Utilização de métodos de análise na caracterização química e estrutural de compostos de zinco em resíduos de forno elétrico a arco em processo siderúrgico

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Fernando de Almeida Apocalypse
Orientador(a): Arno Heeren de Oliveira
Banca de defesa: Clarysson Alberto Mello da Silva, Thiago César de Oliveira, Fernando Pereira de Faria
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Minas Gerais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AP9KWH
Resumo: Atualmente, existe uma prioridade mundial no desenvolvimento de novos métodos favoráveis ao meio ambiente para o destino de resíduos industriais. Esforços são realizados para reduzir o uso de recursos naturais e também a produção de rejeitos. Em um aspecto preventivo, vários setores industriais lidam com o desafio de encontrar estratégias de produção mais limpas e com geração mínima de resíduos. O aumento da produção de aço em escala mundial implica em maior consumo de energia e de recursos naturais renováveis e não renováveis gerando maior quantidade de rejeitos industriais, principalmente: lamas, poeiras, escórias e gases. E diversos desses rejeitos supracitados já são expressivamente aproveitados, seja como fonte de energia ou matéria prima. Entretanto, destacam-se os pós e lamas provenientes do sistema de limpeza dos gases coletados dos fornos elétricos a arco que, apesar de possuírem significativo teor de ferro, estão entre os materiais que são menos reciclados e isso decorre, sobretudo, do elevado teor de zinco e outros metais pesados. A ocorrência de zinco nas amostras analisadas se deve, principalmente, à utilização de sucata galvanizada como matéria prima na produção do aço no forno elétrico a arco (FEA). Dessa forma, a lama de aciaria formada prejudica o processo de reutilização desse rejeito na produção de aço, uma vez que a presença deste metal acarreta em diversos problemas operacionais, como corrosão e diminuição da vida útil do refratário, obstrução dos dutos coletores, entre outros. Neste trabalho foram investigadas amostras de rejeitos provenientes do sistema de limpeza dos gases de um forno elétrico a arco de uma siderúrgica semi-integrada fornecidas pela empresa Ecosteel Indústria de Beneficiamento Ltda. As amostras foram submetidas a métodos analíticos para caracterização química e estrutural dos compostos de zinco observados. Os métodos analíticos utilizados para esta caracterização revelaram partículas de formatos irregulares e esféricos como também estruturas dendríticas. Foi observado a presença de fases como zincita e franklinita que estão difusas na amostra e os resultados estão compatíveis com os observados na literatura. Constatou-se a predominância de magnetita e presença de outros óxidos, como wustita, hematita, calcita, dolomita, periclase, dentre outros.
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Entretanto, destacam-se os pós e lamas provenientes do sistema de limpeza dos gases coletados dos fornos elétricos a arco que, apesar de possuírem significativo teor de ferro, estão entre os materiais que são menos reciclados e isso decorre, sobretudo, do elevado teor de zinco e outros metais pesados. A ocorrência de zinco nas amostras analisadas se deve, principalmente, à utilização de sucata galvanizada como matéria prima na produção do aço no forno elétrico a arco (FEA). Dessa forma, a lama de aciaria formada prejudica o processo de reutilização desse rejeito na produção de aço, uma vez que a presença deste metal acarreta em diversos problemas operacionais, como corrosão e diminuição da vida útil do refratário, obstrução dos dutos coletores, entre outros. Neste trabalho foram investigadas amostras de rejeitos provenientes do sistema de limpeza dos gases de um forno elétrico a arco de uma siderúrgica semi-integrada fornecidas pela empresa Ecosteel Indústria de Beneficiamento Ltda. As amostras foram submetidas a métodos analíticos para caracterização química e estrutural dos compostos de zinco observados. Os métodos analíticos utilizados para esta caracterização revelaram partículas de formatos irregulares e esféricos como também estruturas dendríticas. Foi observado a presença de fases como zincita e franklinita que estão difusas na amostra e os resultados estão compatíveis com os observados na literatura. Constatou-se a predominância de magnetita e presença de outros óxidos, como wustita, hematita, calcita, dolomita, periclase, dentre outros.Nowadays, developing environmentally friendly new methods of disposing industrial waste is a global priority. Efforts have been made to reduce the use of natural resources and also the production of tailings. In a preventive aspect, various sectors of the industry have been dealing with the challenge of finding new strategies for cleaner production with minimal wastes. The increase in steel production in a worldwide scope implies higher consumption of energy and of renewable and non-renewable natural resources, creating more industrial waste, mainly: sludge, dust, slag and gases. Several of these aforementioned wastes are already expressively exploited, either as a source of energy or raw material. However, the dust and sludge from the gases generated by the cleaning systems of the electric arc furnaces, while possessing high iron content, are among the less recycled materials, mainly due to their high content of zinc and other heavy metals. In the researched steel mill, the occurrence of zinc is mainly due to the use of galvanized scrap as raw material for production of steel in the electric arc furnace. Thus, the use of sludge derived from steelwork would impair the reutilization of this waste in steel production, once the presence of this material would entail several operational problems, such as corrosion, reduction of the refractorys life, obstruction of the collecting ducts, among others. In this study, we investigated waste samples from an electric arc furnace gas cleaning system of a semi-integrated steel mill provided by Ecosteel Indústria de Beneficiamento Ltda. These samples were submitted to analysis for chemical and structural characterization of the observed zinc compounds. The methods of analysis utilized for this chemical and structural characterization reveal irregular and spherical particle shapes as well as dendritic structures. The presence of zincite and franklinite was also observed and these phases are diffuse in the sample and the results compatible with those observed in the literature. It was observed a predominance of magnetite and presence of other oxides, such as wustita, hematite, calcite, dolomite, periclase, among others.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGIndústria siderúrgicaResiduosEngenharia nuclearZincoCiências e Técnicas NuclearesUtilização de métodos de análise na caracterização química e estrutural de compostos de zinco em resíduos de forno elétrico a arco em processo siderúrgicoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdisserta__o___fernando.pdfapplication/pdf6123546https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-AP9KWH/1/disserta__o___fernando.pdfef17cc9fd1cc44a819d14eadf02ed126MD51TEXTdisserta__o___fernando.pdf.txtdisserta__o___fernando.pdf.txtExtracted texttext/plain134761https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUBD-AP9KWH/2/disserta__o___fernando.pdf.txt6f5cc9b96756621ecb951a3677c5e3d0MD521843/BUBD-AP9KWH2019-11-14 15:19:39.723oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUBD-AP9KWHRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T18:19:39Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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