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Título: Escória de aciaria : caminhos para uma gestão sustentável.
Autor(es): Freitas, Suzy Magaly Alves Cabral de
Orientador(es): Assis, Paulo Santos
Palavras-chave: Gestão de resíduos
Baixo carbono
Atomização
Ecologia industrial
Data do documento: 2018
Membros da banca: Assis, Paulo Santos
Silva, Guilherme Liziero Ruggio da
Santos, Luciano Miguel Moreira dos
Referência: FREITAS, Suzy Magaly Alves Cabral de. Escória de aciaria : caminhos para uma gestão sustentável. 2018. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2018.
Resumo: A busca por alternativas tecnológicas sustentáveis tem sido uma premissa para os setores da siderurgia, mineração e construção civil. Tendo em vista a ordem de prioridade para o gerenciamento dos resíduos sólidos e o foco na escória de aciaria gerada em convertedores, este estudo versou sobre alternativas de reutilização e de tratamento, ainda na fonte, desse resíduo. A escória de aciaria é um resíduo gerado em siderurgias na etapa de refino do aço, setor produtivo com contribuição de destaque na emissão de CO2 global. Este trabalho teve como objetivo principal avaliar a viabilidade técnica e ambiental da reutilização de escória de aciaria como matéria-prima secundária, em substituição total aos agregados naturais e aos ligantes, para fabricação de tijolo maciço. E também, simular a atomização da escória como tratamento alternativo à cura por aspersão de água; apresentar ferramentas de gestão de resíduos ao setor privado, contextualizadas nas características geográficas do Quadrilátero Ferrífero; e quantificar a emissão de CO2 referente ao uso do tijolo proposto. Para tal, escórias de aciaria com diferentes tempos de exposição às intempéries foram inicialmente caracterizadas. Foram feitas caracterizações, física, química, mineralógica e ambiental, dos resíduos utilizados e ensaios tecnológicos nos tijolos. Para o fabrico foram testadas duas rotas de produção, via queima e via cura; e diferentes concentrações de resíduos. Os tijolos foram avaliados utilizando os seguintes testes: microestrutural, de porosidade, de absorção de água, de resistência mecânica à flexão e à compressão, de lixiviação e de quantificação de emissão de CO2, utilizando o método QE-CO2. O déficit habitacional do Estado de Minas Gerais foi utilizado como referencia à simulação do uso do tijolo na construção de casas populares. Para simulação da atomização da escória foi utilizado uma mistura de água e glicerol, nas mesmas condições de viscosidade da escória fundida, um disco rotativo e uma câmera de alta resolução. Os resultados mostraram a viabilidade técnica e ambiental da produção via cura do tijolo T2. E também que, a reutilização desse resíduo na construção civil pode ser promissora em função de sua capacidade de consumo. A avaliação da redução de emissão de CO2 com o uso de T2, comparada com o uso de tijolos cerâmicos e blocos de concreto, mostrou que as taxas de emissão de CO2 reduziram consideravelmente com a introdução desses resíduos no tijolo, atendendo a busca por tecnologias sustentáveis de produção. E ainda que, o investimento na produção do tijolo T2 pode ser compensado via crédito de carbono. A simulação da atomização indicou a formação de grãos com diâmetro médio de 1,22mm. De modo geral os resultados foram satisfatórios e sugerem a viabilidade de implementação de ferramentas de gestão de resíduos sólidos no Quadrilátero Ferrífero, alicerçadas em dados de fluxos de matéria e energia dos sistemas considerados, subsidiadas por instrumentos econômicos, como medida de gerenciamento coletivo da crise ambiental.
Resumo em outra língua: The search for sustainable technological alternatives has been a premise for the steel, mining and civil construction sectors. Considering the order of priority for the management of solid waste and the focus on the slag generated in converters, this study was about alternatives for reuse and treatment, at the source, of this residue. Steel slag is a waste generated in steel mills in the refining stage of steel, a productive sector with a prominent contribution to global CO2 emissions. The main objective of this work was to evaluate the technical and environmental feasibility of the reuse of steel slag as a secondary raw material, in total substitution of natural aggregates and binders for the manufacture of solid brick. Also, to simulate the atomization of the slag as an alternative treatment to water spray cure; to present waste management tools to the private sector, contextualized in the geographic characteristics of the Quadrilátero Ferrífero; and to quantify the emission of CO2 referring to the use of the proposed brick. For this, steel slag with different times of exposure were initially characterized. Physical, chemical, mineralogical and environmental characterization of the residues used and technological tests on the bricks were made. For the manufacture, two production routes were tested, via burning and via cure; and different concentrations of residues. The bricks were evaluated using the following tests: microstructural, porosity, water absorption, flexural and compression strength, leaching and quantification of CO2 emission using the QE-CO2 method. The housing deficit of the State of Minas Gerais was used as a reference to the simulation of the use of brick in the construction of popular houses. For simulation of slag atomization, a mixture of water and glycerol was used, under the same viscosity conditions of the molten slag, a rotating disk and a high resolution camera. The results showed the technical and environmental feasibility of the production through curing of the brick T2. Also, the reuse of this waste in civil construction can be promising due to its consumption capacity. The evaluation of the reduction of CO2 emission with the use of T2, compared to the use of ceramic bricks and concrete blocks, showed that the CO2 emission rates reduced considerably with the introduction of these residues in the brick, taking into account the search for sustainable technologies of production. And yet, investment in the production of brick T2 can be offset via carbon credit. The simulation of the atomization indicated the formation of grains with a mean diameter of 1.22 mm. In general, the results were satisfactory and suggest the feasibility of implementing solid waste management tools in the Quadrilátero Ferrífero, based on data of matter and energy flows of the systems considered, subsidized by economic instruments, as a measure of collective management of the environmental crisis.
Descrição: Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
URI: http://www.repositorio.ufop.br/handle/123456789/9939
Licença: Autorização concedida ao Repositório Institucional da UFOP pelo(a) autor(a) em 11/05/2018 com as seguintes condições: disponível sob Licença Creative Commons 4.0 que permite copiar, distribuir e transmitir o trabalho desde que sejam citados o autor e o licenciante. Não permite o uso para fins comerciais nem a adaptação.
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