Avaliação Química da Lama Vermelha da Industria de Alumínio para a Fabricação de Bloquetes Intertravados.

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Materiais

Autores

Santos, W.M.T. (UFMA) ; Araujo, G.T. (UFCG) ; Sousa, J.K.C. (UFMA)

Resumo

Este estudo objetiva avaliar quimicamente o uso da lama vermelha como agregado fino em argamassa de cimento para confecção de blocos de pavimentação no setor de construção civil. As amostras foram preparadas com percentuais diferenciados de lama vermelha substituindo a areia, correspondendo às quantidades mássicas (em kg) de cimento, de areia, brita, água e de lama vermelha. As análises de lixiviação e solubilidade para compostos orgânicos e inorgânicos permitiram a classificação das amostras de acordo com a norma ambiental em classes II – não inerte e permitiu que os resultados obtidos fossem considerados satisfatórios, pois a proposta atendeu à referida norma ambiental.

Palavras chaves

Lama vermelha; Alumínio e Ferro; blocos de pavimentação

Introdução

A lama vermelha é um resíduo gerado a partir do processo conhecido como Processo Bayer, desenvolvido em 1888, por Karl Josef Bayer, com a finalidade de obter alumina a partir da mistura da bauxita com a soda cáustica (NaOH). Este material apresenta uma elevada alcalinidade e sua composição varia de acordo com a jazida e o processo de obtenção da alumina, tendo quantidades significativas de óxidos, sendo os de fero e alumínio como os majoritários, além de traços de outras substâncias (CHAVES, 1962). A lama vermelha retém todo o ferro, titânio e sílica presentes na bauxita, além do alumínio que não foi extraído no processo de refino. Todo esse material normalmente é disposto em lagoas projetadas especialmente para este fim. A grade preocupação é com os problemas ambientais provenientes da disposição não adequada dessa lama, pois pode abranger desde a contaminação das águas superficiais e subterrâneas, contaminação do solo, danos à flora e à fauna, corrosão de equipamentos metálicos até o impacto visual sobre extensas áreas. Como forma de aproveitamento da lama vermelha proveniente da indústria de alumínio, este trabalho objetiva avaliar sob o aspecto químico e mecânico o uso dessa lama na confecção de bloquetes intertravados a serem usados na construção civil. Esse tipo de bloquete foi introduzido no Brasil em meados de 1970 em diversos formatos e sua utilização vem crescendo em todo mundo. Podem ser assentados diretamente sobre o solo ou areia e de acordo com Manfroi (2009), a vida útil do pavimento intertravado pode ser de até 25 anos, desde que se tenham projetos apropriados para a sub-base.

Material e métodos

Os materiais utilizados para fazer as composições são: água (utilizada para realizar as composições foi fornecida pela empresa produtora de alumina); areia (natural quartzosa, proveniente do município de São Luís/Ma, usada como agregado); brita (pedra britada de origem granítica proveniente de uma jazida localizada na região de Rosário/Ma), lama vermelhado lago 3 (de uma empresa localizada no município de São Luís – Maranhão), cimento Portland tipo CP-II-Z-32-RS da empresa Poty. As amostras (5 no total) foram preparadas em substituição da areia na massa padrão do concreto, em percentuais de 20%, 40%, 60% e 80%. A amostra 1 ficou isenta de lama vermelha. Feitas as composições submeteu-se as análises das matrizes cimentícias, como análise de massa bruta, lixiviação, solubilidade de compostos orgânicos. A metodologia usada na preparação das amostras seguiu a Norma e Procedimentos, tendo como fonte ASTM Standart Method of Preparing Coal Samples For Analysis (ASTM D 2013 – 72), enquanto que, a análise de classificação do resíduo teve como base a metodologia da Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT, NBR 10005/04, lixiviação de resíduos, NBR 10006/04, solubilização de resíduos.

Resultado e discussão

Com relação às características físico-químicas, o cimento CP II Z apresentou um teor máximo de óxido de alumínio de 6,3% (Tabela 1) uma perda ao fogo máxima de 4% e, um teor de material carbonático num limite máximo de 10% em massa. Comparando-se a composição química do cimento com a composição da lama vermelha usada no trabalho, observa-se componentes comuns como: o óxido de Ca, o óxido de Si e a alumina. Observa-se que a lama vermelha tem um teor de óxido de Fe de 16%. Logo ao se adicionar a lama vermelha como substituto da areia, adiciona-se ao sistema um teor elevado de alumina e de óxido de Fe que irão influenciar nas propriedades mecânicas da matriz final. Fazendo-se análise imediatamente após a preparação da massa, obteve-se para a amostra 1 (isenta de lama vermelha) pH 12,2, sendo o limite da norma 12,5. O teor de sulfeto, foi menor que 2 mg/kg; e teor de cianeto de HCN menor que 0,1 mg/kg, todos de acordo com a Norma (Tabela 2). Par as outras amostras, observa-se que o pH variou entre 12,0 a 12,5, os demais parâmetros também permaneceram com valores bastante próximos do padrão e bastantes inferiores aos valores máximos previstos na norma NBR10004-2004. Para análise de lixiviação, a amostra 3 apresentou o maior resultado para o Ba, 2,3 mg/L; a amostra 2 mostrou maior valor para fluoreto, 1,0 mg/L e a amostra 5 apresentou maior valor para o Cr, 0,126 mg/L. Porém, todos os parâmetros ficaram abaixo dos estabelecidos pela Norma (Tabela 3). Quando analisa-se as concentrações dos elementos contidos nas amostras, observa-se que com exceção dos fenóis, os parâmetros orgânicos (Tabela 4) atendem aos requisitos estabelecidos pela Norma 1006:2004. Com relação aos inorgânicos (Tabela 5), algumas amostras mostram valores, como alumínio, ultrapassando os valores especifica.

Tabelas 1 a 3: Componentes químicos do cimento; Massa bruta das amostras; Parâmetros inorgânicos.


Tabelas 3 e 4: Solubilidade dos compostos orgânicos; Solubilidade dos compostos inorgânicos.

Conclusões

Na caracterização química das amostras tem-se variações dos elementos devido a adição da lama, os mais significativos foram: alumina, ferro, sódio e o cálcio. Esta variação nos elementos químicos causará um impacto na resistência mecânica das amostras, comprometendo a quantidade de lama adicionada nos blocos. Nas análises de lixiviação todas as amostras obtiveram resultados de classes II-A não inerte. O estudo nos tendenciona a acreditar que há um potencial a ser desenvolvido de aplicação desse material no setor da construção civil, sendo uma alternativa viável financeira e ambiental.

Agradecimentos

UFCG, UFMA.

Referências

ABNT. (2004). NBR 10005:2004 . Procedimento para obtenção de extrato lixiviado de resíduos sólidos.
CHAVES, A. G. A lama vermelha e sua eliminação da fábrica de alumina. 2° semana de estudos. Alumínio e Zinco. Sociedade de Intercâmbio Cultural e Estudos Geológicos dos Alunos da Escola de Minas de Ouro Preto, 1962. Ouro Preto MG.
MANFROI, E. P. Avaliação da Lama como Material Pozolâmico em Substibuição ao Cimento para Produção de Argamassas. Dissertação de Mestrado, 2009. Florianopolis, SC.