Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2016
Autor(a) principal: Alves, Lucas Campaner
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-29032016-084227/
Resumo: O lodo gerado em processos de galvanoplastia é classificado pela ABNT NBR 10.004/04 como perigoso (classe I). Na literatura encontram-se poucos estudos referentes à recuperação do cromo presente no lodo gerado em sistemas de tratamento de efluentes de indústrias de galvanoplastia. Neste sentido, o presente estudo avaliou a remoção do cromo presente no lodo de galvanoplastia por meio de dois processos, visando avaliar à eficiência técnica e a viabilidade econômica de ambos. O Processo 1 consistiu na remoção do cálcio utilizando o ácido cítrico, seguida de lixiviação ácida. Na etapa de oxidação, variou-se a temperatura em 40ºC, 60ºC e 80ºC e no tempo de 30, 60 e 90 minutos, tendo em vista que a eficiência do processo de oxidação depende da temperatura e tempo. Nesta etapa do processo as concentrações de peroxido de hidrogênio (H2O2) utilizadas foram de 1,50, 3,00 e 4,50 mol.L-1. O Processo 2 realizou a oxidação do cromo sem efetuar as etapas de extração do cálcio e a lixiviação ácida. A oxidação do cromo ocorreu pelo mesmo método apresentado no Processo 1. A caracterização elementar da amostra determinou que o principal elemento constituinte do lodo é o cálcio (20,05% em massa), e que dentre os metais pesados destacam-se o cromo e o níquel (6,52% e 4,33% em massa, respectivamente). A maior eficiência de remoção do cálcio foi obtida na razão mássica de 8,00 (ácido cítrico/hidróxido de cálcio), com 51,76% em massa, seguida pela razão mássica de 5,50 com 36,75% em massa e 2,50 com 24,83% em massa. O melhor resultado de oxidação do cromo no Processo 1 foi obtido com tempo de 30 minutos, temperatura de 60ºC e concentração de peroxido de hidrogênio de 3,00 mol.L-1, com eficiência de 41,09% em massa. No Processo 2, obteve-se a remoção de 37,96% em massa de cromo a temperatura de 80ºC, por uma hora e 3,00 mol.L-1 de peróxido de hidrogênio. Avaliando os custos para remoção do cromo dos dois processos, determinou-se que o Processo 1 foi mais oneroso que o 2, porém ambos não apresentaram viabilidade econômica para aplicação em escala industrial. Nos dois processos efetuou-se a oxidação do cromo presente no lodo de galvanoplastia, permitindo a sua remoção parcial neste resíduo. Com isso obtiveram-se ganhos ambientais, pela diminuição deste elemento no resíduo de galvanoplastia, que na maioria das vezes é disposto em aterros classe I, gerando um passivo ambiental.
id USP_c705edc8d5956cc419ccd192e041507b
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-29032016-084227
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoçãoCharacteristics of chromium from electroplating sludge: technical and economic evaluation of removal processesavaliação econômicachromium removaleconomic evaluationelectroplating sludgeiodo de galvanoplastiaoxidation processprocessos de oxidaçãoremoção de cromoO lodo gerado em processos de galvanoplastia é classificado pela ABNT NBR 10.004/04 como perigoso (classe I). Na literatura encontram-se poucos estudos referentes à recuperação do cromo presente no lodo gerado em sistemas de tratamento de efluentes de indústrias de galvanoplastia. Neste sentido, o presente estudo avaliou a remoção do cromo presente no lodo de galvanoplastia por meio de dois processos, visando avaliar à eficiência técnica e a viabilidade econômica de ambos. O Processo 1 consistiu na remoção do cálcio utilizando o ácido cítrico, seguida de lixiviação ácida. Na etapa de oxidação, variou-se a temperatura em 40ºC, 60ºC e 80ºC e no tempo de 30, 60 e 90 minutos, tendo em vista que a eficiência do processo de oxidação depende da temperatura e tempo. Nesta etapa do processo as concentrações de peroxido de hidrogênio (H2O2) utilizadas foram de 1,50, 3,00 e 4,50 mol.L-1. O Processo 2 realizou a oxidação do cromo sem efetuar as etapas de extração do cálcio e a lixiviação ácida. A oxidação do cromo ocorreu pelo mesmo método apresentado no Processo 1. A caracterização elementar da amostra determinou que o principal elemento constituinte do lodo é o cálcio (20,05% em massa), e que dentre os metais pesados destacam-se o cromo e o níquel (6,52% e 4,33% em massa, respectivamente). A maior eficiência de remoção do cálcio foi obtida na razão mássica de 8,00 (ácido cítrico/hidróxido de cálcio), com 51,76% em massa, seguida pela razão mássica de 5,50 com 36,75% em massa e 2,50 com 24,83% em massa. O melhor resultado de oxidação do cromo no Processo 1 foi obtido com tempo de 30 minutos, temperatura de 60ºC e concentração de peroxido de hidrogênio de 3,00 mol.L-1, com eficiência de 41,09% em massa. No Processo 2, obteve-se a remoção de 37,96% em massa de cromo a temperatura de 80ºC, por uma hora e 3,00 mol.L-1 de peróxido de hidrogênio. Avaliando os custos para remoção do cromo dos dois processos, determinou-se que o Processo 1 foi mais oneroso que o 2, porém ambos não apresentaram viabilidade econômica para aplicação em escala industrial. Nos dois processos efetuou-se a oxidação do cromo presente no lodo de galvanoplastia, permitindo a sua remoção parcial neste resíduo. Com isso obtiveram-se ganhos ambientais, pela diminuição deste elemento no resíduo de galvanoplastia, que na maioria das vezes é disposto em aterros classe I, gerando um passivo ambiental.The sludge generated in electroplating processes is classified by NBR 10.004/04 as a hazardous material (class I). In the literature, few studies report the recovery of chromium present in the electroplating sludge generated in the industries. In this sense, the present study conducted the removal of chromium in the electroplating sludge through two different processes, aiming to evaluate their efficiency and economic viability. The first process removed calcium through the use of citric acid being performed by varying the ratio of citric acid/calcium hydroxide (2.5, 5.5 and 8.0). Then, were performed the leaching of the samples. According to the literature, the efficiency of the oxidation process varies depending on the reaction temperature, time and concentration of hydrogen peroxide. For this reason, samples were heated to a temperature ranging from 40°C, 60°C and 80°C. Also, were conducted variations in the concentrations of hydrogen peroxide (1.5, 3.0 and 4.5 mol.L-1) and reaction time (30, 60 and 90 minutes). The second Process consisted in the chrome recovery by using the galvanic sludge without removal of the calcium and acid leaching. The chrome oxidation occurred by the same method shown in Process 1. Elemental characterization of the samples determined that the primary sludge constituent was calcium (20.05% by weight), and in terms of heavy metals, the chromium and the nickel (6.52% and 4.33% by mass, respectively). Most of calcium removal efficiency was obtained at a rate of 8 with 51.76% by mass, then the ratio of 5.50 to 36.75% by mass and 2.50 to 24.83% by mass. The best oxidation result of chromium in Process 1 was obtained using a time of 30 minutes, 60°C and hydrogen peroxide concentration of 3 mol.l-1, with 41.09 wt% efficiency. In Process 2 was obtained the removal of 37.96% by mass of chromium temperature of 80°C, for one hour and 3,00 mol.l-1 of hydrogen peroxide. Evaluating the costs for chrome removal of the two processes was determined that the Process 1 was more costly than 2, but both showed no economic feasibility for implementation on an industrial scale. However, in both cases occurred the oxidation of chromium present in the electroplating sludge, allowing its removal from the residue. Thus, environmental gains have been achieved by the reduction of this element in electroplating waste, which mostly is intended for landfill class I, generating an environmental liability.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPSeo, Emília Satoshi MiyamaruAlves, Lucas Campaner2016-02-05info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-29032016-084227/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2017-09-04T21:06:17Zoai:teses.usp.br:tde-29032016-084227Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212017-09-04T21:06:17Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção
Characteristics of chromium from electroplating sludge: technical and economic evaluation of removal processes
title Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção
spellingShingle Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção
Alves, Lucas Campaner
avaliação econômica
chromium removal
economic evaluation
electroplating sludge
iodo de galvanoplastia
oxidation process
processos de oxidação
remoção de cromo
title_short Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção
title_full Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção
title_fullStr Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção
title_full_unstemmed Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção
title_sort Caracterização do cromo presente no lodo de galvanoplastia: avaliação técnica e econômica de processos de remoção
author Alves, Lucas Campaner
author_facet Alves, Lucas Campaner
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Seo, Emília Satoshi Miyamaru
dc.contributor.author.fl_str_mv Alves, Lucas Campaner
dc.subject.por.fl_str_mv avaliação econômica
chromium removal
economic evaluation
electroplating sludge
iodo de galvanoplastia
oxidation process
processos de oxidação
remoção de cromo
topic avaliação econômica
chromium removal
economic evaluation
electroplating sludge
iodo de galvanoplastia
oxidation process
processos de oxidação
remoção de cromo
description O lodo gerado em processos de galvanoplastia é classificado pela ABNT NBR 10.004/04 como perigoso (classe I). Na literatura encontram-se poucos estudos referentes à recuperação do cromo presente no lodo gerado em sistemas de tratamento de efluentes de indústrias de galvanoplastia. Neste sentido, o presente estudo avaliou a remoção do cromo presente no lodo de galvanoplastia por meio de dois processos, visando avaliar à eficiência técnica e a viabilidade econômica de ambos. O Processo 1 consistiu na remoção do cálcio utilizando o ácido cítrico, seguida de lixiviação ácida. Na etapa de oxidação, variou-se a temperatura em 40ºC, 60ºC e 80ºC e no tempo de 30, 60 e 90 minutos, tendo em vista que a eficiência do processo de oxidação depende da temperatura e tempo. Nesta etapa do processo as concentrações de peroxido de hidrogênio (H2O2) utilizadas foram de 1,50, 3,00 e 4,50 mol.L-1. O Processo 2 realizou a oxidação do cromo sem efetuar as etapas de extração do cálcio e a lixiviação ácida. A oxidação do cromo ocorreu pelo mesmo método apresentado no Processo 1. A caracterização elementar da amostra determinou que o principal elemento constituinte do lodo é o cálcio (20,05% em massa), e que dentre os metais pesados destacam-se o cromo e o níquel (6,52% e 4,33% em massa, respectivamente). A maior eficiência de remoção do cálcio foi obtida na razão mássica de 8,00 (ácido cítrico/hidróxido de cálcio), com 51,76% em massa, seguida pela razão mássica de 5,50 com 36,75% em massa e 2,50 com 24,83% em massa. O melhor resultado de oxidação do cromo no Processo 1 foi obtido com tempo de 30 minutos, temperatura de 60ºC e concentração de peroxido de hidrogênio de 3,00 mol.L-1, com eficiência de 41,09% em massa. No Processo 2, obteve-se a remoção de 37,96% em massa de cromo a temperatura de 80ºC, por uma hora e 3,00 mol.L-1 de peróxido de hidrogênio. Avaliando os custos para remoção do cromo dos dois processos, determinou-se que o Processo 1 foi mais oneroso que o 2, porém ambos não apresentaram viabilidade econômica para aplicação em escala industrial. Nos dois processos efetuou-se a oxidação do cromo presente no lodo de galvanoplastia, permitindo a sua remoção parcial neste resíduo. Com isso obtiveram-se ganhos ambientais, pela diminuição deste elemento no resíduo de galvanoplastia, que na maioria das vezes é disposto em aterros classe I, gerando um passivo ambiental.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-02-05
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-29032016-084227/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/85/85134/tde-29032016-084227/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1815258548501741568