Abstract

O desenvolvimento científico do cimento Portland é bastante difundido no Brasil e no mundo. Entretanto, o cimento sulfoaluminato de cálcio belítico (CSAB), embora seja considerado de menor impacto ambiental, ainda têm como base estudos em fase relativamente precoce em relação aos já desenvolvidos para o cimento Portland mundialmente e com menor expressão ainda no âmbito nacional. Na produção do clínquer CSAB, produto base para a produção deste cimento, uma questão relevante está relacionada ao conteúdo de enxofre presente na farinha precursora, que é maior que no clínquer Portland. Materiais percursores a base de enxofre são necessários para formação de fases como a ye'elimita e anidrita, sendo que em quantidades inadequadas podem ser volatilizados subprodutos a base de enxofre que geram transtornos operacionais e ambientais. O excesso de enxofre na matéria-prima do cimento Portland pode ocasionar a elevação da emissão de SO2 com os gases de saída, abafando a suspensão do pré-aquecedor, além de provocar a formação de anéis de colagem no forno, escapando para atmosfera o SO2, o que pode contribuir para formação de chuvas ácidas. Além disso, a viabilização da produção do cimento CSAB depende da disponibilidade de matérias-primas a baixo custo, sendo o aproveitamento de resíduos industriais uma alternativa. Dentre os resíduos com potencial de uso em farinhas precursoras de clínquer CSAB destaca-se o lodo de anodização de alumínio, uma rica fonte de alumínio, elemento importante para formação desses cimentos. Assim, é importante avaliar o comportamento frente à perda de massa de farinhas precursoras de clínquer CSAB sintetizadas a partir de lodo de anodização do alumínio para verificar a influência do resíduo na decomposição de fases sulfatadas acima da temperatura de formação da ye'elimita (1250ºC). Foram compostas farinhas com reagentes químicos puros, com resíduo e com materiais convencionais. As matérias-primas foram proporcionadas por equações potenciais de formação de fases sintéticas a partir da composição de óxidos da farinha. Para verificação da perda de massa, foram realizadas análises termogravimétricas no intervalo de temperatura compreendido entre 30 e 1450ºC. O estudo comprovou a potencialidade no uso de resíduos do processamento de alumínio para produção de cimentos CSAB e se verificou que há um limite de temperatura próximo aos 1250ºC para evitar decomposição de fases sulfatadas e a consequente emissão de SO2.

Highlights

  • Stock of Portland cement causes the increase of SO2 emissions, a dampening the efficiency of the pre-heater in the clinker factory, in addition to causing the formation of bonding rings inside the kiln

  • The viability of the production of calciumsulfoaluminate belite (CSAB) cement depends on the availability of raw materials at low cost, preferably with the use of an alternative industrial waste

  • The aim of this work is to analyze the mass loss of lab-made CSAB mixtures up to a temperature of 1450oC, in order to verify the decomposition of sulfated compounds and to evaluate the possibility of replacing bauxite by an alternative source of Al2O3, namely by aluminum anodizing sludge (AAS) residue, which presents itself as an interesting raw-material for the production of CSAB clinker due to its high content of alumina

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Summary

INTRODUÇÃO

Segundo ROCHA et al [1], o processo de fabricação do cimento Portland é, essencialmente, a calcinação e a fusão de um material constituído aproximadamente de 94% de calcário, 4% de argilas e 2% de óxidos de ferro e alumínio em um forno rotativo operando em temperaturas de 1450°C para os sólidos, em que a temperatura de chama oscila em torno de 2000°C. Em comparação com o Portland, a farinha precursora do clínquer Sulfoaluminto de cálcio belítico (CSAB), devido sua química diferenciada, apresenta uma reduzida emissão de CO2, além de adquirir suas características finais desejadas a uma temperatura 200oC inferior ao do cimento Portland, que é tipicamente em torno dos 1450oC. O conteúdo de sulfato na farinha para sintetização do C4A3$ é outro fator preocupante para a sua produção, visto que o excesso de enxofre na matéria-prima de cimentos Portland pode ocasionar a elevação da emissão de SO2 com os gases de saída, abafando a suspensão do pré-aquecedor, além de provocar a formação de anéis de colagem no forno [19]. Os clínqueres analisados foram produzidos com e sem bauxita, tendo sido esta substituída total e parcialmente por lodo de anodização do alumínio (LAA), resíduo que se apresenta como uma alternativa interessante para a produção do clínquer CSAB, pois possui alto teor de Al2O3 quando seco ou calcinado

MATERIAIS E MÉTODOS
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Análises termogravimétricas
CONCLUSÕES
AGRADECIMENTOS
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