Na fabricação de aço pelo processo de aciaria elétrica há geração de vários tipos de resíduos, dentre estes, as poeiras de aciaria. Este resíduo possui como principais constituintes os elementos Fe, O e Zn, sendo considerado perigoso na maioria dos países. Além destes elementos, a presença do cloro provoca interferência deletéria na maioria dos processos de reciclagem ou incorporação do PAE em outros materiais. Por este motivo, o cloro representa um obstáculo à ampliação das possibilidades de destinação ou reciclagem destas poeiras. Este trabalho propõe uma nova tecnologia hidrometalúrgica para a redução do teor de cloro solúvel das poeiras para teores menores que 0,3% (b.s). Esta técnica..., de modo a possibilitar a aplicação de um processo especialmente desenvolvido de lixiviação aquosa, que evita a necessidade de agitação e equipamentos especiais. O principal objetivo foi reduzir o teor de cloretos das poeiras utilizando uma baixa relação sólido:líquido, em um processo de maior sustentabilidade e menor utilização de energia e recursos hídricos. Nos ensaios foram utilizadas poeiras previamente caracterizadas em seus principais elementos e provenientes de três usinas semi-integradas, cada uma com um perfil produtivo diferente e com teores de cloro médio variando de 2,01 a 5,26% (b.s). Foram testadas duas variantes principais desta nova tecnologia, em temperatura ambiente e a 60°C. Os resultados alcançados demonstraram a possibilidade de redução do teor de cloro solúvel das poeiras acima de 90%, com uma relação sólido:líquido de até 1:0,43. Também foi possível a geração de soluções concentradas de sais que atingiram até 20% em massa de concentração, em temperatura ambiente, sem necessidade de evaporação. A fácil obtenção destas soluções concentradas potencializa a aplicação e o desenvolvimento futuro de novas tecnologias para recuperação dos sais de poeiras de aciaria elétrica, principalmente sais de potássio. O material residual, com teor de cloro reduzido, possui melhor qualidade e aptidão para ser utilizado como matéria-prima em novos ou tradicionais processos de reciclagem e incorporação em outros materiais. / The Electric steelmaking generates several types of wastes, among them the electric arc furnace dust – EAFD. This residue has as main constituents the elements Fe, O and Zn, being considered dangerous in most countries. In addition to these elements, the presence of chlorine causes deleterious interference in most of recycling processes or incorporation in other materials. For this reason, chlorine represents an obstacle to increase the possibilities for disposal or recycling these dusts. This work proposes a new hydrometallurgical technology to reduce the soluble chlorine content of these dusts to lower levels than 0.3 wt% (dry basis). This technique is based on … to enable the application of a specially designed aqueous leaching process, that avoids the need for special equipment and stirring. The main objective is to reduce the chloride content of dusts using a low solid:liquid ratio in a process of greater sustainability and lower use of energy and water resources. In the tests, dusts previously characterized in main elements were used. These dusts come from three semi-integrated plants, each one with a different production profile and average chlorine content ranging from 2.01 to 5.26 wt% (dry basis). Two main variants of this new technology were tested at room temperature and 60°C. The results showed the possibility of reducing soluble chlorine content of dusts at levels above 90%, with solid:liquid ratio up to 1: 0,43. It was also possible to generate concentrated salt solutions, reaching up to 20 wt% concentration of salts, at room temperature, without evaporation. These concentrate solutions are easily obtained and potentialize the application and future development of new technologies for recovery of electric arc furnace dust salts, especially potassium salts. The residual material with low chlorine content, has better quality and suitability for use as raw material in new or traditional recycling processes and incorporation in other materials.

O Pó de Aciaria Elétrica (PAE) é um resíduo sólido originado na fabricação de aços em Fornos Elétricos a Arco (FEA), classificado como resíduo perigoso pela ABNT NBR 10004- 2004. Isto porque ele contém metais nocivos ao meio ambiente (como chumbo e cádmio), embora seja constituído, em sua maior parte, pelos elementos ferro, zinco e oxigênio. Devido aos custos onerosos para disposição e por tratar-se de resíduo perigoso, a indústria procura pela possibilidade de retorno ao processo produtivo do aço. Uma das alternativas é a reintrodução na aciaria elétrica através de aglomerados autorredutores como parte da carga do FEA. Neste trabalho, são produzidas misturas autorredutoras contendo PAE e coque de petróleo, apresentando as correspondentes caracterizações químicas e físicas. Através de ensaios termogravimétricos é feita uma avaliação do comportamento destas misturas, mostrando a possibilidade do emprego desta técnica na aferição prática do teor ótimo de coque, em aglomerados. Além disto, foram produzidas pelotas autorredutoras através do uso de um disco laboratorial, sendo as pelotas submetidas a testes físicos e mecânicos, com uso de aglomerantes e também testes de autorredução em fornos mufla e em aparato experimental. Como resultados destes experimentos pode-se concluir que o cimento Portland ARI e a combinação de cal hidratada com cinza de casca de arroz possuem melhor resistência a compressão frente aos outros ligantes utilizados. O grau de metalização obtido para a maior parte das amostras não passou de 35%. A remoção de zinco foi de aproximadamente 85%, para temperatura de 1100 ºC, com 45 minutos e com 10% de coque de petróleo. Isto indica a possibilidade de enriquecimento da nova poeira gerada em zinco. Fato este que agrega valor para tratamento do resíduo em outros processos externos. / The Electric Arc Furnace Dust (EAFD) is a solid waste generated by electric steelmaking, in Electric Arc Furnaces (EAF), being considered a hazardous waste by the Environmental Protection Agency. That is because of its harmful metals, although it is composed, in majority, by elements iron, zinc and oxygen. Due to high costs involved for its disposal and because it is a hazardous waste, industry seek for the possibility of returning the EAFD back to the steelmaking process. One of the alternatives is by reintroduction via electric meltshop through self-reducing agglomerates as part of the furnace burden. In this work, self-reducing mixtures of EAFD and petroleum coke were produced, showing as result corresponding chemical and physical characterizations. Using thermogravimetric tests, an evaluation of the mixtures behavior was carried out, demonstrating the possibility of using this technique in a practical measurement of optimal content of coke, in agglomerates. Furthermore, selfreducing pellets were pelletized using a laboratorial disc, with these agglomerates being tested in physical and mechanical strength essays, with different binders employed and also selfreduction tests in vertical electric furnace and experimental apparatus. As part of the results it could be concluded cement and the combination between hydrated lime and rice husk ash achieved the best results, in compressive strength, comparing to other binders. The metallization degree for almost all samples achieved a maximum of 35%. Zinc removal, for temperatures around 1100 ºC, in an experiment of 45 minutes and using 10% of petroleum coke, was approximately 85%. It indicates the dust to be enriched with zinc. This fact adds value to the waste for treatment in other processes.

Na fabricação de aço pelo processo de aciaria elétrica há geração de vários tipos de resíduos, dentre estes, as poeiras de aciaria. Este resíduo possui como principais constituintes os elementos Fe, O e Zn, sendo considerado perigoso na maioria dos países. Além destes elementos, a presença do cloro provoca interferência deletéria na maioria dos processos de reciclagem ou incorporação do PAE em outros materiais. Por este motivo, o cloro representa um obstáculo à ampliação das possibilidades de destinação ou reciclagem destas poeiras. Este trabalho propõe uma nova tecnologia hidrometalúrgica para a redução do teor de cloro solúvel das poeiras para teores menores que 0,3% (b.s). Esta técnica..., de modo a possibilitar a aplicação de um processo especialmente desenvolvido de lixiviação aquosa, que evita a necessidade de agitação e equipamentos especiais. O principal objetivo foi reduzir o teor de cloretos das poeiras utilizando uma baixa relação sólido:líquido, em um processo de maior sustentabilidade e menor utilização de energia e recursos hídricos. Nos ensaios foram utilizadas poeiras previamente caracterizadas em seus principais elementos e provenientes de três usinas semi-integradas, cada uma com um perfil produtivo diferente e com teores de cloro médio variando de 2,01 a 5,26% (b.s). Foram testadas duas variantes principais desta nova tecnologia, em temperatura ambiente e a 60°C. Os resultados alcançados demonstraram a possibilidade de redução do teor de cloro solúvel das poeiras acima de 90%, com uma relação sólido:líquido de até 1:0,43. Também foi possível a geração de soluções concentradas de sais que atingiram até 20% em massa de concentração, em temperatura ambiente, sem necessidade de evaporação. A fácil obtenção destas soluções concentradas potencializa a aplicação e o desenvolvimento futuro de novas tecnologias para recuperação dos sais de poeiras de aciaria elétrica, principalmente sais de potássio. O material residual, com teor de cloro reduzido, possui melhor qualidade e aptidão para ser utilizado como matéria-prima em novos ou tradicionais processos de reciclagem e incorporação em outros materiais. / The Electric steelmaking generates several types of wastes, among them the electric arc furnace dust – EAFD. This residue has as main constituents the elements Fe, O and Zn, being considered dangerous in most countries. In addition to these elements, the presence of chlorine causes deleterious interference in most of recycling processes or incorporation in other materials. For this reason, chlorine represents an obstacle to increase the possibilities for disposal or recycling these dusts. This work proposes a new hydrometallurgical technology to reduce the soluble chlorine content of these dusts to lower levels than 0.3 wt% (dry basis). This technique is based on … to enable the application of a specially designed aqueous leaching process, that avoids the need for special equipment and stirring. The main objective is to reduce the chloride content of dusts using a low solid:liquid ratio in a process of greater sustainability and lower use of energy and water resources. In the tests, dusts previously characterized in main elements were used. These dusts come from three semi-integrated plants, each one with a different production profile and average chlorine content ranging from 2.01 to 5.26 wt% (dry basis). Two main variants of this new technology were tested at room temperature and 60°C. The results showed the possibility of reducing soluble chlorine content of dusts at levels above 90%, with solid:liquid ratio up to 1: 0,43. It was also possible to generate concentrated salt solutions, reaching up to 20 wt% concentration of salts, at room temperature, without evaporation. These concentrate solutions are easily obtained and potentialize the application and future development of new technologies for recovery of electric arc furnace dust salts, especially potassium salts. The residual material with low chlorine content, has better quality and suitability for use as raw material in new or traditional recycling processes and incorporation in other materials.

O pó de aciaria elétrica é um importante subproduto da indústria siderúrgica devido ao seu alto teor de zinco. Assim, tecnologias vêm sendo desenvolvidas visando seu aproveitamento, sendo o forno Waelz a mais difundida delas atualmente. No entanto, sua operação, por contar com um forno rotativo de grandes dimensões que abriga uma infinidade de fenômenos físico-químicos, apresenta difícil previsibilidade ab initio. Por essa razão, este trabalho faz uso de uma ferramenta avançada da termodinâmica computacional, destinada à modelagem de processos, chamada SimuSage, a fim de modelar o seu comportamento. Para a criação do modelo utilizou-se também uma base de dados termodinâmicos advinda do software FactSage e a plataforma de desenvolvimento Lazarus. Com base em dados e resultados operacionais da literatura, foi possível realizar simulações nos modos adiabático e isotérmico, comparando os resultados com os da prática industrial. Constatou-se uma grande capacidade do modelo de reproduzir os resultados da literatura, mesmo quando não há muita informação para aferição dos parâmetros, gerando boa concordância com a composição química relatada dos produtos Óxido Waelz e Escória Waelz. / The electric arc furnace dust is an important by-product of the steel industry due to its high content of zinc. Thus, technologies have been developed aiming for its use, and the Waelz Kiln is the most widespread of them today. However, counting on a very large rotary kiln that houses an infinity of physico-chemical phenomena, its operation is difficult to predict ab initio. For this reason, in order to model its behaviour this work uses an advanced tool of computational thermodynamics designed to process modelling, called SimuSage. To create the model, a thermodynamic database, provided by the FactSage software, as well as a development platform, Lazarus IDE, were also used. Based on operational data and results from de literature, it was possible to perform simulations on both adiabatic and isothermal modes comparing its results with the industrial practice. A great capability of the model to reproduce results from the literature was found, even when there is not much information for the parameters calibration, generating good agreement regarding the reported chemical composition for the products, Waelz Oxide and Waelz Slag.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2017-06-23T12:29:40Z No. of bitstreams: 2 Tese - Anibal Sebastião Alves Filho - 2010.pdf: 3022664 bytes, checksum: cdfff30c335a313084c9a338f1b5c4fc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-07-10T13:47:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Anibal Sebastião Alves Filho - 2010.pdf: 3022664 bytes, checksum: cdfff30c335a313084c9a338f1b5c4fc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T13:47:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese - Anibal Sebastião Alves Filho - 2010.pdf: 3022664 bytes, checksum: cdfff30c335a313084c9a338f1b5c4fc (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / The savannas reached prominence in the development of corn (Zea mays L.), soybean (Glycine max L.) and processing tomato (Lycopersicum esculentum Mill.), Depending on the economic and social importance of these crops. The problems of acid soils and nutrient deficiency in the savannas are common in most soils, but once overcome these obstacles, the cultures exhibit satisfactory development and production. Increasingly it becomes necessary, by the dynamism that modern agriculture provides that alternative mechanisms of replenishment of nutrients to the soil are offered, due to the high cost of fertilizer and high extraction of these elements in each cycle of crops. The use of industrial waste from various sources has shown potential for agricultural use, for purposes of correction of acidosis, addition of macro and micronutrients to the soil or even physical conditioning of the soil, always under careful criteria used to avoiding the environmental contamination. The aim of this study was to evaluate the effect of the electric arc furnace dust coming from the steel industry as a source of micronutrients in crops of corn, soybean and tomato at different levels of liming. The tests were conducted in two locations. A field experiment was conducted at the experimental farm of the School of Agronomy and Food Engineering, Universidade Federal de Goiás, Campus Samambaia, in Goiânia-GO, Brazil and other, in a greenhouse at Palmital Farm, municipality of Urutaí-GO, in campus of the Instituto Federal Goiano. During three years, were evaluated in Goiânia-GO, the use of steelmaking dust in corn in rotation with soybean and, in Urutaí-GO, for seven months, the tomato crop in succession with soybeans. The results in both experiments indicated that the levels of heavy metals detected in soil and leaves of the plants analyzed were below the limits considered toxic. / A região dos cerrados alcançou destaque no desenvolvimento das culturas do milho (Zea mays L.), soja (Glycine max L.) e tomate industrial (Lycopersicum esculentum Mill.), em função da importância econômica e social destas culturas. Os problemas de solos ácidos e deficiência de nutrientes nos cerrados são comuns na maioria dos solos, mas uma vez superados estes entraves, as culturas apresentam desenvolvimento e produções satisfatórias. Cada vez mais torna-se necessário, pelo próprio dinamismo que a agricultura moderna apresenta, que mecanismos alternativos da reposição de nutrientes no solo sejam propostos, em função do alto custo dos fertilizantes e à alta extração destes elementos em cada ciclo das culturas. O uso de resíduos industriais, de várias origens, tem apresentado potencial de uso agrícola, para efeito de correção de acidez, adição de macro e micronutrientes ao solo ou mesmo como condicionadores físicos destes solos, sempre sob cuidadosos critérios de utilização visando a não contaminação ambiental. O objetivo do presente trabalho foi avaliar o efeito do pó de aciaria elétrica (PAE) oriundo da indústria siderúrgica como fonte de micronutriente nas culturas do milho, soja e tomate industrial em diferentes níveis de calagem.Os ensaios foram desenvolvidos em dois locais. Um experimento foi conduzido a campo na Fazenda Experimental da Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos da Universidade Federal de Goiás, no campus Samambaia, no município de Goiânia-GO e outro, em estufa, na Fazenda Palmital, município de Urutaí-GO, no campus do Instituto Federal Goiano. Foram avaliados durante três anos, no município de Goiânia-GO, o uso do pó de aciaria na cultura do milho em rotação com a cultura da soja e, em Urutaí-GO, durante sete meses, a cultura do tomate em sucessão com a cultura da soja. Os resultados em ambos os experimentos indicaram que os teores de metais pesados detectados no solo e nas folhas das plantas analisadas ficaram muito abaixo dos limites considerado tóxicos.

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-11-29T15:35:48Z No. of bitstreams: 1 Nicole Gröff da Silva_.pdf: 8079664 bytes, checksum: 10e7ed35ed8baa348b7c5b950dea6f05 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-29T15:35:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nicole Gröff da Silva_.pdf: 8079664 bytes, checksum: 10e7ed35ed8baa348b7c5b950dea6f05 (MD5) Previous issue date: 2018-07-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Pesquisas científicas e tecnológicas têm indicado a possibilidade de reciclagem de inúmeros resíduos sólidos na construção civil, dentre os quais encontra-se o pó de aciaria elétrica (PAE). O PAE é originado no processo de produção de aço e classificado como um Resíduo Classe I perigoso (ABNT, 2004a). O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade técnica e ambiental do material cerâmico produzido a partir da adição de PAE em argila vermelha. A etapa metodológica da pesquisa contemplou a amostragem das matérias-primas e sua caracterização química, física, mineralógica e térmica. Além disso, a formulação e moldagem da massa cerâmica com 0, 10, 20 e 30% de PAE e a sinterização e coleta das emissões atmosféricas de processo a 750, 850 e 950°C. Por fim, foram realizados ensaios de caracterização técnica e ambiental no material obtido. Dentre os resultados encontrados, verificou-se que a argila possui como principais elementos Si, Al e K, enquanto que para o PAE os principais são Fe e Zn. Além disso, a argila possui um tamanho de partícula superior ao do PAE, que por sua vez possui partículas de formato em geral esférico e que tendem a se aglomerar. A partir do tratamento térmico das massas cerâmicas formuladas, observou-se que a adição de 10 e 20% de PAE nas temperaturas de 850 e 950°C produz material indicado para fabricação de tijolos em termos de resistência à flexão e absorção de água. Em termos ambientais, pode-se concluir que adições de até 20% de PAE a 750°C produzem materiais classificados em função do teor de Al como Classe IIA não inerte, conforme a NBR 10006 (ABNT, 2004d). Quanto às emissões atmosféricas, com exceção do teor de 30% de PAE produzido a 850°C, as demais combinações testadas estão de acordo com as normas de referência, não havendo legislação específica para esta atividade. Considerando uma visão global dos resultados obtidos, indica-se o uso de até 10% de PAE para fabricação de tijolos a partir de 850°C, prevendo-se assim sua conformidade com as normas técnicas de produtos de cerâmica vermelha. / Scientific and technological researches have been indicated the possibility of recycling several kinds of waste in construction, among which it stands out the electric arc furnace dust (EAFD). The EAFD is originated in the steelmaking process and classified as a hazardous waste (ABNT, 2004a). The aim of this research was to evaluate the technical and environmental viability of ceramic material produced from EAFD addition in red clay. The methodological stage included sampling of raw materials, its chemical, physical, mineralogical and thermal characterization. Also, the formulation and molding of compositions with 0, 10, 20 and 30% of EAFD and the sampling of atmospheric emissions from sintering at 750, 850 e 950°C. Finally, it was realized technical and environmental tests in the obtained material. Among the results, it was verified that the red clay has in its chemical composition, Al, Si and K as majoritarian elements, while EAFD has, mainly, Fe and Zn. Besides that, the red clay has larger particle than EAFD’s, which in turn has spherical particles which tends to form agglomerates. As result of the thermal treatment, it was observed that the addition of 10 and 20% of EAFD and sintering at 850 and 950°C produces a material indicated to bricks in function of its flexural strength and water absorption. In environment terms, it can be concluded that additions up to 20% of EAFD processing at 750°C produce a material classified as not inert, according NBR 10006 (ABNT, 2004d) due to its Al content. Regarding atmospheric emissions, excluded the addition of 30% of EAFD sintering at 850°C, all conditions are according to the reference norms, even though there is no specific standard to this activity. In a global perspective, it is indicated the use of EAFD up to 10% to bricks sintering above 850°C, predicting its accordance to red ceramic specifications.

Esta tese apresenta os métodos de gerenciamento associados ao Pó de Aciaria Elétrica (PAE) gerado no forno elétrico a arco (FEA) e no forno-panela (FP), envolvendo dois grandes tópicos: sistema de gestão ambiental e fatores relacionados à tecnologia. O processo do PAE percorre as seguintes etapas: entrada e beneficiamento da matériaprima, preparação, carregamento e fusão de carga no FEA, formação e retirada de escória, vazamento do aço para a panela, refino no forno-panela, assim como o sistema de captação das emissões atmosféricas e destinação do PAE captado no FEA e FP. Os métodos de gerenciamento foram estruturados em cima do aprendizado técnico, qualitativo e quantitativo adquirido no desenvolvimento das atividades profissionais, dos levantamentos sobre as tecnologias disponíveis para destinação e reciclagem do PAE, dos mapeamentos das características das instalações de captação do PAE de empresas siderúrgicas, bem como das bibliografias e visitas técnicas realizadas. As informações reunidas foram empregadas para desenvolver duas matrizes de avaliação, consolidando assim, um critério para verificar as práticas de gestão ambiental e de tecnologias que estão associadas ao PAE. O principal resultado das matrizes foi a identificação e priorização das necessidades de melhorias, tanto do sistema de gestão ambiental como da área de tecnologia. A avaliação das empresas siderúrgicas, segundo estas matrizes, mostrou quais práticas possuem menores valores e que, por conseqüência, devem requerer maior esforço para melhorar seus desempenhos, bem como aquelas de maior valor que requerem uma consolidação da sua rotina para manterem o elevado nível de desempenho atingido. Como conclusão, foi obtida uma ferramenta robusta que respondeu de forma consistente a avaliação do processo do PAE e a pergunta sobre “O que se encontra mais desenvolvido, os processos de gestão ou os de tecnologia?”. As matrizes de avaliação foram preenchidas por especialistas ambientais de três Empresas siderúrgicas. O resultado obtido com essa ferramenta mostrou que os desempenhos sobre as práticas de gestão são superiores aos desempenhos das práticas de tecnologia e que esta metodologia de avaliação está apta para ser aplicada em qualquer outro processo ou empresa. Ficou evidenciado que o conhecimento e a inteligência ambiental são requisitos para assegurar que as estratégias de médio e longo prazo estejam corretamente alinhadas às boas práticas de gestão e melhores tecnologias disponíveis. / The thesis presents the methods associated with the management of the electric arc furnace (EAF) baghouse dust and ladle furnace (LF) dust. The management methods cover two broad topics: environmental management system practices and technology related factors. The EAF baghouse dust and ladle furnace (LF) dust process has the following steps: input and processing raw materials, EAF charging and melting, slag generation and removal, furnace tapping of the steel to the LF, refining in the LF, as well as the EAF dedusting system, dust recycling and final destination. The management methods were determined based on professional experience of the author, assessment of typical installations of steel plant dedusting system, bibliographies review, available technologies to EAF/LF dust destination and recycling and subject technical literature, as well technical visits undertaken. Collectively the information was used to develop two standard evaluation standard matrices which provide criteria to assess environmental management system practices and technology associated with EAF dust management. The primary goal of the assessments was to identify and prioritize areas for potential improvement - either in environmental management systems area or the technology area. The assessment results showed that steel plants which have practices with lower values, according to these matrices, should require greater effort to improve their performance, while those with good score, will require a consolidation of their routine to maintain the high level of performance already achieved. The matrices were filled by environmental experts from three steelmaking companies. Finally, as a result of this project a rigorous and reliable assessment tool was designed to evaluate the meltshop dust generation and management process and provide a quantitative answer to the following question: `Which area has achieved a higher level of development as it relates to meltshop dust management: environmental management system practices or control technology?’ The results from using this tool have shown that the performance of management practices is superior to the control technology. Furthermore, experiences captured during the assessment indicate this evaluation methodology is fully adaptable and can be applied to other processes and/or other businesses. It was clearly highlighted how knowledge and environmental intelligence are requirements to assure that the medium and long term strategies are properly aligned with the available best practices to environmental management system and control technology.

Submitted by Silvana Teresinha Dornelles Studzinski (sstudzinski) on 2016-12-22T12:03:13Z No. of bitstreams: 1 Josué Claudio Metz_.pdf: 3580473 bytes, checksum: 4bb7f81d4d0a95ef4e39a7d4dffb0599 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-22T12:03:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Josué Claudio Metz_.pdf: 3580473 bytes, checksum: 4bb7f81d4d0a95ef4e39a7d4dffb0599 (MD5) Previous issue date: 2016-09-19 / Nenhuma / A concepção de desenvolvimento sustentável tem resultado no aumento de pressões ambientais para a melhoria da eficiência na utilização de recursos, e para a redução das emissões e da geração de resíduos. No processo de fabricação de aço, nas siderúrgicas com fornos elétricos a arco (FEA), ocorre a geração do resíduo sólido denominado pó de aciaria elétrica (PAE). O PAE é constituído por diferentes óxidos metálicos. Contém os elementos químicos cromo (Cr), chumbo (Pb) e cádmio (Cd) e, por isso, é classificado como resíduo classe I – Perigoso pela NBR 10004. Gerado em grandes quantidades diariamente em todo o país, o PAE ainda tem como principal destinação final o aterro industrial. A indústria de papel e celulose, outra atividade de destaque na indústria nacional, gera uma grande quantidade de resíduos em diferentes etapas do processo, entre os quais está o resíduo do forno de cal (RFC), cuja geração está associada a interrupções no funcionamento do forno de cal. A indústria da construção civil, devido a quantidade de matérias-primas consumida e variedade de materiais empregados – cimento, concreto, agregados, cerâmica, entre outros – apresenta-se como alternativa para a reciclagem de resíduos gerados em outros setores da economia. A incorporação do PAE no cimento e concreto produz retardo no tempo de pega em razão da presença de zinco (Zn) no resíduo. Estudos sugerem que em quantidades próximas a 1%, a incorporação de PAE não afeta de forma significativa as propriedades do cimento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do uso combinado de PAE e RFC no processo de endurecimento e evolução da hidratação de pastas de cimento. Para tanto, foi realizada a caracterização dos resíduos através dos ensaios de distribuição granulométrica, perda ao fogo, massa específica, área superficial específica, análise química elementar, difração de raios X com refinamento por Rietveld e microscopia eletrônica de varredura. A influência dos resíduos nas pastas de cimento foi avaliada através do ensaio de tempo de pega de acordo com a NBR NM 65 (ABNT, 2003b) e evolução da temperatura semi-adiabática das pastas em estado fresco, além de DRX, com refinamento por Rietveld, e microscopia eletrônica de varredura nas pastas de cimento com diferentes teores de substituição de resíduos (REF, 1%, 2%, 3%, 5% e 10%) em diferentes idades (1, 4 e 7 dias). Os resultados de tempo de pega e evolução da temperatura semi-adiabática indicaram a influência do PAE na hidratação das pastas de cimento. Nas pastas de cimento com substituição de 1% de PAE combinado ou não com RFC, não foram verificados retardos significativos no tempo de pega, demonstrando o potencial do uso de PAE e do RFC na produção de artefatos de cimento. / The sustainable development conception has resulted in increased environmental pressures to improve the efficient use of resources and reduction of emissions and waste generation. In the steelmaking process through electric arc furnaces (EAF), dust generation occurs which is called electric arc furnace dust (EAFD). EAFD is composed by different metal oxides. Some common elements those constitute this dust is chromium, lead and cadmium, and therefore, waste is classified as class I – hazardous by NBR 10004. EAFD has been generated in large quantities every day across the country and it still has mainly landfilled. The pulp and paper industry, another important activity in the domestic industry, generates a lot of waste in different stages of the process, among which is the lime kiln waste (LKW), whose generation is associated with disruptions in the lime oven. Due to expressive amount of raw materials consumed in civil construction industry and also the variety of products available - cement, concrete, aggregates, ceramics, among others - this seems to be an alternative for waste recycling generated in other sectors. The incorporation of EAFD in the cement and concrete produces delayed setting time due to the presence of zinc (Zn) in the waste. Studies suggest that in amounts up to 1%, EAFD incorporation does not affect significantly cement properties. The aim of this work was to evaluate the influence of the combined use of EAFD and LKW in the process of hardening and evolution of the cement pastes hydration. Therefore, were evaluated the characterization of the waste performed through the grain size distribution, loss on ignition, specific gravity, specific surface area, elemental chemical analysis, pH, X ray powder diffraction with refinement by Rietveld and scanning electron microscopy.. The influence of the waste on the cement pastes was evaluated through the setting time tests in accordance with the NBR NM 65 (ABNT, 2003b) and evolution of semi-adiabatic temperature in fresh conditions, XRD with refinement by Rietveld, and SEM in cement pastes with different levels of waste substitution (REF, 1%, 2%, 3%, 5% e 10%) at different ages (1, 4 and 7 days). The setting time results and evolution of semi-adiabatic temperature indicated an increase in the setting time with the increase of the EAFD in cement pastes. In cement pastes with replacement of 1% EAFD combined or not with LKW, significant delays were not verified in the setting time, demonstrating the potential use of EAFD in the production of cement artifacts.

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No. of bitstreams: 1 angelamariaferreiradeoliveiralourdes.pdf: 1193191 bytes, checksum: 66a561f0014fed2c1b249bc429df57de (MD5) Previous issue date: 2014-07-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Uma das fontes de elementos essenciais utilizados em fertilizantes são os resíduos industriais, tais como o pó de aciaria. Essas substâncias constituem uma alternativa viável ao fornecimento de nutrientes para as plantas. Mas, por outro lado, esses resíduos podem conter elementos altamente tóxicos. Neste trabalho, amostras de fertilizantes, pó de aciaria e amostras de fertilizantes fortificadas com pó de aciaria foram caracterizadas utilizando espectrometria de absorção atômica com chama (F AAS), espectrometria de emissão com chama (F AES), espectroscopia no infravermelho (IV), espectroscopia Raman e difração de raios X (DRX). Para a determinação de Cr, K, Na, Pb e Zn nas amostras investigadas por F AAS e F AES, otimizou-se um procedimento de extração usando banho de ultrassom, cujas condições ótimas para a extração foram: 50 mg de fertilizantes, 5,00 mL de água régia diluida (50% v/v) e seis etapas de 20 minutos de sonicação, sendo intercaladas com 1 minuto de agitação. Os resultados obtidos foram concordantes a 95% de confiança para todos os analitos em relação ao método de referência adotado (por adição de padrão), apresentando adequadas precisão (RSD < 10%) e exatidão (recuperações entre 90 a 103% para os fertilizantes e de 85,0 a 105,4% para o pó de aciaria). As espectroscopias do Infravermelho e Raman mostraram-se eficientes para a análise mineralógica, cujos resultados foram confirmados utilizando-se a técnica de DRX. Assim, com as técnicas utilizadas (IV, Raman e DRX) foi possível conhecer a composição orgânica e inorgânica das amostras analisadas. A análise exploratória dos dados obtidos usando as técnicas de PCA (análise de componentes principais) e HCA (análise hierárquica de clusters) permitiu a diferenciação de amostras fortificadas a partir de 5% de pó de aciaria (F AAS e F AES) das amostras não fortificadas, a associação quimiométrica desses com os dados dos espectros de IV, permitiram que a classificação ocorre-se mesmo na presença de pó de aciaria puro. Os dados obtidos através dos espectros de IV e Raman, juntos permitiram a classificação de amostras fortificadas a partir de 1% de pó de aciaria. / Industrial residues, such as flue dust, has being used as a source of essential trace elements in fertilizers . These residues have different essential elements and can supply the plant necessity for mineral nutrients. On the other hand, these residues may also contain highly toxic elements. In this work, samples of fertilizers, flue dust and fertilizer samples spiked with different concentrations of flue dust were characterized using different analytical techniques such as: flame atomic absorption spectrometry (F AAS), flame atomic emission spectrometry (F AES), infrared spectroscopy (IR), Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD). For the determination of Cr, K, Na, Pb and Zn in the investigated samples by F AAS and F AES an extraction procedure using ultrasound bath was optimized. The optimum conditions for the analytes extraction were: 50 mg of fertilizers, 5.00 mL of diluted aqua regia solution (50 v/v %). The developed method was conducted in six steps of sonication per 20 minutes with intervals of 1 minute (on stirring). The results were in agreement at 95% confidence level for all analytes investigated in relation to the reference method adopted (standard addition). Appropriated precision (RSD <10%) and accuracy were obtained with recoveries between 90-103% for fertilizers and 85-105% for flue dust sample. The IR and Raman spectroscopy proved mineralogical (organic and inorganic) information, which were attested by DRX. Exploratory data analysis using PCA (principal component analysis) and HCA (hierarchical cluster analysis) techniques allowed differentiating spiked samples (from 5% of flue dust) and non-spiked samples by using data from F AAS and F AES analysis. The association of elemental data with IR and Raman data allowed differentiating spiked samples from 1% of industrial flue dust.