, pois entende-se a necessidade de conhecer a composição química, para estudo de qualquer viabilidade de aproveitamento. Observa-se maiores concentrações para os parâmetros Óxidos de Alumínio (42,78%), Ferro (33,27%), Sílica (27,0%), seguido de Óxidos de Cálcio em menores proporções (8,70%) e ainda pequenas concentrações de Óxidos de Magnésio (2,86%), Manganês (0,69%) e Fósforo (0,23%), para a Terra de Shredder. No caso do Fluff, por meio de análises realizadas para parâmetros que influenciem em sua utilização como combustível alternativo, tem-se valor de 6.490 Kcal/kg para poder calorífico superior e 6.010Kcal/kg para poder calorifico inferior. Quanto ao parâmetro cloro, os resultados apresentam a concentração de 0,06mg/kg



Figura 1: Composição gravimétrica do Fluff



Figura 2: Composição gravimétrica da Terra de Shredder



Conclusões

Conclui-se que a separação dos resíduos no Shredder poderia sofrer adequações, possibilitando uma Terra com menos metais e granulometria inferior, facilitando seu aproveitamento como matéria prima em cerâmicas e cimenteiras. Além disso, a adequação na separação dos resíduos geraria maior quantidade de Fluff, resíduo com potencial energético, que poderia ser utilizado no coprocessamento. É possível identificar a partir da gravimetria, o elevado percentual de metais, indicando que a melhoria do processo de separação permitiria a geração de receita com a venda dos metais não ferrosos.

Agradecimentos

Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 10007 – Amostragem de resíduos sólidos. Rio de Janeiro: ABNT, 2004.
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 6215 - Terminologia - Produtos Siderúrgicos. Rio de Janeiro: ABNT, 2011.

CAETANO, J.A. Reaproveitamento do resíduo Terra da Shredder através da técnica de solidificação/estabilização em matrizes de cimento Portland para aplicação na construção civil. 2017. Dissertação de mestrado apresentada ao Programa de Pós Graduação em Engenharia Hidraulica e Saneamento da Universidade de São Paulo. 102p. São Carlos. 2016. Disponível em: <https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-24032017-104055/pt-br.php>. Acesso: 22 mai. 2020.

INSTITUTO AÇO BRASIL - Estatística Preliminar. Número 157. Janeiro 2020. Disponível em: <https://institutoacobrasil.net.br/site/wpcontent/uploads/2020/01/Preliminar_Dezembro _2019_994662164.pdf>. Acesso em: 28 mai. 2020.

INSTITUTO NACIONAL DAS EMPRESAS DE SUCATA DE FERRO E AÇO. Estudo Setorial de Sucatas Ferrosas do Brasil. 2012. Disponível em: <http://almeidalaw.com.br/download/Estudo%20Setorial%20Sucata%20Ferros%20no%20Brasil.pdf>. Acesso em 02 mai. 2020.

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