Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação

Influência da temperatura e do patamar de sinterização na produção de agregados sintético produzidos a partir do resíduo do processo bayer com adição de biomassa

Mining is an important activity for obtaining raw materials for industry as well as for the economy of a country, however, tons of solid waste are generated every year, usually without an appropriate destination. As is the case of the residue generated from bauxite beneficiation called red mud, whic...

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Autor principal: MARINHO, Rodrigo Nascimento
Grau: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Publicado em: 2022
Assuntos:
Lama vermelha
Caroço de Açaí
Agregado sintético
Red mud
Açaí seed
Synthetic aggregate
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::TRATAMENTO TERMICOS, MECANICOS E QUIMICOS
Acesso em linha: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/4260
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spelling oai:https:--bdm.ufpa.br:8443:prefix-42602022-07-23T23:07:09Z Influência da temperatura e do patamar de sinterização na produção de agregados sintético produzidos a partir do resíduo do processo bayer com adição de biomassa MARINHO, Rodrigo Nascimento CUNHA, Edinaldo José de Sousa http://lattes.cnpq.br/8714515962963079 VILHENA, Maílson Batista de http://lattes.cnpq.br/0383588164193085 https://orcid.org/ 0000-0001-8047-6786 https://orcid.org/0000-0003-0747-5845 Lama vermelha Caroço de Açaí Agregado sintético Red mud Açaí seed Synthetic aggregate CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO::TRATAMENTO TERMICOS, MECANICOS E QUIMICOS Mining is an important activity for obtaining raw materials for industry as well as for the economy of a country, however, tons of solid waste are generated every year, usually without an appropriate destination. As is the case of the residue generated from bauxite beneficiation called red mud, which generates about 1 to 2 tons of this residue for every ton of bauxite beneficiated, the fact is that the amount remaining of this residue is very large while a very small percentage of it is reutilized. Urban residues also cause various problems for the environment, like the residue from the processing of the açaí pulp, more specifically the stone fuit, which is unappropriately discarded in urban centers. Nowadays the preoccupation with the preservation of the environment is eminent, leveraging researches with the objective of reusing the most diverse residues of the industry. The residue in question (red mud) can be used to generate a material with interesting mechanical characteristics to be used in civil construction. Research indicates using it in structural concrete is an economically viable alternative, considering the volume of natural aggregate used daily in civil construction is very large. While having an adequate destination for this waste, it also reduces the exploitation of natural resources such as gravel and rolled pebble, which, due to their excessive exploration, cause environmental liabilities. The objective of this work was to synthesize synthetic aggregates from those two residues, in conjunction with the use of clay and sand. The percentages of raw materials were fixed at 60, 20, 15 and 5 % of red mud, silica, coal made from the stone of the açaí and clay respectively, intending to analyze the effects of temperature and burning level on the solid state reactions in the aggregate. The raw materials were submitted to a beneficiation process: drying, brittling and screening on 100 mesh Tyler, subsequently a percentage of 15% to 20% of water was added for the extrusion process, and then burning was done at the temperature of 1100 and 1200 ºC with sintering levels of 3 and 4.5 hours. The aggregates were then characterized to determine their physical and morphological properties. The aggregates sintered at 1100 ºC presented apparent specific mass of 2.13 g/cm3 at 3h and 1.87 g/cm3 at 4.5h, while the aggregates sintered at 1200 ºC presented results of 2.01 g/cm3 at 3h and 2.19 g/cm3 at 4.5h. In the scanning electron microscopy it was possible to identify the presence of the secondary mullite phase presenting a structure that resembles needles in all materials, where the presence of this phase is fundamental importance to confer a good mechanical resistance to the material. In conclusion, the use of red mud in the production of synthetic aggregates is an important alternative for the use of this waste that has been accumulated for decades, as well as bringing economic benefits to the industry and especially to the environment. A mineração é uma importante atividade para obtenção de matérias-primas para a indústria assim como para a economia de um país, no entando são gerados toneladas de resíduos sólidos todo o ano, que muita das vezes não tem uma destinação adequada. Como é o caso do resíduo gerado no beneficiamento da bauxita conhecido como lama vermelha, no qual são gerados de 1 a 2 toneladas deste resíduo para cada tonelada de alumina, o fato é que a quantidade remanescente deste residuo é muito grande ao passo que um percentual muito pequeno do mesmo é reaproveitado. Resíduos urbanos também causam diversos problemas para o meio ambiente, como é o caso do resíduo do beneficamento da polpa do açaí, mais específicamente o caroço, que é descartado de forma indevida nos centros urbanos. Nos dias atuais a preocupação com a preservação do meio ambiente é eminente, o que alavanca pesquisas com o intuito de reaproveitar os mais diversos resíduos da indústria. O resíduo em questão (lama vermelha) pode gerar um material com características mecânicas interessantes para serem usados na construção civil. Pesquisas apontam que o seu uso em concretos estruturais é uma saída economicamente viável para a destinação do mesmo, pois o volume de agregado natural usado diáriamente na construção civil é muito grande. Ao passo que se tem uma destinação adequada para este resíduo, também se atenua a exploração de recursos naturais como a brita e o seixo rolado, no qual a sua exarcebada procura acarreta em passivos ambientais. O objetivos deste trabalho foi sintetizar agregados sintéticos a partir destes dois resíduos, simultaneamente ao uso de argila e areia. O percentual das matérias-primas foram fixados em 60, 20, 15 e 5 % de lama vermelha, sílica, carvão feito a partir do caroço do açaí e argila respectivamente, com o intuito de analisar os efeitos da temperatura e do patamar de queima nas reações de estado sólido no agregado. As matérias-primas passaram por um processo de benefiamento: secagem, britagem e peneiramento em malha 100 mesh Tyler, posteriormente foi adicionado um percentual de 15 a 20 % de água para processo de extrusão, em seguida foram feitas queimas nas temperaturas de 1100 e 1200 ºC com os patamares de sinterização de 3 e 4,5 horas. Em seguida os agregados foram caracterizados para se determinar as propriedades físicas e morfológicas. Os agregados sinterizados a 1100 ºC apresentaram massa específica aparente de 2,13 g/cm3 com o patamar de 3h e 1,87 g/cm3 com o patamar de 4,5h, enquanto os agregados sinterizados a 1200 ºC apresentaram os resultados de 2,01 g/cm3 com o patamar de 3h e 2,19 g/cm3 com o patamar de 4,5h. Nos resultados de microscopia eletrônica de varredura foi possível identificar a presença da fase mulita secundária que apresenta uma estrutura que lembram agulhas em todas as amostras, onde a presença desta fase é de suma importância para conferir uma boa resistência mecânica ao material. Em suma, o uso da lama vermelha na produção de agregados sintéticos é uma importante alternativa para o uso deste resíduo que foi acumulado durante décadas, assim como traz benefícios econômicos para a indústria e principalmente para o meio ambiente. 2022-07-21T20:30:30Z 2022-07-21T20:30:30Z 2022-07-08 Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação MARINHO, Rodrigo Nascimento. Influência da temperatura e do patamar de sinterização na produção de agregados sintético produzidos a partir do resíduo do processo bayer com adição de biomassa. Orientador: Edinaldo José de Sousa Cunha. 2022. 83 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) – Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2022. Disponível em: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/4260. Acesso em: . https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/4260 Acesso Aberto Disponível na internet via Sagitta
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