Caracterização física e química da carepa de laminação para estudo em sinterização.

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Materiais

Autores

Neves, A.S.S. (UFPA) ; Daniel, B.T.F. (UFPA) ; Souza, J.A.S. (UFPA) ; Quaresma, D.S. (UFPA) ; Pereira, L.F.S. (UFPA) ; Macedo, E.N. (UFPA) ; Silva, M.V.R. (UFPA) ; Dias, L.M.M. (UFPA)

Resumo

A carepa de laminação é oriunda do processo de lingotamento e laminação durante o refino do aço, etapa onde o aço é submetido a um aquecimento e com isso há a geração de um gradiente de temperatura, que propicia a formação de uma camada de óxidos de ferro por cima do aço. A disposição deste material em pátio de resíduos deve ser feita mediante critérios ambientais por ser julgado como resíduo perigoso (Classe I, NBR 10004:2004). Sendo assim, é necessário a caracterização físico- química deste co-produto para viabilizar o reaproveitamento em processos que visem a utilização de resíduos siderúrgicos. A caracterização deste material se dará por meio de difração de raios-X (DRX), espectrômetro de fluorescência de raio-X (FRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise granulométrica.

Palavras chaves

Carepa de laminação; Caracterização; Resíduo

Introdução

Algumas siderúrgicas se responsabilizam pela geração de resíduos com bom potencial de reciclagem, onde a reutilização da maioria desses resíduos nas siderúrgicas traz benefícios como a criação de uma nova fonte de matéria- prima, a redução dos custos para a fabricação de novos produtos e evitar a disposição desses materiais no meio ambiente. Sendo que entre os vários resíduos ferrosos gerados durante o processo siderúrgico, se faz presente a Carepa de Laminação, um co-produto oriundo das operações de lingotamento e laminação e constituído por óxidos de ferro nas formas FeO, Fe2O3 e Fe3O4, identificadas como wustita, hematita e magnetita, respectivamente, cuja disposição em pátios de resíduos deve ser cuidadosamente realizada seguindo- se as normas ambientais pertinentes, visto que podem ser classificados como resíduos perigosos (Classe I, NBR 10004:2004) e ocasiona efeitos nocivos ao meio ambiente, gerando riscos de contaminação do solo, atmosfera e fontes de água (CUNHA et al.,2006). Portanto, o objetivo desse trabalho é apresentar a caracterização da carepa de laminação gerada no processo siderúrgico através da análise granulométrica, difração de raios-X (DRX) para analisar a cristalografia, fluorescência de raio-X (FRX) para identificar sua composição química, microscopia eletrônica de varredura (MEV) a fim de descrever sua morfologia.

Material e métodos

A carepa de laminação foi fornecida pela Siderúrgica do Norte Brasil S.A., SINOBRAS, localizada em Marabá/PA. Esse resíduo foi coletado no local segundo os procedimentos de amostragem classificado na norma NBR 10.007/2004. Para sua caracterização física foram realizadas a determinação de teor de umidade, a análise granulométrica e a determinação da densidade. O teor de umidade seguiu os procedimentos adaptados da norma NBR 6457/2016, em que foi medida 500,5 g de amostra sendo em seguida seca em uma estufa à 105°C, por um período de 16 horas, para a retirada total de umidade. Após mediu- se, em uma balança de uma casa decimal, a massa seca de 486,0 g, por diferenças de massas obteve-se o teor de umidade. Após isso, essa massa alimentou um jogo de peneiras serie Tyler (14, 20, 28, 48, 65, 100, 150, 200 e 270), por 20 minutos, mediante um sistema vibratório para a sua classificação, depois foi medida a massa retida em cada peneira. Para a caracterização físico-química foram utilizados os métodos de difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a espectrometria de energia dispersiva de raios-x (EDS) para respectivamente determinar as fases cristalinas, a composição química dos óxidos majoritários, morfologia e o teor dos elementos químicos. Análise por DRX foi realizada no laboratório do IG/UFPA, através do difratômetro X’Pert MPD-PRO Panalytical e a análise por FRX foi realizada na SINOBRAS, em um espectrômetro por fluorescência de raio X Epsilon 3, marca Panalytical.

Resultado e discussão

De acordo com os dados coletados da análise granulométrica, o diâmetro médio de 1,190 mm foi o que teve o maior porcentual retido, seguido do diâmetro médio de 0,053 com 13,50 de porcentual retido. Foi observado também que a maior parte das partículas em torno de 84% se encontram abaixo de 1 mm. Caracterizando o material de granulometria fina. Foi observado de acordo com o difratograma de DRX a presença dos seguintes minerais. Pelas imagens obtidas pelo MEV, pode-se observar partículas finas sobrepostas sobre uma matriz em forma de placas, evidenciando a amostra de origem que possui placas de carepa com pequenas quantidades de pó. Através do EDS foi verificado que o ferro está em maior porcentual de metal dentre os outros metais, com 30,321% em peso.

Gráfico do diâmetro médio (a cima) e a análise realizada pelo DRX (abaixo).


A imagem projetada pelo MEV (esquerda) e a análise gráfica realizada pelo EDS (direita).

Conclusões

O resíduo, carepa de laminação pode ser utilizado em processo de sinterização siderúrgico como resíduo portador de ferro, pois foi constatado uma grande predominância desse elemento. A granulometria indica que carepa não influenciará na permeabilidade do leito a sinterizar. No entanto, deve-se ter atenção devido a um certo percentual de finos, assim é necessário que faça a mistura com outros resíduos siderúrgicos que venham favorecer a micro aglomeração.

Agradecimentos

Agradecemos ao PRODERNA/UFPA, Laboratório de Geociências - IG/UFPA e a SINOBRAS por todo o auxilio e apoio para esta pesquisa.

Referências

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10004:2004. Classificação de Resíduos Sólidos, 61 páginas. 2004.

ABNT - ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10007:2004. Amostragem de Resíduos Sólidos, 13 páginas. 2004.

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CUNHA, A. F.; MOL, M. P. G et alli. Caracterização, Beneficiamento e Reciclagem
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CUNHA, A. F. da; ARAÚJO FILHO, G. de; MARTINS JÚNIOR, A.; GOMES, O. C. B.; ASSIS, P. S. Aspectos técnicos da utilização da carepa gerada em processos siderúrgicos e tratada por desagregação ultra-sônica. Tecnologia em Metalurgia e Materiais, São Paulo, v. 3. n. 2, p. 1-5, 2006.