Reciclagem de resíduos sólidos de aço

A reciclagem de resíduos sólidos siderúrgicos

‘A reciclagem é um processo vital para a manutenção do equilíbrio ambiental e da qualidade de vida das pessoas, uma vez que propicia a redução da quantidade de recursos retirados da natureza e de resíduos produzidos, além de constituir fonte de renda para muitos trabalhadores.

De acordo com estudo do Instituto de Pesquisa Econômica Aplicada (IPEA), o desperdício pela falta de reciclagem no Brasil gira em torno de R$ 8 bilhões por ano. No âmbito do PPCS, o objetivo é alcançar um aumento da reciclagem para 20% até 2015, por meio da criação de mercado para recicláveis e estímulo ao desenvolvimento de estudos e instrumentos de desoneração da cadeia para produtos que contenham materiais reciclados na sua composição, além de ações de educação ambiental e sensibilização.’

As siderúrgicas integradas geram diversos tipos e quantidade de resíduos sólidos. Estes resíduos podem ser classificados em 3 grandes grupos; os ditos recicláveis contendo ferro, os finos de coque e as escórias.

No Brasil, a produção de aço anual é de 25 milhões de toneladas, são gerados cerca de 1,2 milhões de toneladas de resíduos recicláveis por ano. Os principais resíduos sólidos recicláveis numa usina siderúrgica integrada são: as poeiras da sinterização; os pós e as lamas de alto-forno; as lamas de aciaria; as carepas de lingotamento contínuo; carepas de escarfagem; as lamas de laminação e os finos de coque.

Este trabalho trata apenas dos resíduos siderúrgicos recicláveis contendo ferro e finos de coque. Estes resíduos são parcialmente reciclados como adição à carga da sinterização de minérios. Avaliaram-se os comportamentos a frio e a quente (crepitação, resistência a quente, inchamento e redução) das pelotas de diversas composições. Os bons resultados apresentados mostraram que as pelotas contendo estes resíduos poderiam ser recicladas diretamente na aciaria ( conversor) substituindo parcialmente a sucata. Para completar os ensaios, estas pelotas foram adicionadas num banho líquido de ferro-carbono para estimar o rendimento de recuperação de ferro contido nas mesmas. Concluiu-se que os resíduos citados são técnica e economicamente viáveis de serem reciclados.

A recuperação dos valores metálicos contidos nos resíduos sólidos acima mencionados passou a ser muito importante tanto do ponto de vista das restrições legais impostas pelas legislações relativas à proteção do meio – ambiente, como do ponto de vista econômico, por contribuírem para a compensação dos custos de instalação e operação de equipamentos antipoluição instalados nas usinas. Dependendo da procedência da escória elas podem ser recirculadas, estocadas ou comercializadas para a indústria cimenteira ou da construção civil (agregados).

Embora a reciclagem da maior parte (80%) dos resíduos sólidos ricos em ferro via sinterização seja uma prática siderúrgica comum, devido principalmente às características granulométricas dos mesmos, tal pratica não é a mais recomendada, por diminuir a permeabilidade do leito da carga e conseqüentemente a perda da produtividade da sinterização.

Tabela II. Geração de Resíduos Siderúrgicos. Dados estimativos

MISTURAS DESTINADAS A PELOTIZAÇÃO E/OU BRIQUETAGEM

As composições das misturas, que foram pelotizadas e/ou briquetadas, estão apresentadas na Tabela III.

Tabela III. Composição das misturas ensaiadas (% em massa)

REDUÇÃO DE RESÍDUOS SIDERÚRGICOS

Na redução de pelotas, sob um fluxo de argônio, no estado sólido, utilizou-se de um forno, Lindberg/Blue, montado de tal maneira que o mesmo pôde ser deslocado na vertical. Após foi possível reduzir aglomerados, de interesse, conforme os ciclos C1 e C2 mostrados nas Tabelas VII e VIII.

Tabela VII. Ciclo térmico C1

Tabela VIII. Ciclo térmico C2

OBSERVAÇÕES MICROESTRUTURAIS E MICROANÁLISES

Análises microestruturais foram realizadas via microscopia eletrônica de varredura; microanálises, quando necessárias, foram efetuadas pela análise por dispersão de energia (EDS).

RESISTÊNCIA A COMPRESSÃO DAS PELOTAS AUTO-REDUTORAS APÓS A

ETAPA DE CURA (28 DIAS)

A figura 1 mostra a resistência à compressão do diversos tipos de pelotas. A resistência de 300N/pelota da pelota P1 foi devido a utilização de 10% de cimento, por outro lado abaixo de 6,5% de cimento ( P3, P4 e P5) há uma queda na resistência à compressão da pelota.

Conclusão:

PROCESSAMENTO TÉRMICO DAS PELOTAS AUTO-REDUTORAS

Sob o ciclo térmico C1 (P1 a P6) e/ou sob o ciclo térmico C2 (P2 a P10) as pelotas auto-redutoras não apresentaram crepitação e/ou inchamento catastrófico.

PROCESSAMENTO TÉRMICO DOS BRIQUETES (OU PASTILHAS) AUTOREDUTORES

Por serem as carepas inaptas para uma etapa de pelotamento, então, foram elaborados briquetes (ou pastilhas) auto-redutores contendo os referidos resíduos (B1 a B6). Os briquetes auto-redutores foram submetidos ao ciclo térmico C2.

Os briquetes B1 e B3 a B6, contendo carepas do lingotamento contínuo (CMLC), após o ciclo C2, apresentaram-se desagregados, isto é, no cadinho de reação obtinha-se sempre uma massa de finos (magnéticos) e um botão metálico. As evidências experimentais pareceram indicar que houvera formação de alguma fase líquida no interior do aglomerado nos estágios finais do ciclo C2.

Por outro lado, os briquetes B2, contendo as carepas da máquina de escarfagem automática (CMEA), após o ciclo C2, sempre se apresentaram fisicamente íntegros.

POSSIBILIDADES PARA UTILIZAÇÃO INDUSTRIAL

Aglomerados auto-redutores (pelotas e/ou briquetes) e pelotas calcinadas, contento finos oriundos das lamas de aciaria, de laminação, de alto-forno, carepas e finos de coque, indicam que tais aglomerados podem ser reaproveitados na aciaria: os aglomerados auto-redutores seriam carregados