A indústria curtidora gera uma grande quantidade de resíduos. Estima-se que da matéria prima inicial (peles brutas), apenas 25% sejam transformados em couro, e resíduos são gerados em diversas formas. Os resíduos curtidos possuem a presença de cromo e são classificados como perigosos, sendo necessário tratamento ou destinação adequada. O restante dos resíduos gerados são sub-produtos (empregados na produção de oleína e gelatina, entre outros), resíduos não curtidos e materiais concentrados em lodos de tratamento de efluentes. Além disso, uma quantidade considerável de resíduos de couro também é gerada nas fábricas de calçados e artefatos. Nesta etapa, o resíduo é constituído principalmente, por retalhos e aparas curtidas que não puderam ser aproveitados. Várias alternativas para o tratamento destes resíduos estão sendo estudadas, entre elas, o tratamento térmico das aparas e retalhos gerados durante o processo produtivo. Neste tipo de tratamento, obtém-se uma cinza rica em óxido de cromo, entre 50 e 60% em massa. Este material pode ser utilizado como matéria prima na obtenção de cromato de sódio, o qual é o precursor do sulfato básico de cromo, sal largamente utilizado no curtimento de peles. Atualmente, o método de obtenção industrial do cromato de sódio utiliza como matéria prima o mineral cromita, que possui entre 40 e 50% de óxido de cromo. A oxidação do cromo (III) presente no mineral é realizada através do carbonato de sódio, a temperaturas em torno de 1200°C e atmosfera oxidante. As cinzas utilizadas neste trabalho foram provenientes da planta piloto para tratamento térmico de resíduos de couro da indústria calçadista, instalada na cidade de Dois Irmãos/RS. A oxidação (recuperação) do cromo presente nas mesmas foi realizada na presença de nitrato de sódio. Os resultados obtidos indicaram uma conversão (cromo III a cromo VI) de 94%, para uma temperatura de reação de 750°C, sem adição de ar, razão mássica entre nitrato de sódio e cinzas de 2,2 e tempo de reação de 60 minutos. A partir do cromato de sódio obtido, foi produzido sulfato básico de cromo. Uma propriedade determinante para que o sulfato básico de cromo tenha poder curtente é sua basicidade. A basicidade indica o número de hidroxilas ligadas ao átomo de cromo. Em geral, o aumento da basicidade do curtente diminui a difusão do sal, mas aumenta a fixação deste à pele. Os sais de cromo mais utilizados no curtimento de peles, tradicionalmente, têm basicidade de 33%. A redução do cromo hexavalente da solução de cromato de sódio, foi realizada através da adição de sulfito de sódio e ácido sulfúrico. Foram estudadas diferentes razões molares entre sulfito e dicromato de sódio, tempos de reação, pH da solução de dicromato, além disso, foram testadas duas bases para o ajuste do pH da solução final. As soluções obtidas apresentaram basicidade em torno de 33%. Realizaram-se testes preliminares utilizando pó de pele, para tanto foram executados dois ensaios simultâneos, utilizando o produto obtido no laboratório e o produto comercial, a fim de comprovar a eficácia do sal obtido a partir das cinzas. Em outra etapa, empregou-se o sulfato obtido em laboratório no curtimento de amostras de peles. Novamente foram realizados dois ensaios simultaneamente. Os resultados obtidos foram satisfatórios, principalmente sob o ponto de conferir estabilidade hidrotérmica às amostras curtidas. Além disso, também foi possível observar a mudança da estrutura (afastamento das fibras) através da visualização em microscópio eletrônico de varredura, estas duas características são típicas de peles curtidas. / The tannery industry creates a big quantity of wastes. Only about 25% of the initial raw material (raw hides) is transformed to leather, and wastes are created in different forms. The tanned wastes have chromium and are classified as dangerous, an adequate treatment or destination is necessary. The remaining wastes are sub-products (employed in olein and gelatin production, among others), wastes that are not tanned and materials concentrated in mud of effluent treatment. A considerable quantity of leather wastes is also created in shoes and artifact factories. At this point, the waste is constituted mostly, of shavings that cannot be utilized. Different alternatives to the treatment of this wastes are being studied, among them, the thermal treatment of shaving create during the productive process. The ashes generated during the process are rich in chromium oxide, containing between 50-60% in mass. This material can be utilized like raw material to obtain sodium chromate, which is the precursor of basic chromium sulfate, the salt widely used in tanning process. Actually, the industrial method to obtain sodium chromate utilizes raw material the mineral chromite, which have between 40-50% of chromium oxide. The oxidation of chromium (III) present in mineral is realized with the use of sodium carbonate, temperature about 1200°C in an oxidative atmosphere. The ashes utilized in this work came from a pilot plant of thermal treatment of leather wastes, installed in Dois Irmãos/RS. The oxidation (recuperation) of chromium present in ash is realized using sodium nitrate. The results obtained indicated a conversion (chromium III to chromium VI) of 94%, with temperature of reaction 750°C, without air addition, mass reason between sodium nitrate and ashes of 2,2 and reaction time of 60 minutes. From the sodium chromate obtained, obtain basic chromium sulfate. A determinant propriety for basic chromium sulfate tannery power is its basicity. The basicity indicates the number of hydroxyls attached with the chromium atom. The increase in basicity of the tanning agent decreases the diffusion of salt, but increases the fixation at hide. The chromium salts more utilized in hides tanning, traditionally, have basicity of 33%. The reduction of the hexavalent chromium present in the solution of sodium chromate was realized through addition of sodium sulfite and sulfuric acid. Different mass reason between sulfite and sodium dichromate, time of reaction and pH of dichromate solution were studied, two bases to adjust the final pH of solution were tested. The solutions obtained have basicity of about 33%. Preliminary tests were carried out utilizing hide powder, were realized two simultaneous analyses, utilizing the product obtained in laboratory and the commercial product, to confirm the efficacy of the salt obtained from the ashes. In other step, the sulfate obtained in laboratory were utilized in tanning of hide samples, two simultaneous analyses were realized. The results obtained were satisfactory, mostly of the point to confer hidrotermic stability to the tanned samples. It was also possible to observe the modification of structure (distance of fibers) in electronic microscopy, these two characteristics are typical of tanned hides.

A indústria curtidora gera uma grande quantidade de resíduos. Estima-se que da matéria prima inicial (peles brutas), apenas 25% sejam transformados em couro, e resíduos são gerados em diversas formas. Os resíduos curtidos possuem a presença de cromo e são classificados como perigosos, sendo necessário tratamento ou destinação adequada. O restante dos resíduos gerados são sub-produtos (empregados na produção de oleína e gelatina, entre outros), resíduos não curtidos e materiais concentrados em lodos de tratamento de efluentes. Além disso, uma quantidade considerável de resíduos de couro também é gerada nas fábricas de calçados e artefatos. Nesta etapa, o resíduo é constituído principalmente, por retalhos e aparas curtidas que não puderam ser aproveitados. Várias alternativas para o tratamento destes resíduos estão sendo estudadas, entre elas, o tratamento térmico das aparas e retalhos gerados durante o processo produtivo. Neste tipo de tratamento, obtém-se uma cinza rica em óxido de cromo, entre 50 e 60% em massa. Este material pode ser utilizado como matéria prima na obtenção de cromato de sódio, o qual é o precursor do sulfato básico de cromo, sal largamente utilizado no curtimento de peles. Atualmente, o método de obtenção industrial do cromato de sódio utiliza como matéria prima o mineral cromita, que possui entre 40 e 50% de óxido de cromo. A oxidação do cromo (III) presente no mineral é realizada através do carbonato de sódio, a temperaturas em torno de 1200°C e atmosfera oxidante. As cinzas utilizadas neste trabalho foram provenientes da planta piloto para tratamento térmico de resíduos de couro da indústria calçadista, instalada na cidade de Dois Irmãos/RS. A oxidação (recuperação) do cromo presente nas mesmas foi realizada na presença de nitrato de sódio. Os resultados obtidos indicaram uma conversão (cromo III a cromo VI) de 94%, para uma temperatura de reação de 750°C, sem adição de ar, razão mássica entre nitrato de sódio e cinzas de 2,2 e tempo de reação de 60 minutos. A partir do cromato de sódio obtido, foi produzido sulfato básico de cromo. Uma propriedade determinante para que o sulfato básico de cromo tenha poder curtente é sua basicidade. A basicidade indica o número de hidroxilas ligadas ao átomo de cromo. Em geral, o aumento da basicidade do curtente diminui a difusão do sal, mas aumenta a fixação deste à pele. Os sais de cromo mais utilizados no curtimento de peles, tradicionalmente, têm basicidade de 33%. A redução do cromo hexavalente da solução de cromato de sódio, foi realizada através da adição de sulfito de sódio e ácido sulfúrico. Foram estudadas diferentes razões molares entre sulfito e dicromato de sódio, tempos de reação, pH da solução de dicromato, além disso, foram testadas duas bases para o ajuste do pH da solução final. As soluções obtidas apresentaram basicidade em torno de 33%. Realizaram-se testes preliminares utilizando pó de pele, para tanto foram executados dois ensaios simultâneos, utilizando o produto obtido no laboratório e o produto comercial, a fim de comprovar a eficácia do sal obtido a partir das cinzas. Em outra etapa, empregou-se o sulfato obtido em laboratório no curtimento de amostras de peles. Novamente foram realizados dois ensaios simultaneamente. Os resultados obtidos foram satisfatórios, principalmente sob o ponto de conferir estabilidade hidrotérmica às amostras curtidas. Além disso, também foi possível observar a mudança da estrutura (afastamento das fibras) através da visualização em microscópio eletrônico de varredura, estas duas características são típicas de peles curtidas. / The tannery industry creates a big quantity of wastes. Only about 25% of the initial raw material (raw hides) is transformed to leather, and wastes are created in different forms. The tanned wastes have chromium and are classified as dangerous, an adequate treatment or destination is necessary. The remaining wastes are sub-products (employed in olein and gelatin production, among others), wastes that are not tanned and materials concentrated in mud of effluent treatment. A considerable quantity of leather wastes is also created in shoes and artifact factories. At this point, the waste is constituted mostly, of shavings that cannot be utilized. Different alternatives to the treatment of this wastes are being studied, among them, the thermal treatment of shaving create during the productive process. The ashes generated during the process are rich in chromium oxide, containing between 50-60% in mass. This material can be utilized like raw material to obtain sodium chromate, which is the precursor of basic chromium sulfate, the salt widely used in tanning process. Actually, the industrial method to obtain sodium chromate utilizes raw material the mineral chromite, which have between 40-50% of chromium oxide. The oxidation of chromium (III) present in mineral is realized with the use of sodium carbonate, temperature about 1200°C in an oxidative atmosphere. The ashes utilized in this work came from a pilot plant of thermal treatment of leather wastes, installed in Dois Irmãos/RS. The oxidation (recuperation) of chromium present in ash is realized using sodium nitrate. The results obtained indicated a conversion (chromium III to chromium VI) of 94%, with temperature of reaction 750°C, without air addition, mass reason between sodium nitrate and ashes of 2,2 and reaction time of 60 minutes. From the sodium chromate obtained, obtain basic chromium sulfate. A determinant propriety for basic chromium sulfate tannery power is its basicity. The basicity indicates the number of hydroxyls attached with the chromium atom. The increase in basicity of the tanning agent decreases the diffusion of salt, but increases the fixation at hide. The chromium salts more utilized in hides tanning, traditionally, have basicity of 33%. The reduction of the hexavalent chromium present in the solution of sodium chromate was realized through addition of sodium sulfite and sulfuric acid. Different mass reason between sulfite and sodium dichromate, time of reaction and pH of dichromate solution were studied, two bases to adjust the final pH of solution were tested. The solutions obtained have basicity of about 33%. Preliminary tests were carried out utilizing hide powder, were realized two simultaneous analyses, utilizing the product obtained in laboratory and the commercial product, to confirm the efficacy of the salt obtained from the ashes. In other step, the sulfate obtained in laboratory were utilized in tanning of hide samples, two simultaneous analyses were realized. The results obtained were satisfactory, mostly of the point to confer hidrotermic stability to the tanned samples. It was also possible to observe the modification of structure (distance of fibers) in electronic microscopy, these two characteristics are typical of tanned hides.

Um dos grandes desafios tecnológicos deste século é encontrar fontes alternativas de energia. A utilização de resíduos de couro (biomassa) para a geração de energia torna-se atraente em função do seu poder calorífico, bem como pelas características das cinzas geradas, que podem ser utilizadas em outros processos produtivos, entre eles, a produção de sulfato básico de cromo. A partir de uma parceria entre agências de fomento e empresas foi projetada e construída a planta piloto (350 kWtérmico) para processar resíduos de couro. A operação da planta piloto iniciou em agosto de 2003. Ao longo deste período foram tratados em torno de 200 toneladas de resíduo em mais de 2.500 h de operação. Os resíduos de couro gerados pela indústria calçadista são considerados perigosos devido à presença de cromo trivalente, oriundo do sal utilizado no curtimento das peles. No Brasil a maior parte destes resíduos são dispostos em aterros, sendo que somente 3% são reciclados. Em 2005 a produção brasileira de calçados, destinada ao mercado interno, foi de 755 milhões de pares, enquanto o setor produziu 212 milhões de pares para a exportação. O estado do Rio Grande do Sul, localizado na região sul do Brasil, concentra 40% da produção nacional de calçados, sendo responsável por 75% das exportações brasileiras de calçados. O setor calçadista Brasileiro gerou 166 mil toneladas de resíduos em 2005, sendo que, em torno de 50% são de produtos que possuem cromo. Em 2004 o Brasil foi responsável por 5 % da produção e de 2,5% das exportações mundiais de calçados. A gaseificação é um processo de conversão térmica para produzir, a partir de combustíveis fósseis, biomassa e resíduos, um gás combustível ou um gás de síntese para posterior utilização. No processo podem ser usados diferentes tipos de agentes de gaseificação, entre eles o ar, O2 e uma mistura ar-vapor de água. Atualmente existem em torno de 160 plantas de gaseificação operando no mundo e cerca de 35 em estágio de planejamento. Cerca de 22% das plantas em operação e 71% das plantas em fase de planejamento são para a produção de eletricidade. Além de eletricidade pode-se produzir hidrogênio, amônia, metanol, entre outros produtos nestas plantas. A gaseificação é um processo atrativo por diminuir a possibilidade de formação de PCDD/F devido às condições redutoras (subestequiométrica). Em gaseificadores cocorrente o conteúdo de alcatrão no gás combustível é reduzido, pois os produtos da pirólise são parcialmente oxidados na zona de reação. Pesquisas a respeito da gaseificação de diversos tipos de combustíveis vêm sendo desenvolvidas nos últimos anos, principalmente em relação a carvão, resíduos, e biomassa, porém são raros os estudos em relação à gaseificação de resíduos de couro. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de uma planta piloto para o processamento de resíduos de couro. A planta piloto constitui-se basicamente de um reator de gaseificação, um reator de oxidação e um sistema de controle de poluição do ar. Neste trabalho foi feita a avaliação das emissões do gaseificador e a caracterização das cinzas e das emissões atmosféricas. Paralelamente foi realizada a avaliação da taxa de corrosão de diferentes materiais metálicos em contato com o gás efluente da planta piloto. / One of the great technological challenges of this century is to identify alternative energy sources. The utilization of leather wastes (biomass) to generate energy becomes interesting due to its heating value, as well as for the characteristics of the ash generated, which could be used in other processes such as the production of basic chromium sulfate. Resulting from a partnership between research agencies and private businesses, a semi-pilot unit (350 kWth) was designed and built to process leather wastes. The operation of this semi-pilot unit started in August, 2003. During this period, approximately 200 tons of wastes were treated in over 2,500 h of processing. The leather wastes generated by the footwear industry are considered dangerous due to the presence of trivalent chromium, derived from the salt utilized to tan the hides. In Brazil, the majority of these wastes are disposed of in landfills and only about 3% are recycled. In 2005, the Brazilian production of footwear for the domestic market was 755 million pairs, while 212 million pairs were produced for export. The state of Rio Grande do Sul, located in Brazil’s southern region, concentrates 40% of the country’s footwear production, and is responsible for 75% of its footwear exports. The Brazilian footwear sector generated 166 thousand tons of wastes in 2005, of which nearly 50% are products that contain chromium. In 2004, Brazil was responsible for 5% of the world’s footwear production and for 2.5% of its footwear exports. Gasification is a thermal conversion process to produce, from fossil fuels, biomass and wastes, a combustible gas or a synthesis gas for subsequent utilization. In the process, several different types of gasification agents may be utilized, among these are air, O2 and air/steam. There are currently approximately 160 gasification plants in operation in the world, and another 35 are being planned. Approximately 22% of the operating plants and 71% of those being planned are for the production of electricity. Aside from electricity, it is possible to produce in these plants hydrogen, ammonia, syngas and methanol, among other products. The gasification is an attractive process for reducing the possibility of the formation of PCDD/F due to the reducing conditions (substequiometric). In downdraft gasifiers, the tar content in the combustible gas is reduced by a factor of nearly 100, because the pyrolysis products are partially oxidized in the hearth zone. Researches on the gasification of several types of fuels have been conducted in recent years, mostly related to coal, wastes and biomass. However, there are rarely any studies related to leather wastes gasification. The objective of this paper is to evaluate the performance of a semi-pilot unit for the processing of footwear leather wastes. The unit is basically composed of a downdraft gasifier, an oxidation reactor and an air pollution control system. In this work the gasifier’s emissions were evaluated and the ash and the flue gas were characterized. Besides was evaluated the oxidation rate of different metallic materials in contact with the flue gas of the pilot plant.

A indústria curtidora gera uma grande quantidade de resíduos. Estima-se que da matéria prima inicial (peles brutas), apenas 25% sejam transformados em couro, e resíduos são gerados em diversas formas. Os resíduos curtidos possuem a presença de cromo e são classificados como perigosos, sendo necessário tratamento ou destinação adequada. O restante dos resíduos gerados são sub-produtos (empregados na produção de oleína e gelatina, entre outros), resíduos não curtidos e materiais concentrados em lodos de tratamento de efluentes. Além disso, uma quantidade considerável de resíduos de couro também é gerada nas fábricas de calçados e artefatos. Nesta etapa, o resíduo é constituído principalmente, por retalhos e aparas curtidas que não puderam ser aproveitados. Várias alternativas para o tratamento destes resíduos estão sendo estudadas, entre elas, o tratamento térmico das aparas e retalhos gerados durante o processo produtivo. Neste tipo de tratamento, obtém-se uma cinza rica em óxido de cromo, entre 50 e 60% em massa. Este material pode ser utilizado como matéria prima na obtenção de cromato de sódio, o qual é o precursor do sulfato básico de cromo, sal largamente utilizado no curtimento de peles. Atualmente, o método de obtenção industrial do cromato de sódio utiliza como matéria prima o mineral cromita, que possui entre 40 e 50% de óxido de cromo. A oxidação do cromo (III) presente no mineral é realizada através do carbonato de sódio, a temperaturas em torno de 1200°C e atmosfera oxidante. As cinzas utilizadas neste trabalho foram provenientes da planta piloto para tratamento térmico de resíduos de couro da indústria calçadista, instalada na cidade de Dois Irmãos/RS. A oxidação (recuperação) do cromo presente nas mesmas foi realizada na presença de nitrato de sódio. Os resultados obtidos indicaram uma conversão (cromo III a cromo VI) de 94%, para uma temperatura de reação de 750°C, sem adição de ar, razão mássica entre nitrato de sódio e cinzas de 2,2 e tempo de reação de 60 minutos. A partir do cromato de sódio obtido, foi produzido sulfato básico de cromo. Uma propriedade determinante para que o sulfato básico de cromo tenha poder curtente é sua basicidade. A basicidade indica o número de hidroxilas ligadas ao átomo de cromo. Em geral, o aumento da basicidade do curtente diminui a difusão do sal, mas aumenta a fixação deste à pele. Os sais de cromo mais utilizados no curtimento de peles, tradicionalmente, têm basicidade de 33%. A redução do cromo hexavalente da solução de cromato de sódio, foi realizada através da adição de sulfito de sódio e ácido sulfúrico. Foram estudadas diferentes razões molares entre sulfito e dicromato de sódio, tempos de reação, pH da solução de dicromato, além disso, foram testadas duas bases para o ajuste do pH da solução final. As soluções obtidas apresentaram basicidade em torno de 33%. Realizaram-se testes preliminares utilizando pó de pele, para tanto foram executados dois ensaios simultâneos, utilizando o produto obtido no laboratório e o produto comercial, a fim de comprovar a eficácia do sal obtido a partir das cinzas. Em outra etapa, empregou-se o sulfato obtido em laboratório no curtimento de amostras de peles. Novamente foram realizados dois ensaios simultaneamente. Os resultados obtidos foram satisfatórios, principalmente sob o ponto de conferir estabilidade hidrotérmica às amostras curtidas. Além disso, também foi possível observar a mudança da estrutura (afastamento das fibras) através da visualização em microscópio eletrônico de varredura, estas duas características são típicas de peles curtidas. / The tannery industry creates a big quantity of wastes. Only about 25% of the initial raw material (raw hides) is transformed to leather, and wastes are created in different forms. The tanned wastes have chromium and are classified as dangerous, an adequate treatment or destination is necessary. The remaining wastes are sub-products (employed in olein and gelatin production, among others), wastes that are not tanned and materials concentrated in mud of effluent treatment. A considerable quantity of leather wastes is also created in shoes and artifact factories. At this point, the waste is constituted mostly, of shavings that cannot be utilized. Different alternatives to the treatment of this wastes are being studied, among them, the thermal treatment of shaving create during the productive process. The ashes generated during the process are rich in chromium oxide, containing between 50-60% in mass. This material can be utilized like raw material to obtain sodium chromate, which is the precursor of basic chromium sulfate, the salt widely used in tanning process. Actually, the industrial method to obtain sodium chromate utilizes raw material the mineral chromite, which have between 40-50% of chromium oxide. The oxidation of chromium (III) present in mineral is realized with the use of sodium carbonate, temperature about 1200°C in an oxidative atmosphere. The ashes utilized in this work came from a pilot plant of thermal treatment of leather wastes, installed in Dois Irmãos/RS. The oxidation (recuperation) of chromium present in ash is realized using sodium nitrate. The results obtained indicated a conversion (chromium III to chromium VI) of 94%, with temperature of reaction 750°C, without air addition, mass reason between sodium nitrate and ashes of 2,2 and reaction time of 60 minutes. From the sodium chromate obtained, obtain basic chromium sulfate. A determinant propriety for basic chromium sulfate tannery power is its basicity. The basicity indicates the number of hydroxyls attached with the chromium atom. The increase in basicity of the tanning agent decreases the diffusion of salt, but increases the fixation at hide. The chromium salts more utilized in hides tanning, traditionally, have basicity of 33%. The reduction of the hexavalent chromium present in the solution of sodium chromate was realized through addition of sodium sulfite and sulfuric acid. Different mass reason between sulfite and sodium dichromate, time of reaction and pH of dichromate solution were studied, two bases to adjust the final pH of solution were tested. The solutions obtained have basicity of about 33%. Preliminary tests were carried out utilizing hide powder, were realized two simultaneous analyses, utilizing the product obtained in laboratory and the commercial product, to confirm the efficacy of the salt obtained from the ashes. In other step, the sulfate obtained in laboratory were utilized in tanning of hide samples, two simultaneous analyses were realized. The results obtained were satisfactory, mostly of the point to confer hidrotermic stability to the tanned samples. It was also possible to observe the modification of structure (distance of fibers) in electronic microscopy, these two characteristics are typical of tanned hides.

Um dos grandes desafios tecnológicos deste século é encontrar fontes alternativas de energia. A utilização de resíduos de couro (biomassa) para a geração de energia torna-se atraente em função do seu poder calorífico, bem como pelas características das cinzas geradas, que podem ser utilizadas em outros processos produtivos, entre eles, a produção de sulfato básico de cromo. A partir de uma parceria entre agências de fomento e empresas foi projetada e construída a planta piloto (350 kWtérmico) para processar resíduos de couro. A operação da planta piloto iniciou em agosto de 2003. Ao longo deste período foram tratados em torno de 200 toneladas de resíduo em mais de 2.500 h de operação. Os resíduos de couro gerados pela indústria calçadista são considerados perigosos devido à presença de cromo trivalente, oriundo do sal utilizado no curtimento das peles. No Brasil a maior parte destes resíduos são dispostos em aterros, sendo que somente 3% são reciclados. Em 2005 a produção brasileira de calçados, destinada ao mercado interno, foi de 755 milhões de pares, enquanto o setor produziu 212 milhões de pares para a exportação. O estado do Rio Grande do Sul, localizado na região sul do Brasil, concentra 40% da produção nacional de calçados, sendo responsável por 75% das exportações brasileiras de calçados. O setor calçadista Brasileiro gerou 166 mil toneladas de resíduos em 2005, sendo que, em torno de 50% são de produtos que possuem cromo. Em 2004 o Brasil foi responsável por 5 % da produção e de 2,5% das exportações mundiais de calçados. A gaseificação é um processo de conversão térmica para produzir, a partir de combustíveis fósseis, biomassa e resíduos, um gás combustível ou um gás de síntese para posterior utilização. No processo podem ser usados diferentes tipos de agentes de gaseificação, entre eles o ar, O2 e uma mistura ar-vapor de água. Atualmente existem em torno de 160 plantas de gaseificação operando no mundo e cerca de 35 em estágio de planejamento. Cerca de 22% das plantas em operação e 71% das plantas em fase de planejamento são para a produção de eletricidade. Além de eletricidade pode-se produzir hidrogênio, amônia, metanol, entre outros produtos nestas plantas. A gaseificação é um processo atrativo por diminuir a possibilidade de formação de PCDD/F devido às condições redutoras (subestequiométrica). Em gaseificadores cocorrente o conteúdo de alcatrão no gás combustível é reduzido, pois os produtos da pirólise são parcialmente oxidados na zona de reação. Pesquisas a respeito da gaseificação de diversos tipos de combustíveis vêm sendo desenvolvidas nos últimos anos, principalmente em relação a carvão, resíduos, e biomassa, porém são raros os estudos em relação à gaseificação de resíduos de couro. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de uma planta piloto para o processamento de resíduos de couro. A planta piloto constitui-se basicamente de um reator de gaseificação, um reator de oxidação e um sistema de controle de poluição do ar. Neste trabalho foi feita a avaliação das emissões do gaseificador e a caracterização das cinzas e das emissões atmosféricas. Paralelamente foi realizada a avaliação da taxa de corrosão de diferentes materiais metálicos em contato com o gás efluente da planta piloto. / One of the great technological challenges of this century is to identify alternative energy sources. The utilization of leather wastes (biomass) to generate energy becomes interesting due to its heating value, as well as for the characteristics of the ash generated, which could be used in other processes such as the production of basic chromium sulfate. Resulting from a partnership between research agencies and private businesses, a semi-pilot unit (350 kWth) was designed and built to process leather wastes. The operation of this semi-pilot unit started in August, 2003. During this period, approximately 200 tons of wastes were treated in over 2,500 h of processing. The leather wastes generated by the footwear industry are considered dangerous due to the presence of trivalent chromium, derived from the salt utilized to tan the hides. In Brazil, the majority of these wastes are disposed of in landfills and only about 3% are recycled. In 2005, the Brazilian production of footwear for the domestic market was 755 million pairs, while 212 million pairs were produced for export. The state of Rio Grande do Sul, located in Brazil’s southern region, concentrates 40% of the country’s footwear production, and is responsible for 75% of its footwear exports. The Brazilian footwear sector generated 166 thousand tons of wastes in 2005, of which nearly 50% are products that contain chromium. In 2004, Brazil was responsible for 5% of the world’s footwear production and for 2.5% of its footwear exports. Gasification is a thermal conversion process to produce, from fossil fuels, biomass and wastes, a combustible gas or a synthesis gas for subsequent utilization. In the process, several different types of gasification agents may be utilized, among these are air, O2 and air/steam. There are currently approximately 160 gasification plants in operation in the world, and another 35 are being planned. Approximately 22% of the operating plants and 71% of those being planned are for the production of electricity. Aside from electricity, it is possible to produce in these plants hydrogen, ammonia, syngas and methanol, among other products. The gasification is an attractive process for reducing the possibility of the formation of PCDD/F due to the reducing conditions (substequiometric). In downdraft gasifiers, the tar content in the combustible gas is reduced by a factor of nearly 100, because the pyrolysis products are partially oxidized in the hearth zone. Researches on the gasification of several types of fuels have been conducted in recent years, mostly related to coal, wastes and biomass. However, there are rarely any studies related to leather wastes gasification. The objective of this paper is to evaluate the performance of a semi-pilot unit for the processing of footwear leather wastes. The unit is basically composed of a downdraft gasifier, an oxidation reactor and an air pollution control system. In this work the gasifier’s emissions were evaluated and the ash and the flue gas were characterized. Besides was evaluated the oxidation rate of different metallic materials in contact with the flue gas of the pilot plant.

Um dos grandes desafios tecnológicos deste século é encontrar fontes alternativas de energia. A utilização de resíduos de couro (biomassa) para a geração de energia torna-se atraente em função do seu poder calorífico, bem como pelas características das cinzas geradas, que podem ser utilizadas em outros processos produtivos, entre eles, a produção de sulfato básico de cromo. A partir de uma parceria entre agências de fomento e empresas foi projetada e construída a planta piloto (350 kWtérmico) para processar resíduos de couro. A operação da planta piloto iniciou em agosto de 2003. Ao longo deste período foram tratados em torno de 200 toneladas de resíduo em mais de 2.500 h de operação. Os resíduos de couro gerados pela indústria calçadista são considerados perigosos devido à presença de cromo trivalente, oriundo do sal utilizado no curtimento das peles. No Brasil a maior parte destes resíduos são dispostos em aterros, sendo que somente 3% são reciclados. Em 2005 a produção brasileira de calçados, destinada ao mercado interno, foi de 755 milhões de pares, enquanto o setor produziu 212 milhões de pares para a exportação. O estado do Rio Grande do Sul, localizado na região sul do Brasil, concentra 40% da produção nacional de calçados, sendo responsável por 75% das exportações brasileiras de calçados. O setor calçadista Brasileiro gerou 166 mil toneladas de resíduos em 2005, sendo que, em torno de 50% são de produtos que possuem cromo. Em 2004 o Brasil foi responsável por 5 % da produção e de 2,5% das exportações mundiais de calçados. A gaseificação é um processo de conversão térmica para produzir, a partir de combustíveis fósseis, biomassa e resíduos, um gás combustível ou um gás de síntese para posterior utilização. No processo podem ser usados diferentes tipos de agentes de gaseificação, entre eles o ar, O2 e uma mistura ar-vapor de água. Atualmente existem em torno de 160 plantas de gaseificação operando no mundo e cerca de 35 em estágio de planejamento. Cerca de 22% das plantas em operação e 71% das plantas em fase de planejamento são para a produção de eletricidade. Além de eletricidade pode-se produzir hidrogênio, amônia, metanol, entre outros produtos nestas plantas. A gaseificação é um processo atrativo por diminuir a possibilidade de formação de PCDD/F devido às condições redutoras (subestequiométrica). Em gaseificadores cocorrente o conteúdo de alcatrão no gás combustível é reduzido, pois os produtos da pirólise são parcialmente oxidados na zona de reação. Pesquisas a respeito da gaseificação de diversos tipos de combustíveis vêm sendo desenvolvidas nos últimos anos, principalmente em relação a carvão, resíduos, e biomassa, porém são raros os estudos em relação à gaseificação de resíduos de couro. O objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de uma planta piloto para o processamento de resíduos de couro. A planta piloto constitui-se basicamente de um reator de gaseificação, um reator de oxidação e um sistema de controle de poluição do ar. Neste trabalho foi feita a avaliação das emissões do gaseificador e a caracterização das cinzas e das emissões atmosféricas. Paralelamente foi realizada a avaliação da taxa de corrosão de diferentes materiais metálicos em contato com o gás efluente da planta piloto. / One of the great technological challenges of this century is to identify alternative energy sources. The utilization of leather wastes (biomass) to generate energy becomes interesting due to its heating value, as well as for the characteristics of the ash generated, which could be used in other processes such as the production of basic chromium sulfate. Resulting from a partnership between research agencies and private businesses, a semi-pilot unit (350 kWth) was designed and built to process leather wastes. The operation of this semi-pilot unit started in August, 2003. During this period, approximately 200 tons of wastes were treated in over 2,500 h of processing. The leather wastes generated by the footwear industry are considered dangerous due to the presence of trivalent chromium, derived from the salt utilized to tan the hides. In Brazil, the majority of these wastes are disposed of in landfills and only about 3% are recycled. In 2005, the Brazilian production of footwear for the domestic market was 755 million pairs, while 212 million pairs were produced for export. The state of Rio Grande do Sul, located in Brazil’s southern region, concentrates 40% of the country’s footwear production, and is responsible for 75% of its footwear exports. The Brazilian footwear sector generated 166 thousand tons of wastes in 2005, of which nearly 50% are products that contain chromium. In 2004, Brazil was responsible for 5% of the world’s footwear production and for 2.5% of its footwear exports. Gasification is a thermal conversion process to produce, from fossil fuels, biomass and wastes, a combustible gas or a synthesis gas for subsequent utilization. In the process, several different types of gasification agents may be utilized, among these are air, O2 and air/steam. There are currently approximately 160 gasification plants in operation in the world, and another 35 are being planned. Approximately 22% of the operating plants and 71% of those being planned are for the production of electricity. Aside from electricity, it is possible to produce in these plants hydrogen, ammonia, syngas and methanol, among other products. The gasification is an attractive process for reducing the possibility of the formation of PCDD/F due to the reducing conditions (substequiometric). In downdraft gasifiers, the tar content in the combustible gas is reduced by a factor of nearly 100, because the pyrolysis products are partially oxidized in the hearth zone. Researches on the gasification of several types of fuels have been conducted in recent years, mostly related to coal, wastes and biomass. However, there are rarely any studies related to leather wastes gasification. The objective of this paper is to evaluate the performance of a semi-pilot unit for the processing of footwear leather wastes. The unit is basically composed of a downdraft gasifier, an oxidation reactor and an air pollution control system. In this work the gasifier’s emissions were evaluated and the ash and the flue gas were characterized. Besides was evaluated the oxidation rate of different metallic materials in contact with the flue gas of the pilot plant.

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).

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).

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).

A indústria do couro produz cerca de 62% de todo o resíduo Classe I (perigoso) do Estado do Rio Grande do Sul. A periculosidade destes resíduos está associada à presença de cromo trivalente, utilizado como curtente na produção de couros wet-blue. A opção mais utilizada pelas empresas do setor é dispor seus resíduos em aterros, o que apresenta vários inconvenientes. Como alternativa, o tratamento térmico destes resíduos vem sendo pesquisado. O projeto desenvolvido pelo Laboratório de Processamento de Resíduos da Universidade Federal do Rio Grande do Sul conduziu a implantação de uma planta piloto de incineração, com capacidade nominal de processar 100 Kg/h deste resíduo. As cinzas geradas apresentam teores de 50 a 62% de Cr2O3, maiores que o próprio minério de cromo, a cromita. Este trabalho tem o objetivo de estudar a recuperação do cromo contido nas cinzas de resíduos de couro para a produção de ligas ferrocromo de alto teor de carbono (Fe-Cr-AC) através da redução carbotérmica do óxido de cromo. Também foi estudado um processo de lixiviação da liga Fe-Cr-AC com solução de ácido sulfúrico para formação de sulfato de cromo III, que pode ser utilizado como agente curtente. A cinza foi caracterizada através de análise química do cromo, análise do teor de hidrocarbonetos, espectrometria de fluorescência de raios X (FRX) e difração de raios X. Os experimentos de redução carbotérmica foram conduzidos em cadinhos de alumina a 1600°C e 1 atm mantidos em ambiente inerte durante 2 horas. Foram investigados os efeitos da basicidade da escória (B), razão entre escorificantes (CaO+SiO2) e cinza (ROX), a quantidade de carbono utilizada (RR), bem como a utilização do aplicativo da termodinâmica computacional FactSage para predição dos resultados experimentais. A carga reacional foi composta pelas cinzas, cal, sílica, grafite e ferro metálico. Na etapa de lixiviação da liga com ácido sulfúrico (H2SO4) foi utilizada uma amostra de Fe-Cr-AC comercial. Foram investigadas as variáveis, concentração de H2SO4 na solução de lixiviação, tempo de reação e temperatura para ajuste de um modelo de superfície de resposta quadrático, através de um projeto Box-Benhken. As adições de ácido perclórico e sulfato de amônio na reação, de forma individual, também foram investigadas. O teor de cromo nas cinzas é de 62,3% em massa de Cr2O3, determinado por análise química e por FRX. Os demais óxidos majoritários na amostra foram: SiO2, TiO2, Al2O3, CaO, P2O5 e Fe2O3. A presença dos óxidos Cr2O3 e SiO2 foi confirmada com análise de difração de raios X. Nos experimentos de redução carbotérmica planejados com o auxilio de simulações termodinâmicas computacionais de equilíbrio do sistema, onde foram ajustados os parâmetros experimentais ROX e RR, se obtiveram os melhores resultados. Uma conversão máxima do óxido de cromo a cromo metálico de 96% foi obtida com RR=16% de excesso em relação à estequiometria, ROX= 0,72 g de SiO2+CaO/g de cinza e B=1 g de CaO/g de SiO2. O software FactSage, através de seus bancos de dados (FToxid compostos e soluções e FACT53), correlacionou de forma adequada os dados experimentais considerando um sistema contendo todos os compostos presentes na cinza. O processo de lixiviação da liga Fe-Cr-AC apresentou 100% de conversão do cromo presente na liga metálica a cromo solúvel no licor de lixiviação com solução de 60% em massa de ácido sulfúrico, 3h de reação e 148°C. Este resultado foi obtido através da maximização da superfície de resposta obtida com o ajuste por mínimos quadrados da conversão de cromo, onde o modelo para a conversão de ferro previu 83,5%. A adição de ácido perclório diminuiu a conversão devido à formação de sulfatos anidros precipitados. O sulfato de amônio melhorou a solubilização do sulfato de cromo III na fase líquida, podendo ser utilizado visando uma conversão total em condições mais brandas. / In Rio Grande do Sul, state of Brazil, the footwear and leather industrial wastes corresponding of 62% of dangerous waste. The presences of trivalent chromium in wet-blue leather production waste give this danger propriety. Majority of these wastes are disposed of in landfills, but this practice is an ambiental problematic question. The thermal treatment of these wastes has been researched for this problem. The Project developed by Wastes Prossessment Laboratory (LPR, in Portuguese) of Federal University of Rio Grande do Sul to culminate an implementation of a wastes incineration pilot plant with sequenced fixed bed gasifier and combustion technology. The capacity of the plant is 100Kg/h. The ashes generated in this process contain 50-62% of Cr2O3 - greater then chromite. The present work objectives the study of the chromium recovery contained in the leather ash for high-carbon ferrochromium production (Fe-Cr-AC) by carbothermal reduction of chromium oxide. Yet have been studied a leach process of Fe-Cr-AC alloy with sulfuric acid solution for formation trivalent chromium sulfate, that can be used as a tanning salt agent. A representative ash sampling from pilot plant gasifier reactor had been analyzed and used in experimental carbothermal reduction. The ashes had been characterized by chromium chemical analysis, hydrocarbon content determination, X-ray fluorescence spectrometry (FRX) and X-ray diffraction. The carbothermal reduction experiments were conducted on alumina crucible in an inert atmosphere of 1600°C and 1atm furnace for two hours. Investigations have been carried for slag basicity (B), CaO+SiO2 and ashes ratio (ROX), carbon content utilization (RR) and validation of FactSage chemical thermodynamic equilibrium software tool for prediction of experimental results. The reaction moisture contains ash, lime, silica, graphite and metallic iron. In the experimental sulfuric acid alloy lixiviation step a commercial Fe-Cr-AC was applied. The H2SO4 concentration in lixiviation solution, time and temperature of reaction parameters were modeled in quadratic response surface with Box-Benhken experimental design. The each effect of perchloric acid and ammonium sulfate addition in the reaction were investigated. The chemical and FRX analysis of chromium in ashes, determined concentration of 62,3% in mass of Cr2O3. The others majoritary oxides in sample are: SiO2, TiO2, Al2O3, CaO, P2O5 and Fe2O3. The X-ray diffraction spectrometry analysis confirms presence of Cr2O3 and SiO2 oxides. Greater results of carbothermal reduction experiments were obtained with computational thermodynamic equilibrium simulations by adjust of ROX and RR parameters. The maximum chromium conversion experimentally obtained was 96%, obtained by RR=16% of carbon excess estequiometric value, ROX=0,72g of SiO2+CaO/g of ash and B=1 g of CaO/g of SiO2 ratios. The FactSage tool with FACT53 and FToxid compounds and solutions databases, correlated the experimental data with relatively good precision in a system containing all compounds in the ash. The Fe-Cr-AC alloy lixiviation process presents 100% of chromium conversion for chromium sulfate soluble in 60% of sulfuric acid mass lixiviation solution, 3h of reaction and 148°C for temperature. The result was obtained by maximization of surface response granted by quadratic model adjusted with least square. In this condition Fe conversion is 83,5% by response of surface quadratic least squared model. The addition of perchloric acid reduced the conversion attributed by formation of precipitated anhydrous sulphates. A best result for solubilization of chromium was the utilizations of ammonium sulphate - total conversion at lower conditions are possible.