CURVAS CINÉTICAS DE MOAGEM DAS CINZAS DE
INCINERAÇÃO DE LIXO AEROPORTUÁRIO
RESFRIADAS COM SOLUÇÃO AQUOSA DE NaOH
E REQUEIMADAS A 1000OC .
Autores:
Carlos Fernando Pinto Machado e Silva
Paulo Gustavo Hundertmark Barroso Júnior
Orientadores:
Prof. Dr. Abraham Zakon
Eng. MSc. Nefitaly Batista de Almeida Filho
Laboratório de Compostos Cerâmicos - Departamento de Processos Inorgânicos
Escola de Química - Centro de Tecnologia - Universidade Federal do Rio de Janeiro
RESUMO
A incineração de lixo possibilita: (a) reduzir o peso (em 80%) e o volume (em 90%) de
resíduos e diminuir a necessidade de novas áreas de aterros; (b) destoxificar parcialmente o lixo pela
esterilização térmica; (c) reduzir impactos ambientais via combustão de compostos orgânicos que
poderiam nutrir vetores biológicos indesejáveis; (d) cogerar energia térmica a partir dos gases quentes.
Entende-se que é oportuno investigar as aplicações tecnológicas para as cinzas originais ou
requeimadas. No estado bruto as cinzas podem servir para recampeamento de solos ou preparação de
terrenos para fins de construção civil. O estudo das cinéticas de moagem possibilita avaliar as
aplicações das diversas frações granulométricas sob a forma de fíleres ou cargas em diferentes
segmentos da indústria química. O lixo queimado via combustão num forno de câmara com grelhas
móveis a 900oC gera cinzas, recolhidas após o seu resfriamento num canal inundado com água
alcalinizada, que se somam às cinzas provenientes da coluna de lavagem dos gases ácidos com a mesma
água. As cinzas passantes na peneira ABNT 10 fornecidas pela INFRAERO (oriundas do Aeroporto
Internacional do Rio de Janeiro) foram requeimadas à 1100oC, em forno elétrico laboratorial de
câmara muflada. A moagem foi executada em ciclos de 15 minutos alternados com 15 minutos de
peneiramento seguidos de 10 minutos de pesagem e produziram os dados das curvas cinéticas de
moagem. Os resultados experimentais demonstram que: (a) comparando-se as curvas das frações
passantes na peneira ABNT no 325, constata-se que quanto mais finas forem as partículas mais
rapidamente irão aglutinar-se - no caso a partir dos 10 minutos ; (b) a aglomeração de finos pode ser
notado para a fração passante em peneiras ABNT 100 a partir dos 30 minutos de cominuição, quando
as amostras passarem previamente em malha no 10. Os resultados obtidos são essenciais porém
carecem de dados analíticos químicos adicionais que serão obtidos posteriormente para a avaliação do
uso das cinzas.
CURVAS CINÉTICAS DE MOAGEM DAS CINZAS DE INCINERAÇÃO DE
LIXO AEROPORTUÁRIO RESFRIADAS COM SOLUÇÃO AQUOSA DE NaOH
E REQUEIMADAS A 1000 OC
Circunstâncias e objetivos:
Na maioria dos países do mundo, existe uma grande preocupação com a preservação
ambiental e a qualidade de vida. Denúncias sobre agressões ao meio-ambiente, como
desmatamento, poluição do ar e da água, surgem diariamente nos meios de
comunicação. Os impactos ambientais são ainda maiores nas grandes cidades, que
reúnem milhões de habitantes e produzem quantidade elevadas diária de lixo.
A maior parte do lixo produzido no Brasil não recebe um tratamento adequado e acaba
sendo despejada em lixões, onde milhares de pessoas (inclusive crianças) retiram o
seu sustento, expondo-se a doenças. Os aterros sanitários (áreas preparadas para os
despejos e monitoramento do solo), constituem a segunda opção mais utilizada para o
despejo final do lixo. A incineração do lixo é outra método para o tratamento do lixo, e
apresenta diversas vantagens:necessidade de novas áreas de aterros.
CURVAS CINÉTICAS DE MOAGEM DAS CINZAS DE INCINERAÇÃO DE
LIXO AEROPORTUÁRIO RESFRIADAS COM SOLUÇÃO AQUOSA DE NaOH
E REQUEIMADAS A 1000 OC
 Redução drástica de peso (80%) e volume (90%) de resíduos, e da
necessidade de novas áreas de aterros.
 Destoxificação do lixo, evitando a contaminação do solo .
 Redução do impacto ambiental.
 Eliminação de depósitos de lixo próximos de aeroportos e riscos de colisão de
pássaros com aeronaves.
 Co-geração de energia térmica a partir dos gases quentes.
O trabalho visou obter dados laboratoriais sobre moagem das cinzas
provenientes da incineração de lixos para a fabricação de materiais de
construção.
CURVAS CINÉTICAS DE MOAGEM DAS CINZAS DE INCINERAÇÃO DE
LIXO AEROPORTUÁRIO RESFRIADAS COM SOLUÇÃO AQUOSA DE NaOH
E REQUEIMADAS A 1000 OC
Origens das cinzas e das amostras:
Devido a acordos internacionais, o lixo coletado a bordo de aeronaves
procedentes do exterior no Aeroporto Internacional do Rio de Janeiro é
incinerado em um forno localizado na área aduaneira. A queima ocorre a
900oC, em uma câmara dotada de grelhas móveis, com excesso de oxigênio,
durante 15 minutos e são gerados gases e cinzas. Os gases de exaustão
contém CO2, vapor d’água e material particulado e são lavados com água
através de sprays numa torre, que tem visa reduzir ao máximo a emissão de
cinzas e gases tóxicos para a atmosfera. Os gases lavados saem por uma
chaminé que contém um sensor que fornece dados para análise da
composição dos gases emanados, permitindo assim que sejam tomadas as
devidas correções caso ocorra algum desvio que possa causar algum dano
ao meio ambiente. A água de lavagem dos gases é previamente alcalinizada
com solução de NaOH a 10% e posteriormente é retratada.
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LIXO AEROPORTUÁRIO RESFRIADAS COM SOLUÇÃO AQUOSA DE NaOH
E REQUEIMADAS A 1000 OC
As cinzas geradas continuamente pelo processo de incineração são resfriadas
com água alcalinizada e somadas às cinzas geradas pelo processo de
lavagem de gases em tanques de decantação. A queima realizada nesse
incinerador apresenta algumas particularidades: (1) a temperatura real de
900 oC (1000 oC nominais) permite esterilizar e degradar as formas vivas
presentes no lixo; (2) a temperatura de fusão de alguns materiais (como
vidros e algumas ligas metálicas) é maior que a de operação do incinerador,
e assim, permanem no seio das cinzas recolhidas muitos pedaços de vidro e
talheres; (3) o sistema de incineração frequentemente as adjacências do lixo
acumulado em seu interior, principalmente se esse estiver muito
compactado.
As cinzas úmidas podem sofrer secagem ao ar atmosférico, porém as
amostras manipuladas têm sido fornecidas com alguma umidade.
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LIXO AEROPORTUÁRIO RESFRIADAS COM SOLUÇÃO AQUOSA DE NaOH
E REQUEIMADAS A 1000 OC
Materiais e Métodos:
Equipamentos :
Forno elétrico muflado, marca Brasimet, tipo K-400 (1300 oC)
Moinho de bolas de alumina
Bolas de alumina: 23 bolas com diâmetro de 1 polegada ,
100 bolas com diâmetro ½”
200 bolas com diâmetro ¾”
Peneiras ABNT Nos 10, 48, 100, 200 e 325
Peneirador RO-TAP, marca DENVER
Matérias Primas
Amostras de cinzas úmidas de lixo aeroportuário da queima a 900 oC no
incinerador da INFRAERO, passantes na peneira ABNT no 10.
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LIXO AEROPORTUÁRIO RESFRIADAS COM SOLUÇÃO AQUOSA DE NaOH
E REQUEIMADAS A 1000 OC
Procedimentos experimentais:
As cinzas provenientes da INFRAERO foram peneiradas no laboratório e
utilizou-se a fração passante na peneira ABNT no 10 para requeima a
1000 oC.
Após a requeima, as cinzas sofreram um novo processo de moagem seguido de
classificação em peneiras ABNT 10, 48, 100, 200, 325, sendo que a fração
utilizada para a confecção de corpos-de-prova destinados aos ensaios de
resistência à compressão e ensaios de atividade pozolânica, foi aquela
passante pela peneira no 325. A moagem foi executada em ciclos de 15
minutos alternados com 15 minutos de peneiramento acrescidos de 10
minutos de pesagem, os quais forneceram os dados que compuseram as
curvas cinéticas de moagem .
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LIXO AEROPORTUÁRIO RESFRIADAS COM SOLUÇÃO AQUOSA DE NaOH
E REQUEIMADAS A 1000 OC
Resultados e Conclusão:
As curvas cinéticas de moagem foram obtidas em microcomputador utilizando a
planilha eletrônica MS-EXCEL, locando-se contra as frações retida e
passante acumulada contra o tempo de moagem. Essas curvas possibilitam
identificar o tempo necessário para obter a maior quantidade de material
particulado sem que ocorra aglomeração de finos, no caso, nas frações
passantes em peneira ABNT 325, correspondente ao ensaio de
pozolanicidade. Essa fração revela a aptidão das cinzas para atuar como
material pozolânico (que pode ser incorporado a diversos tipos de cimentos
Portland para fins de redução de custos).
Foi possível observar que o menor tempo de moagem necessário para obter a
maior quantidade de material particulado passante pela peneira de 325 sem
aglomerar era de 15 minutos.
CURVAS CINÉTICAS DE MOAGEM DAS CINZAS DE INCINERAÇÃO DE
LIXO AEROPORTUÁRIO RESFRIADAS COM SOLUÇÃO AQUOSA DE NaOH
E REQUEIMADAS A 1000 OC
REFERÊNCIAS :
ZAKON, A. - Introdução às Tecnologias Inorgânicas - Apostila, EQ/UFRJ, 1999 .
Zakon, A ; Teixeira, M.B.F.; Cuellar, O.D.; Santos , P.S., - Construção de
gráficos via planilha eletrônica para análise granulométrica em peneiras Cerâmica, , 36 (241), 23-28 (1990).