Os resíduos provenientes do setor Coureiro-Caçadista são classificados como classe I (perigosos), devido à presença de cromo, e constituem um grave problema ambiental devido as restrições cada vez mais rigorosas para a sua destinação final. No Brasil, cerca de 95% dos resíduos gerados por este setor são dispostos em aterros. O tratamento térmico destes resíduos, com o aproveitamento da energia gerada no processo, é uma alternativa para a sua destinação final. As cinzas geradas neste processo são ricas em cromo, contendo aproximadamente 60% (p/p) de óxido de cromo (Cr2O3). A principal matéria-prima usada no processo industrial para a produção de cromato (CrO4 -2) é a cromita. A cromita é um minério que possui de 40 a 50% de Cr2O3. O processo constitui-se basicamente da fusão da cromita, em ambiente oxidante, na presença de Na2CO3 e dolomita, a temperaturas em torno de 1200°C. O cromato é utilizado como matéria prima na produção de diversos compostos, entre eles o trióxido de cromo (CrO3), usado na indústria galvânica, e o sulfato básico de cromo (Cr(OH)SO4), principal sal usado para o curtimento de peles (produção de couro). A cinza utilizada neste trabalho provém de uma planta piloto para a incineração de resíduos de couro, localizada no município de Dois Irmãos – RS, com potência térmica de 350kW, e foi obtida em dois pontos específicos da planta: o ciclone e o reator de gaseificação. A cinza foi coletada após o resfriamento da planta, cominuída (Dp<75mm), seca e armazenada em dessecador até a sua utilização. Este trabalho tem por objetivo a produção de cromato de sódio, a partir das cinzas de resíduos de couro, através da fusão alcalina com hidróxido de sódio (NaOH) em meio oxidante (presença de ar). Na tentativa de reduzir a presença de interferentes na matéria-prima (cinza) foram realizados testes de solubilização. Foi avaliada a solubilização da cinza em água a temperatura ambiente, e em ácido clorídrico com e sem aquecimento. Para a identificação dos componentes solubilizados as amostras foram analisadas por espectrometria de absorção atômica. As cinzas recolhidas no reator de gaseificação apresentaram teor de sólidos solúveis entre 9,6 e 17,2% (p/p). A análise dos resultados da etapa de solubilização de impurezas nas cinzas não demonstraram a eficiência esperada. O teor de ferro, principal componente a ser eliminado, na cinza do reator de gaseificação era de 4,21% e depois da solubilização passou a ser de 3,46% (p/p). Os ensaios para a determinação da conversão (grau de oxidação) do Cr2O3 em CrO4 -2 foram estruturados segundo um planejamento experimental utilizando as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância, considerando-se como variáveis de estudo a temperatura de reação, o tempo de reação e a vazão de ar. A mistura cinza e NaOH foi fundida em cadinho de alumina. A concentração de cromo foi determinada por iodometria. O grau de oxidação foi determinado a partir da percentagem de Cr III oxidada a Cr VI na reação. Os resultados obtidos estão na faixa de 83% de oxidação do cromo. Os resultados obtidos para basicidade do sulfato básico de cromo são na faixa de 42-56%, este sal pode ser utilizado para curtimento em combinação com outros sais de basicidade mais baixa. As cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, espectroscopia de absorção atômica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The residues of the leather industry are classified as class I (dangerous), because the presence of the chrome. They are a huge environmental problem, given the increasing restrictions to give them a destination. In Brazil, around 95% of the residues generated by this industry are disposed in embankments. The thermal treatment, using the energy created in the process, is one way. The ashes generated in this process are rich in chrome, with approximately 60% (p/p) chrome oxide (Cr2O3). The main raw material used in the industrial process for the production of chromate (CrO4 -2) is the chromite. The chromite is a mineral which has from 40% to 50% of Cr2O3. The process consists basically in the fusion of the chromite, in an oxidizing environment, in the presence of Cr2O3 and dolomite, under temperatures around 1200°C. The chromate is used as raw material in the production of several compounds, among them the chrome trioxide (CrO3), used in the galvanic industry, and the basic chrome sulphate (Cr(OH)SO4), main salt used to the tanning of sking (production of leather). The ashes used in this experiment came from a pilot plant to the incineration of residues of leather, located in Dois Irmãos – RS, with the thermal power of 350kW, and was obtained at two specific points in the plant: the cyclone and the gasification reactor. The ashes were collected after the plant’d cooled down, triturated (Dp<75mm), dried and stocked in a desiccator until their usage. The objective of this experiment is to produce sodium chromate from the ashes of leather residues, through the alkaline fusion with sodium hydroxide (NaOH) in an oxidizing environment (in the presence of air). In an attempt to reduce the presence of interferents in the raw material (ashes), solubilization tests were cond ucted. Were evaluated the solubility of the ashes in water under ambient temperature, and in chloridric acid with and without heating. To identificate the solubilised compounds, the samples were analysed by spectrometry of atomic absorption. The ashes collected in the gasification reactor showed amounts of soluble solids ranging from 9.6% to 17,2% (p/p). The results of ash solubilization showed a low efficiency. For example: the iron, main component to be eliminated, in the ashes from gasification reactor was 4,21% and after this changed for 3,46% (weight/weight). The testes to determine the conversion (oxidation degree) of Cr2O3 in CrO4 -2 were structured according to an experimental plan it was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance, using as study variables the temperature of the reaction, the duration and the air outflow. The mixture of ashes and NaOH was ustulated in alumina crucible. The concentration of chrome was determined by iodimetry. The oxidation degree was determined using the amount of Cr III oxidated to Cr VI in the reation. The results obtained are in the 83%-band for the chrome oxidation. The results obtained for basicity of basic chromium tanning liquors are in range of 42-56%, this salt can be used in combined tanning with others low basicity salts. The ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, atomic absorption spectroscopy (AAS), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

O presente trabalho trata do processo de descromagem da serragem de rebaixadeira com a utilização de ácidos orgânicos. A metodologia utilizada apresenta potencial para aplicação em problemas ambientais e industriais, relacionados com resíduos cromados, especialmente para industria de curtimento. Foram testados três tipos diferentes de agentes complexantes: ácido 2,6-piridinadicarboxílico, ácido cítrico e o ácido etilenodiaminotetracético sódico. A melhor eficiência de extração do cromo da serragem de rebaixadeira foi encontrada com os ácidos 2,6-piridinadicarboxílico e cítrico, alcançando-se níveis de remoção de cromo de 87, 75 % e 87,24% respectivamente, no entanto o ácido cítrico é o melhor agente complexante em relação ao ácido 2,6-piridinadicarboxílico e ao ácido etilenodiaminotetracético sódico, não só pela sua alta eficiência de extração do cromo do resíduo de couro, mas também pelo seu menor custo e pela sua natureza não tóxica. A determinação quantitativa do cromo dos complexos organometálicos foi realizada utilizando-se o método colorimétrico. O processo foi analisado e otimizado através de um projeto de experimentos fatorial cruzado completo para avaliação dos diversos efeitos, resultando em uma proteína de coloração branca. O projeto experimental foi aplicado de forma a possibilitar a análise da influência de quatro fatores controláveis na variável de resposta. Os fatores controláveis analisados foram o pH, temperatura, tempo de reação e razão molar (cromo: ligante). / This work concerns the dechroming process of leather shavings, using organic acids. The methodology using has potential for application to environmental and industrial problems concernig chromium waste, especially in the tanning industry. Three different types of complexants agents were studied: 2,6-pyridinedicarboxylic acid, citric acid and sodium ethylenediaminetetraacetic acid. The better efficiency of chromium extraction from leather shavings was achieved with 2,6-pyridinedicarboxylic and citric acids, reaching 87,75 % and 87,24% of chrome removing respectively, but citric acid is the preferred chelating agent over 2,6-pyridinedicarboxylic acid and sodium ethylenediaminetetraacetic acid not only because of its high efficiency of chromium extraction from leather waste , but also its relatively low cost an non-toxic nature. The quantitative determination the chromium of the organometallic complexes was realized using colorimetric method. The process was analyzed through the complete crossing factorial experimental designs that enables the study of most significant variables resulting in a good consistence an white protein. The experimental design was applied to analyze the influence of four control factors on the response variable. The control factors analyzed were the pH, temperature, reaction time and molar ratio (chromium:ligant).

Os resíduos provenientes do setor Coureiro-Caçadista são classificados como classe I (perigosos), devido à presença de cromo, e constituem um grave problema ambiental devido as restrições cada vez mais rigorosas para a sua destinação final. No Brasil, cerca de 95% dos resíduos gerados por este setor são dispostos em aterros. O tratamento térmico destes resíduos, com o aproveitamento da energia gerada no processo, é uma alternativa para a sua destinação final. As cinzas geradas neste processo são ricas em cromo, contendo aproximadamente 60% (p/p) de óxido de cromo (Cr2O3). A principal matéria-prima usada no processo industrial para a produção de cromato (CrO4 -2) é a cromita. A cromita é um minério que possui de 40 a 50% de Cr2O3. O processo constitui-se basicamente da fusão da cromita, em ambiente oxidante, na presença de Na2CO3 e dolomita, a temperaturas em torno de 1200°C. O cromato é utilizado como matéria prima na produção de diversos compostos, entre eles o trióxido de cromo (CrO3), usado na indústria galvânica, e o sulfato básico de cromo (Cr(OH)SO4), principal sal usado para o curtimento de peles (produção de couro). A cinza utilizada neste trabalho provém de uma planta piloto para a incineração de resíduos de couro, localizada no município de Dois Irmãos – RS, com potência térmica de 350kW, e foi obtida em dois pontos específicos da planta: o ciclone e o reator de gaseificação. A cinza foi coletada após o resfriamento da planta, cominuída (Dp<75mm), seca e armazenada em dessecador até a sua utilização. Este trabalho tem por objetivo a produção de cromato de sódio, a partir das cinzas de resíduos de couro, através da fusão alcalina com hidróxido de sódio (NaOH) em meio oxidante (presença de ar). Na tentativa de reduzir a presença de interferentes na matéria-prima (cinza) foram realizados testes de solubilização. Foi avaliada a solubilização da cinza em água a temperatura ambiente, e em ácido clorídrico com e sem aquecimento. Para a identificação dos componentes solubilizados as amostras foram analisadas por espectrometria de absorção atômica. As cinzas recolhidas no reator de gaseificação apresentaram teor de sólidos solúveis entre 9,6 e 17,2% (p/p). A análise dos resultados da etapa de solubilização de impurezas nas cinzas não demonstraram a eficiência esperada. O teor de ferro, principal componente a ser eliminado, na cinza do reator de gaseificação era de 4,21% e depois da solubilização passou a ser de 3,46% (p/p). Os ensaios para a determinação da conversão (grau de oxidação) do Cr2O3 em CrO4 -2 foram estruturados segundo um planejamento experimental utilizando as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância, considerando-se como variáveis de estudo a temperatura de reação, o tempo de reação e a vazão de ar. A mistura cinza e NaOH foi fundida em cadinho de alumina. A concentração de cromo foi determinada por iodometria. O grau de oxidação foi determinado a partir da percentagem de Cr III oxidada a Cr VI na reação. Os resultados obtidos estão na faixa de 83% de oxidação do cromo. Os resultados obtidos para basicidade do sulfato básico de cromo são na faixa de 42-56%, este sal pode ser utilizado para curtimento em combinação com outros sais de basicidade mais baixa. As cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, espectroscopia de absorção atômica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The residues of the leather industry are classified as class I (dangerous), because the presence of the chrome. They are a huge environmental problem, given the increasing restrictions to give them a destination. In Brazil, around 95% of the residues generated by this industry are disposed in embankments. The thermal treatment, using the energy created in the process, is one way. The ashes generated in this process are rich in chrome, with approximately 60% (p/p) chrome oxide (Cr2O3). The main raw material used in the industrial process for the production of chromate (CrO4 -2) is the chromite. The chromite is a mineral which has from 40% to 50% of Cr2O3. The process consists basically in the fusion of the chromite, in an oxidizing environment, in the presence of Cr2O3 and dolomite, under temperatures around 1200°C. The chromate is used as raw material in the production of several compounds, among them the chrome trioxide (CrO3), used in the galvanic industry, and the basic chrome sulphate (Cr(OH)SO4), main salt used to the tanning of sking (production of leather). The ashes used in this experiment came from a pilot plant to the incineration of residues of leather, located in Dois Irmãos – RS, with the thermal power of 350kW, and was obtained at two specific points in the plant: the cyclone and the gasification reactor. The ashes were collected after the plant’d cooled down, triturated (Dp<75mm), dried and stocked in a desiccator until their usage. The objective of this experiment is to produce sodium chromate from the ashes of leather residues, through the alkaline fusion with sodium hydroxide (NaOH) in an oxidizing environment (in the presence of air). In an attempt to reduce the presence of interferents in the raw material (ashes), solubilization tests were cond ucted. Were evaluated the solubility of the ashes in water under ambient temperature, and in chloridric acid with and without heating. To identificate the solubilised compounds, the samples were analysed by spectrometry of atomic absorption. The ashes collected in the gasification reactor showed amounts of soluble solids ranging from 9.6% to 17,2% (p/p). The results of ash solubilization showed a low efficiency. For example: the iron, main component to be eliminated, in the ashes from gasification reactor was 4,21% and after this changed for 3,46% (weight/weight). The testes to determine the conversion (oxidation degree) of Cr2O3 in CrO4 -2 were structured according to an experimental plan it was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance, using as study variables the temperature of the reaction, the duration and the air outflow. The mixture of ashes and NaOH was ustulated in alumina crucible. The concentration of chrome was determined by iodimetry. The oxidation degree was determined using the amount of Cr III oxidated to Cr VI in the reation. The results obtained are in the 83%-band for the chrome oxidation. The results obtained for basicity of basic chromium tanning liquors are in range of 42-56%, this salt can be used in combined tanning with others low basicity salts. The ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, atomic absorption spectroscopy (AAS), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

O presente trabalho trata do processo de descromagem da serragem de rebaixadeira com a utilização de ácidos orgânicos. A metodologia utilizada apresenta potencial para aplicação em problemas ambientais e industriais, relacionados com resíduos cromados, especialmente para industria de curtimento. Foram testados três tipos diferentes de agentes complexantes: ácido 2,6-piridinadicarboxílico, ácido cítrico e o ácido etilenodiaminotetracético sódico. A melhor eficiência de extração do cromo da serragem de rebaixadeira foi encontrada com os ácidos 2,6-piridinadicarboxílico e cítrico, alcançando-se níveis de remoção de cromo de 87, 75 % e 87,24% respectivamente, no entanto o ácido cítrico é o melhor agente complexante em relação ao ácido 2,6-piridinadicarboxílico e ao ácido etilenodiaminotetracético sódico, não só pela sua alta eficiência de extração do cromo do resíduo de couro, mas também pelo seu menor custo e pela sua natureza não tóxica. A determinação quantitativa do cromo dos complexos organometálicos foi realizada utilizando-se o método colorimétrico. O processo foi analisado e otimizado através de um projeto de experimentos fatorial cruzado completo para avaliação dos diversos efeitos, resultando em uma proteína de coloração branca. O projeto experimental foi aplicado de forma a possibilitar a análise da influência de quatro fatores controláveis na variável de resposta. Os fatores controláveis analisados foram o pH, temperatura, tempo de reação e razão molar (cromo: ligante). / This work concerns the dechroming process of leather shavings, using organic acids. The methodology using has potential for application to environmental and industrial problems concernig chromium waste, especially in the tanning industry. Three different types of complexants agents were studied: 2,6-pyridinedicarboxylic acid, citric acid and sodium ethylenediaminetetraacetic acid. The better efficiency of chromium extraction from leather shavings was achieved with 2,6-pyridinedicarboxylic and citric acids, reaching 87,75 % and 87,24% of chrome removing respectively, but citric acid is the preferred chelating agent over 2,6-pyridinedicarboxylic acid and sodium ethylenediaminetetraacetic acid not only because of its high efficiency of chromium extraction from leather waste , but also its relatively low cost an non-toxic nature. The quantitative determination the chromium of the organometallic complexes was realized using colorimetric method. The process was analyzed through the complete crossing factorial experimental designs that enables the study of most significant variables resulting in a good consistence an white protein. The experimental design was applied to analyze the influence of four control factors on the response variable. The control factors analyzed were the pH, temperature, reaction time and molar ratio (chromium:ligant).

As cinzas oriundas do tratamento térmico dos resíduos gerados pela indústria do couro são ricas em óxido de cromo. Uma possível destinação para essas cinzas seria a produção de ligas ferrocromo. No entanto, a presença de fósforo em quantidades acima dos limites especificados para as ligas torna necessária a desfosforação. Alguns ácidos promovem a formação de compostos fosfatados (que ficam em solução) através da lixiviação, possibilitando a remoção do fósforo das cinzas. Foram realizados experimentos para verificar a influência dos parâmetros envolvidos na desfosforação e definir quais são significativos, buscando as condições mais favoráveis para que seja atingida a máxima remoção do fósforo. Foi utilizado o ácido sulfúrico e os parâmetros estudados foram: a concentração das soluções de ácido, a razão ácido/cinza, a granulometria das partículas das cinzas e a temperatura. Os experimentos seguiram um planejamento fatorial completo 24 sendo que também foram realizados experimentos no ponto central da região experimental, a fim de verificar se a curvatura de segunda ordem estava presente na modelagem do sistema e quais as condições experimentais necessárias para se obter a maior conversão de fósforo. Foi realizada a análise de variança a fim de testar a significância dos efeitos e para determinar se o modelo de segunda ordem foi mais apropriado para descrever a resposta do que o modelo de primeira ordem. Os principais fatores e algumas interações entre fatores foram fortemente significativos no sistema experimental, e, além disso, a curvatura quadrática também se mostrou significativa, sendo proposto um novo planejamento experimental que envolve todos os fatores, para a montagem do modelo de segunda ordem: o planejamento fatorial composto de face centrada (CFC). Uma nova análise de variança foi realizada, para avaliar a significância dos fatores, interações e efeitos quadráticos. Todos os efeitos principais bem como dois efeitos de interação mantiveram-se significativos, e os efeitos quadráticos dos fatores também foram importantes para a modelagem do sistema.Com base nestes resultados, um modelo linear de segunda ordem foi proposto, o qual ilustra a dependência da resposta com os fatores codificados. O modelo foi significativo e a máxima conversão predita pelo modelo proposto foi de 99,0% para as seguintes condições: 60°C, solução com 15% de H2SO4 e partículas com diâmetro médio de 0,038 mm. Experimentalmente foi obtido 98,6% de remoção de fósforo das cinzas nestas mesmas condições. O modelo foi utilizado para encontrar as condições de funcionamento ideal na região experimental, pela maximização da lixiviação de fósforo a partir das cinzas. A máxima remoção obtida pela otimização do processo foi de 99,2±2,5% nas condições de 60ºC, 13,9% em peso de H2SO4 na solução de lixiviação, 4,80 (ml de solução de ácido)/(g de cinzas), 0,0370 ± 0,0370 mm de tamanho de partícula. Os resultados obtidos demonstraram a viabilidade do processo de desfosforação por lixiviação ácida com ácido sulfúrico, sendo que um balanço de massa indicou que o teor de fósforo remanescente é aceitável para a produção de ligas ferrocromo. / The ashes coming from the thermal treatment of waste generated by the leather industry are rich in chromium oxide. One possible destination for the ashes is the production of ferrochromium. However, the presence of phosphorus in quantities above the limits specified for the alloys necessitates the dephosphorization. Some acids promote the formation of phosphate compounds (which are in solution) by leaching, allowing the removal of phosphorus from the ashes. Experiments were performed to verify the influence of the parameters involved in the dephosphorization and determine which are significant, seeking the most favorable conditions for maintaining the maximum removal of phosphorus. Sulfuric acid was used and the parameters studied were: the concentration of acid solutions, the amount of acid, the particle size of the ash and temperature. The experiments followed a complete factorial design 24, and experiments were also conducted at the midpoint of the experimental region in order to verify that the curvature of the second order was present in modeling the system and what the experimental conditions necessary to obtain the highest conversion of phosphorus. We performed analysis of variance to test the significance of effects and to determine if the second order model was more appropriate to describe the response that the first order model. The main factors and some interactions were highly significant factors in the experimental system, an, moreover, the quadratic curve was also significant, proposed a new experimental design that involves all the factors, to assemble the model of second order: the facecentered composite design (FCC). A new analysis of variance was performed to assess the significance of the factors, interactions and quadratic effects. All main effects and two interaction effects remained significant, and quadratic effects of factors were also important for system modeling. Based on the results, a secondorder linear model was proposed, which illustrates the dependence of the response to the encoded factors. The model was significant and the maximum predicted by the model proposed conversion was 99.0% for the following conditions: 60º C, 15% solution of H2SO4 and particles with an average diameter of 0.038 mm. Experimentally obtained was 98.6% removal of phosphorus from the ashes under the same conditions. The model was used to find the optimal operating conditions in the experimental region by maximizing the leaching of phosphorus from the ashes. The maximum removal obtained by the optimization process was 99,2 ± 2,5% under the conditions of 60ºC, 13.9 wt% H2SO4 the leaching solution, 4,80 (ml of acid solution). (g of ash) -1, 0.0370 ± 0.0370 mm particle size. The results demonstrated the feasibility of the process of dephosphorization by acid leaching with sulfuric acid, using a mass balance which indicated that the level of remaining phosphorus is acceptable for the production of ferrochrome alloy.

Este trabalho tem por objetivo analisar a produção do adubo obtido a partir do resíduo da raspa do couro bovino, curtido ao cromo (III), bem como avaliar a viabilidade de ganhos ambientais e energéticos que ao adubo se atribui. A metodologia usada foi estabelecida a partir de uma revisão bibliográfica sobre as alternativas para o gerenciamento de resíduo sólido da indústria de beneficiamento do couro e no estudo do efeito do cromo no meio ambiente, fundamentada na teoria das restrições no aspecto ambiental e energético. Para a implementação da parte experimental e produção do adubo da raspa do couro bovino hidrolisado foi montado um protótipo composto de três componentes: caldeira, autoclave e secador, considerando-se os parâmetros termodinâmicos: temperatura de 403 a 433 K e a pressão de 700 a 800 kPa. No decorrer desse processo automaticamente controlado, calcularam-se as incertezas das medidas efetuadas nos parâmetros do adubo e do solo, da pressão e a produção de vapor gerado pela caldeira, bem como nas medições dos equipamentos, autoclave e secador com suas respectivas densidades, obtendo-se a relação de massa e volume. As amostras foram analisadas para verificar os teores máximos e mínimos dos macro e micronutrientes, assim como seus elementos de maior relevância. Foram avaliadas as características fisico-químicas e agronômicas do produto, o balanço de massa e a energia da produção do adubo. A experiência aplicada com o adubo na cultura do milho foi realizada em casa de vegetação, com delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. Os tratamentos constituíram-se a partir da utilização de dois tipos de adubo de apara de couro (resíduo italiano e resíduo brasileiro) e sulfato de amônio como fonte de nitrogênio em três doses. Foram utilizados dois tipos de solo: Latossolo Férrico e Latossolo Vermelho Amarelo. A produção desse adubo será implantada industrialmente para a redução do impacto ambiental provocado pelas indústrias de beneficiamento do couro e também para a agricultura, uma vez que esse adubo é um produto rico em nitrogênio. / The purpose of this study is to analyze the production of fertilizer obtained from cow leather shavings cured with Chrome (III), as well as the viability for this fertilizer to contribute for environmental and energetic gains. The methodology was based on a review of bibliographic material of the alternatives for management of solid waste from the leather industry and on a study of the effect of chrome on the environment based on the theory of restrictions, with concern for environmental and energy factors. The experimental portion of the study involved the assemblage of a prototype composed of three pieces of equipment: a boiler, an autoclave and a dryer, for the production of fertilizer from hydrolyzed cow leather shavings. In relation to the thermodynamic process, the temperature was maintained at 403 and 430 K and pressure at 700 and 800 kPa. During this automatically controlled process, the uncertainties in the measurements conducted in the parameters of fertilizer and soil were calculated of pressure and production of steam generated by the boiler and the readings of the autoclave and dryer equipment were calculated in addition to their respective densities, to obtain the ratio of mass and volume. The samples were analyzed to determine the maximum and minimum amounts of the macro and micro nutrients and their most important elements. The physical-chemical and agronomic characteristics of the product were evaluated as well as the balance of mass and energy of the fertilizer production. The experiment conducted with fertilizer from cow leather applied to a corn crop, was conducted in a vegetable greenhouse, with completely arbitrary delineation and four repetitions. The treatment involved the use of two types of fertilizer made from leather shavings (Italian residue and Brazilian residue) and ammonia sulfate as a nitrogen source in three doses. Two types of soil were used: Ferric Latosol and Red-Yellow Latosol. The fertilizer can be produced industrially to reduce the environmental impact caused by leather manufacturing companies and to agriculture because it is rich in nitrogen.

Este trabalho tem por objetivo analisar a produção do adubo obtido a partir do resíduo da raspa do couro bovino, curtido ao cromo (III), bem como avaliar a viabilidade de ganhos ambientais e energéticos que ao adubo se atribui. A metodologia usada foi estabelecida a partir de uma revisão bibliográfica sobre as alternativas para o gerenciamento de resíduo sólido da indústria de beneficiamento do couro e no estudo do efeito do cromo no meio ambiente, fundamentada na teoria das restrições no aspecto ambiental e energético. Para a implementação da parte experimental e produção do adubo da raspa do couro bovino hidrolisado foi montado um protótipo composto de três componentes: caldeira, autoclave e secador, considerando-se os parâmetros termodinâmicos: temperatura de 403 a 433 K e a pressão de 700 a 800 kPa. No decorrer desse processo automaticamente controlado, calcularam-se as incertezas das medidas efetuadas nos parâmetros do adubo e do solo, da pressão e a produção de vapor gerado pela caldeira, bem como nas medições dos equipamentos, autoclave e secador com suas respectivas densidades, obtendo-se a relação de massa e volume. As amostras foram analisadas para verificar os teores máximos e mínimos dos macro e micronutrientes, assim como seus elementos de maior relevância. Foram avaliadas as características fisico-químicas e agronômicas do produto, o balanço de massa e a energia da produção do adubo. A experiência aplicada com o adubo na cultura do milho foi realizada em casa de vegetação, com delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições. Os tratamentos constituíram-se a partir da utilização de dois tipos de adubo de apara de couro (resíduo italiano e resíduo brasileiro) e sulfato de amônio como fonte de nitrogênio em três doses. Foram utilizados dois tipos de solo: Latossolo Férrico e Latossolo Vermelho Amarelo. A produção desse adubo será implantada industrialmente para a redução do impacto ambiental provocado pelas indústrias de beneficiamento do couro e também para a agricultura, uma vez que esse adubo é um produto rico em nitrogênio. / The purpose of this study is to analyze the production of fertilizer obtained from cow leather shavings cured with Chrome (III), as well as the viability for this fertilizer to contribute for environmental and energetic gains. The methodology was based on a review of bibliographic material of the alternatives for management of solid waste from the leather industry and on a study of the effect of chrome on the environment based on the theory of restrictions, with concern for environmental and energy factors. The experimental portion of the study involved the assemblage of a prototype composed of three pieces of equipment: a boiler, an autoclave and a dryer, for the production of fertilizer from hydrolyzed cow leather shavings. In relation to the thermodynamic process, the temperature was maintained at 403 and 430 K and pressure at 700 and 800 kPa. During this automatically controlled process, the uncertainties in the measurements conducted in the parameters of fertilizer and soil were calculated of pressure and production of steam generated by the boiler and the readings of the autoclave and dryer equipment were calculated in addition to their respective densities, to obtain the ratio of mass and volume. The samples were analyzed to determine the maximum and minimum amounts of the macro and micro nutrients and their most important elements. The physical-chemical and agronomic characteristics of the product were evaluated as well as the balance of mass and energy of the fertilizer production. The experiment conducted with fertilizer from cow leather applied to a corn crop, was conducted in a vegetable greenhouse, with completely arbitrary delineation and four repetitions. The treatment involved the use of two types of fertilizer made from leather shavings (Italian residue and Brazilian residue) and ammonia sulfate as a nitrogen source in three doses. Two types of soil were used: Ferric Latosol and Red-Yellow Latosol. The fertilizer can be produced industrially to reduce the environmental impact caused by leather manufacturing companies and to agriculture because it is rich in nitrogen.

As cinzas oriundas do tratamento térmico dos resíduos gerados pela indústria do couro são ricas em óxido de cromo. Uma possível destinação para essas cinzas seria a produção de ligas ferrocromo. No entanto, a presença de fósforo em quantidades acima dos limites especificados para as ligas torna necessária a desfosforação. Alguns ácidos promovem a formação de compostos fosfatados (que ficam em solução) através da lixiviação, possibilitando a remoção do fósforo das cinzas. Foram realizados experimentos para verificar a influência dos parâmetros envolvidos na desfosforação e definir quais são significativos, buscando as condições mais favoráveis para que seja atingida a máxima remoção do fósforo. Foi utilizado o ácido sulfúrico e os parâmetros estudados foram: a concentração das soluções de ácido, a razão ácido/cinza, a granulometria das partículas das cinzas e a temperatura. Os experimentos seguiram um planejamento fatorial completo 24 sendo que também foram realizados experimentos no ponto central da região experimental, a fim de verificar se a curvatura de segunda ordem estava presente na modelagem do sistema e quais as condições experimentais necessárias para se obter a maior conversão de fósforo. Foi realizada a análise de variança a fim de testar a significância dos efeitos e para determinar se o modelo de segunda ordem foi mais apropriado para descrever a resposta do que o modelo de primeira ordem. Os principais fatores e algumas interações entre fatores foram fortemente significativos no sistema experimental, e, além disso, a curvatura quadrática também se mostrou significativa, sendo proposto um novo planejamento experimental que envolve todos os fatores, para a montagem do modelo de segunda ordem: o planejamento fatorial composto de face centrada (CFC). Uma nova análise de variança foi realizada, para avaliar a significância dos fatores, interações e efeitos quadráticos. Todos os efeitos principais bem como dois efeitos de interação mantiveram-se significativos, e os efeitos quadráticos dos fatores também foram importantes para a modelagem do sistema.Com base nestes resultados, um modelo linear de segunda ordem foi proposto, o qual ilustra a dependência da resposta com os fatores codificados. O modelo foi significativo e a máxima conversão predita pelo modelo proposto foi de 99,0% para as seguintes condições: 60°C, solução com 15% de H2SO4 e partículas com diâmetro médio de 0,038 mm. Experimentalmente foi obtido 98,6% de remoção de fósforo das cinzas nestas mesmas condições. O modelo foi utilizado para encontrar as condições de funcionamento ideal na região experimental, pela maximização da lixiviação de fósforo a partir das cinzas. A máxima remoção obtida pela otimização do processo foi de 99,2±2,5% nas condições de 60ºC, 13,9% em peso de H2SO4 na solução de lixiviação, 4,80 (ml de solução de ácido)/(g de cinzas), 0,0370 ± 0,0370 mm de tamanho de partícula. Os resultados obtidos demonstraram a viabilidade do processo de desfosforação por lixiviação ácida com ácido sulfúrico, sendo que um balanço de massa indicou que o teor de fósforo remanescente é aceitável para a produção de ligas ferrocromo. / The ashes coming from the thermal treatment of waste generated by the leather industry are rich in chromium oxide. One possible destination for the ashes is the production of ferrochromium. However, the presence of phosphorus in quantities above the limits specified for the alloys necessitates the dephosphorization. Some acids promote the formation of phosphate compounds (which are in solution) by leaching, allowing the removal of phosphorus from the ashes. Experiments were performed to verify the influence of the parameters involved in the dephosphorization and determine which are significant, seeking the most favorable conditions for maintaining the maximum removal of phosphorus. Sulfuric acid was used and the parameters studied were: the concentration of acid solutions, the amount of acid, the particle size of the ash and temperature. The experiments followed a complete factorial design 24, and experiments were also conducted at the midpoint of the experimental region in order to verify that the curvature of the second order was present in modeling the system and what the experimental conditions necessary to obtain the highest conversion of phosphorus. We performed analysis of variance to test the significance of effects and to determine if the second order model was more appropriate to describe the response that the first order model. The main factors and some interactions were highly significant factors in the experimental system, an, moreover, the quadratic curve was also significant, proposed a new experimental design that involves all the factors, to assemble the model of second order: the facecentered composite design (FCC). A new analysis of variance was performed to assess the significance of the factors, interactions and quadratic effects. All main effects and two interaction effects remained significant, and quadratic effects of factors were also important for system modeling. Based on the results, a secondorder linear model was proposed, which illustrates the dependence of the response to the encoded factors. The model was significant and the maximum predicted by the model proposed conversion was 99.0% for the following conditions: 60º C, 15% solution of H2SO4 and particles with an average diameter of 0.038 mm. Experimentally obtained was 98.6% removal of phosphorus from the ashes under the same conditions. The model was used to find the optimal operating conditions in the experimental region by maximizing the leaching of phosphorus from the ashes. The maximum removal obtained by the optimization process was 99,2 ± 2,5% under the conditions of 60ºC, 13.9 wt% H2SO4 the leaching solution, 4,80 (ml of acid solution). (g of ash) -1, 0.0370 ± 0.0370 mm particle size. The results demonstrated the feasibility of the process of dephosphorization by acid leaching with sulfuric acid, using a mass balance which indicated that the level of remaining phosphorus is acceptable for the production of ferrochrome alloy.

Os resíduos provenientes do setor Coureiro-Caçadista são classificados como classe I (perigosos), devido à presença de cromo, e constituem um grave problema ambiental devido as restrições cada vez mais rigorosas para a sua destinação final. No Brasil, cerca de 95% dos resíduos gerados por este setor são dispostos em aterros. O tratamento térmico destes resíduos, com o aproveitamento da energia gerada no processo, é uma alternativa para a sua destinação final. As cinzas geradas neste processo são ricas em cromo, contendo aproximadamente 60% (p/p) de óxido de cromo (Cr2O3). A principal matéria-prima usada no processo industrial para a produção de cromato (CrO4 -2) é a cromita. A cromita é um minério que possui de 40 a 50% de Cr2O3. O processo constitui-se basicamente da fusão da cromita, em ambiente oxidante, na presença de Na2CO3 e dolomita, a temperaturas em torno de 1200°C. O cromato é utilizado como matéria prima na produção de diversos compostos, entre eles o trióxido de cromo (CrO3), usado na indústria galvânica, e o sulfato básico de cromo (Cr(OH)SO4), principal sal usado para o curtimento de peles (produção de couro). A cinza utilizada neste trabalho provém de uma planta piloto para a incineração de resíduos de couro, localizada no município de Dois Irmãos – RS, com potência térmica de 350kW, e foi obtida em dois pontos específicos da planta: o ciclone e o reator de gaseificação. A cinza foi coletada após o resfriamento da planta, cominuída (Dp<75mm), seca e armazenada em dessecador até a sua utilização. Este trabalho tem por objetivo a produção de cromato de sódio, a partir das cinzas de resíduos de couro, através da fusão alcalina com hidróxido de sódio (NaOH) em meio oxidante (presença de ar). Na tentativa de reduzir a presença de interferentes na matéria-prima (cinza) foram realizados testes de solubilização. Foi avaliada a solubilização da cinza em água a temperatura ambiente, e em ácido clorídrico com e sem aquecimento. Para a identificação dos componentes solubilizados as amostras foram analisadas por espectrometria de absorção atômica. As cinzas recolhidas no reator de gaseificação apresentaram teor de sólidos solúveis entre 9,6 e 17,2% (p/p). A análise dos resultados da etapa de solubilização de impurezas nas cinzas não demonstraram a eficiência esperada. O teor de ferro, principal componente a ser eliminado, na cinza do reator de gaseificação era de 4,21% e depois da solubilização passou a ser de 3,46% (p/p). Os ensaios para a determinação da conversão (grau de oxidação) do Cr2O3 em CrO4 -2 foram estruturados segundo um planejamento experimental utilizando as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância, considerando-se como variáveis de estudo a temperatura de reação, o tempo de reação e a vazão de ar. A mistura cinza e NaOH foi fundida em cadinho de alumina. A concentração de cromo foi determinada por iodometria. O grau de oxidação foi determinado a partir da percentagem de Cr III oxidada a Cr VI na reação. Os resultados obtidos estão na faixa de 83% de oxidação do cromo. Os resultados obtidos para basicidade do sulfato básico de cromo são na faixa de 42-56%, este sal pode ser utilizado para curtimento em combinação com outros sais de basicidade mais baixa. As cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, espectroscopia de absorção atômica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X. / The residues of the leather industry are classified as class I (dangerous), because the presence of the chrome. They are a huge environmental problem, given the increasing restrictions to give them a destination. In Brazil, around 95% of the residues generated by this industry are disposed in embankments. The thermal treatment, using the energy created in the process, is one way. The ashes generated in this process are rich in chrome, with approximately 60% (p/p) chrome oxide (Cr2O3). The main raw material used in the industrial process for the production of chromate (CrO4 -2) is the chromite. The chromite is a mineral which has from 40% to 50% of Cr2O3. The process consists basically in the fusion of the chromite, in an oxidizing environment, in the presence of Cr2O3 and dolomite, under temperatures around 1200°C. The chromate is used as raw material in the production of several compounds, among them the chrome trioxide (CrO3), used in the galvanic industry, and the basic chrome sulphate (Cr(OH)SO4), main salt used to the tanning of sking (production of leather). The ashes used in this experiment came from a pilot plant to the incineration of residues of leather, located in Dois Irmãos – RS, with the thermal power of 350kW, and was obtained at two specific points in the plant: the cyclone and the gasification reactor. The ashes were collected after the plant’d cooled down, triturated (Dp<75mm), dried and stocked in a desiccator until their usage. The objective of this experiment is to produce sodium chromate from the ashes of leather residues, through the alkaline fusion with sodium hydroxide (NaOH) in an oxidizing environment (in the presence of air). In an attempt to reduce the presence of interferents in the raw material (ashes), solubilization tests were cond ucted. Were evaluated the solubility of the ashes in water under ambient temperature, and in chloridric acid with and without heating. To identificate the solubilised compounds, the samples were analysed by spectrometry of atomic absorption. The ashes collected in the gasification reactor showed amounts of soluble solids ranging from 9.6% to 17,2% (p/p). The results of ash solubilization showed a low efficiency. For example: the iron, main component to be eliminated, in the ashes from gasification reactor was 4,21% and after this changed for 3,46% (weight/weight). The testes to determine the conversion (oxidation degree) of Cr2O3 in CrO4 -2 were structured according to an experimental plan it was utilized techniques of 2k factorial designs, Response Surface Methodology and Analysis of Variance, using as study variables the temperature of the reaction, the duration and the air outflow. The mixture of ashes and NaOH was ustulated in alumina crucible. The concentration of chrome was determined by iodimetry. The oxidation degree was determined using the amount of Cr III oxidated to Cr VI in the reation. The results obtained are in the 83%-band for the chrome oxidation. The results obtained for basicity of basic chromium tanning liquors are in range of 42-56%, this salt can be used in combined tanning with others low basicity salts. The ashes and reaction product were characterized by chemical analysis, atomic absorption spectroscopy (AAS), scanning electron microscopy (SEM) and X-ray diffraction (XRD).

No Rio Grande do Sul opera uma planta piloto que incinera resíduos do setor coureirocalçadista; o processo de gaseificação e combustão gera uma cinza contendo alto teor de cromo (~55% Cr2O3). O objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de aproveitamento do cromo da “cinza de couro” na produção de aço inoxidável (no reator Forno Elétrico a Arco), utilizando-se como ferramenta a Termodinâmica Computacional. Inicialmente fez-se um estudo sobre os fundamentos termodinâmicos dos sistemas envolvidos. Partiu-se de sistemas simples, com grau crescente de complexidade, avaliando-se a possibilidade de redução do Cr2O3(s) presente na cinza. Após esse estudo, foram realizadas simulações. Nas proporções analisadas, os resultados mostram que não acontece incorporação de cromo ao banho com a adição da cinza, na temperatura de 1600 ºC, pois a escória é saturada em cromo. Na temperatura de 1700 ºC é possível a adição de certa quantidade de cinza, mas, no entanto, sob condições muito especiais, e com baixo rendimento (no melhor resultado obtido, apenas 6% do cromo adicionado através da cinza de couro é incorporado à fase banho). Verificou-se ainda que variar a basicidade da escória causa efeito bastante significativo no retorno de cromo ao banho. Se a cinza de couro for adicionada a um sistema escória-banho que inicialmente contém pouco cromo (é o caso de aços baixa liga), a maior parte do cromo adicionado é incorporada ao banho. Ou seja, adicionar Cr2O3(s) em escória de aços que tem como especificação baixos teores de cromo resulta em melhor aproveitamento do cromo da cinza. Quanto ao sistema CaO-SiO2-CrOx-MgO , verificou-se que a existência de magnésio leva à formação de picrocromita (MgO.Cr2O3), fase de difícil redução pelo silício. Adicionando-se ainda alumina a esse sistema, não se observaram mudanças significativas. / In Rio Grande do Sul State (Brazil) has been working a pilot plant that burns footwear leather waste. The gasification/combustion process generates an ash with high chromium content (~55% Cr2O3). The aim of this work was to evaluate the possibility of using the “leather ash” in the stainless steel production (in the Eletric Arc Furnace), with the aid of computational thermodynamics. The thermodynamic fundamentals of the involved systems were investigated. The possibility of reduction of the Cr2O3(s) present in the ash was evaluated starting at simpler systems, with increasing degree of complexity. After this preliminary study was done, the simulations were carried through. The results showed that incorporation of chromium to the bath by ash addition does not happen in the temperature of 1600ºC, since the slag is saturated in chromium. In the temperature of 1700ºC, it is possible the addition of certain amount of ash, however with low income (in the best result, only 6% of chromium added through the leather ash was incorporated to the bath). It was showed that slag basicity causes a significant effect in the return of chromium to the bath. If the leather ash is added to a slag-metal system which does not contain chromium, or which contains only a low quantity of chromium, the majority of the added chromium will be incorporated to the bath. Thus, Cr2O3(s) addition can be carried out for the production of another kinds of steel (with lower chromium content). It has been verified that magnesium leads to the picrochromite (MgO.Cr2O3) formation; for this phase, the reduction by silicon is not possible. Adding aluminium to the slags results in no significant changes observed.