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Caracterização e proposta de tratamento de lixiviados de resíduos de madeira
(Universidade Federal do Pará, 2012-09-24) ALMEIDA JÚNIOR, Walter Figueiredo de; SILVA, Denilson Luz da; http://lattes.cnpq.br/4241759369873376
O presente consiste no estudo de caracterização e proposta de tratamento de lixiviados de resíduos de madeira produzidos em laboratório. Lixiviados de madeira ou chorumes de madeira são originados quando resíduos de madeira, decorrente do processo de transformação, são dispostos de forma inadequada, no ambiente, possibilitando a interação destes com água, geralmente de precipitações climáticas, o que resulta na geração de líquido de cor escura que pode conter uma série de substâncias com potencial impacto negativo sobre os ambientes aquáticos. O efluente estudado foi gerado em laboratório por meio de dois experimentos distintos. No Experimento A, em frascos de polietileno, foram misturadas água e pó-de-serra, na proporção 9:1, permanecendo em contato, em sistema aberto e temperatura ambiente, por 90 dias. Nos tempos de 0, 1, 5, 10, 20, 30, 45, 60, 75, 80 e 90 dias, a solução foi filtrada e levada ao laboratório para análise. No Experimento B, armazenou-se em um recipiente plástico aproximadamente 5 Kg de resíduos de madeira, onde na parte inferior foi adaptado um dreno para coleta de efluente. Este sistema ficou exposto ao sol e a precipitações climáticas, de tal forma a simular as condições reais de geração de lixiviados de uma pilha de resíduos de madeira em caso real. Em ambos experimentos (A e B) observou-se a geração de um líquido de cor âmbar claro a negro, com odor forte característico, levemente ácido @H 5,53 — 6,97), alta demanda de oxigênio (DBO 17 — 310 mg.L-1; DQO 857 — 3.161 mg.L-1 e OD 0,63 — 5,56 mg.L-1), altas cargas de matéria orgânica (CT 170,93 — 425,19 mg.L-1, COT 167,66 — 415,66 mg.L-1 e CIT 2,22 — 34,05 mg.L-1), grande concentração de sólidos (SS 10 — 23 mL.L-1; STS 463 — 1.330 mg.L-1; STD 31 — 640 mg.L-1) e turbidez (10,0 — 638,5 UT). Devido a estas características foi proposto um tratamento fisico-químico para o chorume produzido, por meio da combinação dos processos de coagulação/floculação e oxidação com permanganato de potássio, que resultou, respectivamente, na redução dos níveis de DQO 20,95% e 88,53%, cor 43,31% e 98,18%, turbidez 40,45% e 98,16%, STS 65,71% e 100%, por processo. A eficiência global do tratamento proposto foi de 90,93% nos valores de DQO, 98,97% nos valores de cor verdadeira, 98,90% nos valores de turbidez e 100,00% nos valores de STS.
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Craqueamento termocatalítico do óleo de fritura residual
(Universidade Federal do Pará, 2013-06-20) SANTOS, Wenderson Gomes dos; MACHADO, Nelio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065; BORGES, Luiz Eduardo Pizarro; http://lattes.cnpq.br/8756886156388456
Neste trabalho foi estudado o processo de craqueamento termocatalítico do óleo de fritura nas escalas de bancada e piloto, variando-se o percentual do catalisador carbonato de sódio de 5 e 10% m/m em relação a matéria prima utilizada e temperatura de 440 ºC. O objetivo foi obter misturas de hidrocarbonetos ricas na fração diesel. O óleo de fritura neutralizado e seco foi caracterizado em relação ao Índice de Acidez, Índice de saponificação, Viscosidade Cinemática, Densidade e Índice de Refração. Após o craqueamento, o produto líquido obtido foi purificado por decantação da fase aquosa e filtração simples em escala de bancada. Esse produto foi fracionado por destilação fracionada e os condensados foram coletados em um funil de decantação de acordo a faixa de destilação da gasolina (40ºC-175ºC), querosene (175ºC-235ºC), diesel leve (235°C-305ºC) e diesel pesado (305ºC-400 ºC). Foi realizada a caracterização tanto físico química quanto da composição dos produtos líquidos e suas respectivas frações. Também foi realizada a evolução do processo de craqueamento em escala piloto, acompanhando o comportamento das características físico químicas e de composição do produto formado no decorrer do processo de craqueamento. Os resultados mostraram que o catalisador carbonato de sódio forneceu produtos de baixa acidez e com boas características para uso como combustível. A variação do percentual de catalisador influencia significamente as propriedades físico químicas e composição tanto do produto quanto de suas frações. Verificou-se, ainda, que o craqueamento termocatalítico do óleo de fritura propicia a formação de hidrocarbonetos ricos na fração do diesel (19,16% diesel leve e 41,18% diesel pesado para o teste com 10% de Na2CO3 e de 13,53% leve e 52,73% diesel pesado para o teste com 5% de Na2CO3 ). Os intervalos de tempos finais do craqueamento geram um combustível com baixo teor de acidez e com propriedades físico químicas em conformidade a norma especificada para o diesel mineral.
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Desempenho estrutural de blocos, primas, mini-paredes e paredes de alvenaria estrutural confeccionadas com blocos cerâmicos produzidos a partir da mistura de lama vermelha com argila
(Universidade Federal do Pará, 2014-03-27) COSTA, Diogo Henrique Pereira e; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179
Novas técnicas de aprimoramento de resíduos tem se tornado cada vez mais importante na construção civil, principalmente quando se trata da utilização de resíduos de outros segmentos industriais e na redução de matérias primas naturais. O objetivo deste estudo foi avaliar a utilização de um resíduo proveniente da produção da alumina metalúrgica conhecido como lama vermelha (LV), no desempenho estrutural de blocos, prismas, mini-paredes e paredes confeccionados com blocos cerâmicos, com seções transversais, reticulada e circular, produzidos a partir da mistura de LV e argila. Foram realizados ensaios experimentais correspondentes à caracterização dos materiais empregados e ensaios de resistência à compressão das unidades, blocos, prismas, mini-paredes e paredes. Todos os materiais e unidades cumpriram com os requisitos normalizados para sua correta utilização nos testes experimentais. Os resultados obtidos dos ensaios a compressão dos elementos demonstraram que os blocos confeccionados com a mistura de LV e argila atenderam aos parâmetros normativos e apresentaram resultados satisfatórios e superiores aos componentes confeccionados com blocos cerâmicos compostos com 100% de argila, empregados usualmente nas construções.
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Emprego de resíduo de silício metálico na produção de cimento portland composto
(Universidade Federal do Pará, 2017-12-19) CUNHA, Rodrigo Rodrigues da; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179
A reutilização de resíduos industriais e matérias primas alternativas na construção civil é fundamental para um desenvolvimento sustentável com redução do consumo de recursos naturais e emissões de CO2. Nesta linha, o presente estudo contempla a utilização de um rejeito em pó, oriundo da produção do silício metálico, o qual é designado como resíduo do pré-separador. Desta forma, é objetivo desta pesquisa, produzir e avaliar propriedades de cimentos Portland tipo composto CP II-E com adição, durante a sua fabricação, de resíduo industrial de silício metálico após calcinação. Para tanto, o resíduo foi empregado em substituição parcial à escória de alto forno, em teores em massa de 30%, 50% e 70%, além da situação de referência, o qual nenhum resíduo de silício foi adicionado ao cimento (0%). Propriedades dos cimentos, produzidos com resíduos, foram avaliadas quanto a sua composição química, mineralógica, parâmetros físicos (finura, tempos de pega, perda ao fogo e resíduo insolúvel), resistência à compressão, absorção de água, absorção por capilaridade, técnicas microscópicas e técnicas analíticas (DR-X, composição química e análises térmicas de TG/DTG). Como resultados, não houve diferenças significativas nos parâmetros físicos dos cimentos produzidos. Argamassas de cimento produzidas com maiores teores de resíduo (70% e 50%) apresentaram os maiores valores de resistência à compressão e menores valores de absorção de água capilar, índice de vazios e absorção de água por capilaridade que as argamassas produzidas com cimento padrão (sem resíduo silicioso). O mesmo não foi observado para argamassas de cimento com 30% de resíduo de silício. Técnicas analíticas de imagens de microscopia eletrônica de varredura indicaram uma porosidade mais fechada para argamassas de cimento nos teores de 70% e 50% de cimento com resíduo. Assim, como conclusão, o aproveitamento do resíduo estudado como material de substituição parcial da escória granulada em cimento composto tipo “E” é viável tecnicamente e ambientalmente.
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Estudo da influência de resíduos gerados pela indústria de mineração nas propriedades de compósitos de matriz poliéster reforçados com fibras naturais
(Universidade Federal do Pará, 2016-02-26) COSTA, Deibson Silva da; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
Neste trabalho foram confeccionadas placas de matriz de poliéster insaturada isoftálica puras, compósitos com fibras vegetais (sisal, malva e juta), compósitos com resíduos industriais (lama vermelha, caulim e cinzas) e compósitos híbridos com resíduos e fibras. Os resíduos foram utilizados com granulometria inferior a 100 mesh e as fibras nos comprimentos de 15 mm, dispostas randomicamente dentro da matriz. As fibras foram caracterizadas quanto às suas propriedades físicas, mecânicas e morfológicas. Os compósitos foram confeccionados pelo processo manual (hand lay-up) na forma de placas retangulares em molde metálico e prensados. Variaram-se as proporções das frações mássicas dos resíduos em 10 % até a saturação dentro da matriz, a fração mássica de fibras foi fixada em 5 %. Os compósitos foram caracterizados fisicamente (porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente), mecanicamente (tração, flexão e impacto), termicamente (termogravimetria - TGA), mineralogicamente (difração de raios-X - DRX), retardância à chama e morfologicamente (microscopia eletrônica de varredura - MEV). Constatou-se que com a inserção de resíduos e fibras nos compósitos houve incremento das suas propriedades físicas, mecânicas, térmicas e resistência a chama. As propriedades físicas de porosidade aparente, absorção de água e massa específica aparente aumentaram significativamente (6,7 % a 33 %) com a adição dos constituintes (resíduos e fibras). Nos compósitos somente com fibras e nos compósitos de (10 %) resíduos com fibras houve aumento (15 % a 95 %) de suas resistências mecânicas (tração, flexão e impacto). Evidenciou-se uma melhora na estabilidade térmica (10 % a 50 %) dos compósitos com adição dos resíduos. Somente os compósitos com lama vermelha apresentaram uma capacidade de retardo de chama, obtendo classificação V-2 de acordo com a norma UL-94. As análises morfológicas das superfícies de fraturas foram eficientes na identificação dos mecanismos de falhas e características presentes nos materiais. Os compósitos confeccionados apresentaram boas propriedades, o que os torna bons candidatos a certos tipos de aplicações, tais como painéis, forros, paredes divisórias e portas internas, revestimento interno de automóveis, calhas residenciais e outros tipos de aplicações desta natureza, respeitando as características de aplicações destes materiais.
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Estudo da reciclagem de cinza volante para produção de agregado sintético utilizando reator de leito fixo
(Universidade Federal do Pará, 2016-02-16) PEREIRA, Luiz Felipe Silva; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
A utilização de resíduos industriais a exemplo de cinza volante para reciclagem e reaproveitamento, tem sido intensificada nos últimos anos muito por suas características físico-químicas que podem resultar, após processamento, em um material com boa resistência mecânica podendo ser destinado a aplicação em diversas áreas como a construção civil. Este trabalho objetiva a obtenção de agregados sintéticos, após processo de sinterização em reator de leito fixo. Para a produção dos agregados confeccionaram-se pelotas em betoneira a partir de uma mistura de cinza volante, argila e carvão vegetal. Após o processo de sinterização foram medidas as propriedades cerâmicas do material tais quais: porosidade, densidade e absorção de água. Para a caracterização de fases e estruturas mineralógicas do material sinterizado, utilizou-se as técnicas de difração de raios-X e Microscopia eletrônica de varredura. Desta forma a contribuição desse trabalho está direcionada a redução de impactos ambientais, em razão da possibilidade que o material produzido tem em substituir agregados naturais.
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Estudo da sinterização em reator vertical de leito fixo: desenvolvimento de processo para produção de agregado sintético a partir de cinza volante e biomassa
(Universidade Federal do Pará, 2016-05-19) QUARESMA, Danielly da Silva; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
Os agregados sintéticos vêm sendo empregados na construção civil como uma medida para redução do extrativismo mineral. Dentro desse contexto, a reciclagem de resíduos industriais configurasse hoje como a base da maioria dos processos de redução da exploração dos recursos minerais. Este trabalho apresenta a formulação de um processo de caráter ambiental e autossustentável do ponto de vista energético, parâmetros para desenvolver um processo para produção de agregado sintético a partir de cinza volante e biomassa, em reator de leito fixo. Dessa forma, para a produção do agregado foram confeccionadas pelotas com uma mistura de argila, cinza volante e carvão vegetal em proporções fixas. Preencheu-se o reator com 20% de pelotas (6,35 mm > pelota ≥ 4 mm) e 80% de carvão vegetal (3,36 mm > carvão ≥ 1,70 mm) classificados para promover a eficiência das reações de combustão e consequente processo de sinterização em diferentes velocidades de ar (Darcy a 20 ºC) de 0,0059 m.s-1 (1º Experimento), 0,0098 m.s-1 (2º Experimento) e 0,017 m.s-1 (3º Experimento). Por meio de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura foi identificada a presença de mulita no agregado sintético. Este material é caracterizado como agregado leve, de acordo com as normas vigentes. Com os agregados sintéticos fabricou-se concretos leves, segundo a norma estabelecida, sem função estrutural na construção civil, mas com aplicações de resistência moderada, podendo ser utilizados em contrapiso. O processo se mostrou interessante para a sinterização de agregados com boa aderência à matriz de cimento, podendo ser facilmente controlado pela composição, granulometria, gradiente de temperatura e fluxo gasoso, reduzindo os impactos ambientais, à medida que o material produzido implica na não extração de agregados naturais.
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Estudo de parâmetros físicoquímicos para a produção de argamassas utilizando resíduos industriais e da construção civil
(Universidade Federal do Pará, 2014-02-26) FERREIRA, Keylla Castro; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
As argamassas podem ser consideradas como a mistura de aglomerantes e agregados com água, possuindo capacidade de endurecimento e aderência. Como alternativa, é proposto produção de argamassas utilizando como agregado miúdo resíduos de construção civil (RCC), rico em silicoaluminatos, gerado nas obras de demolições e reformas, e cinza volante (CV) como material pozolânico, obtida a partir da combustão do carvão mineral em caldeiras de leitos fluidizados, em substituição parcial ao cimento Portland. Neste contexto, o resíduo de construção civil foi beneficiado e caracterizado pelas análises de espectrofotometria de raios-X e difração de raios-X, a cinza volante foi caracterizada pela análise granulométrica e espectrofotometria de raios-X. Para produção das argamassas formularam-se composições de RCC nas proporções de 95, 90, 85, 80, 75 e 70%; CV de 0, 5, 10, 15, 20 e 25% e 5% de cimento Portland CP II Z 32, sendo que em cada composição do traço de argamassa foi adicionado 0,8% em volume de água e para o ensaio reológico utilizou-se as mesmas proporções de resíduos (RCC e CV) com 35% em volume de água. Após a cura de 28 dias os corpos de prova foram submetidos a ensaios físicos de absorção, porosidade e massa específica aparente; ensaio mecânico de resistência à compressão e análise de difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura, cujos resultados obtidos mostraram-se ser viável a utilização da cinza volante e RCC na construção civil, na produção de argamassas.
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Estudo do processo de craqueamento termocatalítico da borra de neutralização do óleo de palma para produção de biocombustível
(Universidade Federal do Pará, 2015-04-17) SANTOS, Marcelo Costa; BORGES, Luiz Eduardo Pizarro; http://lattes.cnpq.br/8756886156388456; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
As borras oriundas de refino de óleos vegetais são resíduos agroindustriais obtidos após a etapa de neutralização dos óleos vegetais, os quais constituem material de baixo valor agregado, além de ser um passivo ambiental para as agroindústrias, deste modo, vem se tornando cada vez mais atrativo o uso desses resíduos como matéria prima na geração de biocombustíveis. Este trabalho estuda o uso da borra de neutralização do óleo de palma como uma matéria prima alternativa, sob o ponto de vista, econômico e ambiental para o processo de craqueamento térmico-catalítico. Inicialmente foram realizados experimentos de craqueamento térmico e catalítico da borra de neutralização e do óleo de palma (em um único reator) e testes catalítico (no segundo reator de descarboxilação acoplado no primeiro), ambos em escala de bancada; posteriormente foram realizados experimentos de craqueamento térmico-catalitico e catalítico (somente na escala semipiloto) da borra de neutralização em escala semipiloto e piloto, utilizando diversos tipos de catalisadores (Na2CO3, CaCO3, alumina ativada, Zeólita HY, HZSM-5 e FCC). O produto líquido orgânico (PLO) obtido e as frações obtidas da destilação em escala de bancada e piloto foram caracterizados e comparados com a norma vigente. Os resultados obtidos em escala de bancada mostraram que o catalisador alumina ativada providenciou o maior rendimento em base úmida (83,70%), tendo o óleo de palma como matéria prima, no entanto, o biocombustível obtido com Na2CO3 apresentou melhor qualidade quanto às características físico-químicas. Na escala semipiloto, o maior rendimento foi o experimento térmico da borra (78,36%), seguido pelo experimento com 5% de alumina ativada (71,47%), porém o uso do Na2CO3 apresentou melhor qualidade quanto às características físico-químicas. Os experimentos na escala piloto mostraram o maior rendimento (71%) obtido com 15% de Na2CO3 na temperatura de 440 ºC. Os resultados obtidos das análises cromatográficas dos PLOs obtidos nesta escala confirmaram que o aumento no percentual de catalisador possibilitou a formação de um PLO rico em hidrocarbonetos (91,22%) contendo alifáticos, olefínicos, naftênicos e aromáticos e baixos teores de compostos oxigenados (8,78%). Enquanto a destilação do PLO do Experimento 5 possibilitou a obtenção de frações ricas em hidrocarbonetos e ausentes de compostos oxigenados.
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Estudo do processo de produção de bio-combustíveis via pirólise de resíduos de pneus
(Universidade Federal do Pará, 2019-10-24) SANTOS, Wenderson Gomes dos; DUVOISIN JÚNIOR, Sérgio; http://lattes.cnpq.br/1737235899259374; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Neste estudo, o processo pirólise de pneus inservíveis foi analisado nas escalas de bancada e piloto. Na escala menor, foi avaliado a variação de temperatura, o tipo de catalisador obtido comercialmente (CaCO3, Na2CO3 e Ca(OH)2), o tipo de catalisador sintetizado/tratado a partir de rejeitos industriais (LV 1M HCl, LV 2M HCl e zeólita de caulim de enchimento) e a concentração da solução de NaOH impregnado no pneu (0,5; 1 e 2M) nos rendimentos e composições do óleo de pirolise de pneus (OPP). Na maior escala foi avaliado a evolução das propriedades físico-químicas e composicionais dos OPP’s durante o processo de craqueamento térmico (T=400°C, T=450°C e T=500°C), visando obter um produto líquido com características de combustíveis fosseis e/ou compostos de elevado valor comercial. Os resultados mostraram que os rendimentos dos OPP’s são influenciados pelo aumento da temperatura do processo, pelo tipo de catalisador e pelo tratamento químico na matéria prima. Sendo o processo à 500°C e com zeólita de caulim de enchimento como catalisador o que mais otimizou o processo quanto ao rendimento e produção de compostos alifáticos no OPP. O uso de catalisadores propiciou a redução dos compostos aromáticos e de compostos com enxofre na fração líquida. Ainda na menor escala, o comportamento dos compostos alifáticos nos processos térmicos, termocatalítico e com impregnação química da matéria prima, foi fortemente influenciado pela composição do d-limoneno nos óleos de pirólise de pneus. Os resultados da escala piloto permitiram concluir que houve variações das propriedades físico-químicas e reológicas durante o processo de craqueamento, mas tendem a se estabilizar em 65 minutos de processo, apresentando baixa acidez e a baixa viscosidade. As principais substâncias identificadas durante todo o processo foram o d-limoneno, o BTX (benzeno, tolueno e xilenos) e os cimenos. No fracionamento dos OPP’s, a fração da gasolina (C8 a C10) e do querosene (C8 a C17) são constituídas essencialmente por hidrocarbonetos, enquanto o diesel leve (C15 a C21) e diesel pesado (C17 a C23) por heteroaromáticos. Conclui-se, ainda, que os compostos com enxofre e com halogênios tendem a ser separados a partir da faixa do diesel leve.
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Estudo e avaliação do uso de resíduos do processo Bayer como matéria-prima na produção de agregados sintéticos para a construção civil
(Universidade Federal do Pará, 2010-03) SOUZA, José Antônio da Silva; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785
A grande quantidade de resíduos sólidos, oriundos da indústria de mineração e metalurgia, constitui um sério problema sócio-ambiental. As características físicoquímicas destes resíduos despertam grande interesse para outras indústrias. A indústria cerâmica pode ser uma interessante consumidora da maioria deste material, para suprir a grande escassez das reservas de matérias-primas atual. Neste contexto, este trabalho mostra os estudos realizados para a reciclagem da lama vermelha, como matéria-prima na produção de agregado sintético, visando à construção civil. A lama vermelha, principal rejeito industrial da fabricação de alumina, mostrou-se um insumo de grande interesse na fabricação de diferentes tipos de agregado para ser utilizado na produção de concreto, para a construção civil. Pelas suas características físico-químicas e a grande quantidade que é produzida anualmente (cerca de 10.000.000 t em duas fábricas, só no Norte do Brasil). Estudos realizados neste trabalho mostram a possibilidade de fabricação de agregados, com diferentes propriedades e possibilidades de aplicação, na indústria da construção civil. Estas propriedades dependem do controle de parâmetros, como o teor de sílica livre e argila, a granulometria e a temperatura de sinterização. Tais variáveis permitem controlar perfeitamente a formação de fase vítrea que é a responsável pelas propriedades dos agregados como: porosidade, resistência mecânica e densidade. Este material pode ser utilizado em concreto convencional ou em concretos especiais, para atender a demanda da construção civil.
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Estudo hidrometalúrgico de compostos de titânio proveniente do resíduo do processo Bayer
(Universidade Federal do Pará, 2012-03-28) QUARESMA, Danielly da Silva; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
Estudos realizados no resíduo do processo Bayer, lama vermelha, para reciclagem desse material têm sido intensificados por suas características físico-químicas. O resíduo é constituído por inúmeros óxidos, destes se destaca o óxido de ferro em teores acima de 30% em peso e óxido de titânio em concentrações acima de 5% em peso. Este trabalho estuda a possibilidade de extrair óxido de ferro, objetivando a concentração de compostos de titânio. A extração foi realizada através do processo de calcinação da lama vermelha a 900°C seguida de lixiviação ácida com concentração de H2SO4 a 20% e 30% em volume a 60°C, 80°C e 90°C, com retirada de uma alíquota a cada 30 minutos. Durante o processo de lixiviação, foi observada extração intensa dos compostos de ferro, resultando no aumento da concentração de titânio na lama vermelha, verificado em todos os experimentos, com destaque para os que foram realizados a 90°C e H2SO4 a 30% em v/v, onde houve extração de 95% de ferro e concentração de até 14% de titânio considerando o balanço de massa global. Diante dos dados obtidos, a lama vermelha torna-se um material interessante para ser utilizado como fonte alternativa para obtenção de minerais de titânio, os quais são encontrados na natureza com um percentual em torno de 8%.
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Influência da incorporação da lama de alto forno em massa cerâmica para a produção de telhas
(Universidade Federal do Pará, 2018-03-29) COSTA, Roberta Lima de Souza; CANDIDO, Verônica Scarpini; http://lattes.cnpq.br/8274665115727809
A utilização de resíduos na composição mássica argilosa para produção de peças cerâmicas tem sido amplamente estudada, pois tem-se observado uma melhora significativa nas propriedades químicas e físicas dos materiais finais. Assim, este trabalho tem por objetivo avaliar a influência da incorporação de 5 e 10% em peso de lama de alto forno na massa argilosa, ambas provenientes do estado do Pará. A matéria prima e o resíduo foram inicialmente beneficiados a fim de diminuir o tamanho das partículas e, posteriormente, passados em peneira com abertura de malha igual a 325 mesh. Após essa etapa, o resíduo e a matéria-prima foram submetido a ensaios de FRX, EDS, DRX, TG/DTG, distribuição dos tamanhos das partículas, MO, MEV e determinação do limite de plasticidade e liquidez. Foram preparados corpos de prova por prensagem uniaxial de 20 Mpa para queima em um forno de laboratório, do tipo mufla, nas temperaturas de 750, 850 e 950oC. Foram avaliados, MEA, PA, AA, RLQ e resistência à flexão de três pontos. A microestrutura das cerâmicas queimadas foram avaliadas por MO, MEV e DRX. Os resultados mostraram que a lama de alto forno é constituída predominantemente de compostos de ferro, que contribui na colocação avermelhada na peça sinterizada. O resíduo apresenta uma granulometria favorável a adição em massa argilosa, não alterando as propriedades tecnológicas. Assim, concluísse que a composição com adição de 5% de lama de alto forno foi a que apresentou resultados favoráveis e exigidos por normas para a fabricação de telhas.
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Influência de aditivo polimérico no comportamento mecânico e reológico das argamassas produzidas com rejeitos industriais
(Universidade Federal do Pará, 2015-05-12) SILVA, André Luis Mileo Ferraioli; FELIPE, Augusta Maria Paulain Ferreira; http://lattes.cnpq.br/8871741271063047; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
As argamassas são consideradas como um sistema particulado em suspensão com agregado miúdo, aglomerante, água e aditivo polimérico constituinte orgânico. Fatores como granulometria, teor de cimento, cinza e aditivo em sua composição influenciam nas propriedades da argamassa tanto no estado fresco quanto no estado endurecido. Foi realizado o estudo reológico e de ensaio mecânico em argamassa elaborada para assentamento e revestimentos pela incorporação do aproveitamento de rejeito da construção civil (RCC) como agregado miúdo e cinza volante resíduo mineral proveniente da combustão das caldeiras da empresa HYDRO ALUNORTE. O presente trabalho visa desenvolver uma argamassa modificada por polimero que possua como aglomerante Cimento Portland CPII E-32RS e cinza volante e como agregado miúdo areia e RCC aditivada por poliacetato de vinila (PVA). Foi realizado o estudo da influência do cimento, da cinza, da granulométrica dos agregados e do uso de aditivo polimérico PVA nas propriedades da argamassa. Os materiais foram submetidos à caracterização física e química através de análise granulométrica, fluorescência de raio-x e FTIR. Na elaboração dos corpos de provas foi realizado o estudo de 6 traços com 5% em massa de cimento e 3 traços com 10% em massa de cimento, ambos com diferentes teores de cinza, areia, RCC e mantendo quantidade de cimento portland constante. Ainda foi avaliado a comparação das propriedades mecânicas e reológicas dos traços com e sem PVA. Os traços no estado fresco foram submetidos a ensaio reológico. Após 28 dias de cura os corpos de prova dos traços já no estado endurecido foram submetidos a ensaios de resistência mecânica a compressão, massa especifica, absorção aparente e porosidade aparente. A pesquisa demonstrou que o emprego de aditivo polimérico a base de PVA melhorou as propriedades mecânicas da argamassa elaborada com rejeitos industriais além de garantir comportamento reológico satisfatório para possível aplicação da mesma na construção civil.
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Influência do uso de resíduo do processo bayer nas propriedades térmicas e mecânicas de compósitos de base polimérica reforçados com fibra de curauá (Ananas lucidus. Mill)
(Universidade Federal do Pará, 2015-05-15) CUNHA, Edinaldo José de Sousa; QUARESMA, João Nazareno Nonato; http://lattes.cnpq.br/7826389991864785; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
Neste trabalho foram produzidos compósitos de poliéster isoftálico, utilizando-se a lama vermelha (LV) e fibras de curauá cardada (FCC) alinhadas e orientadas randomicamente, com e sem LV. Os compósitos foram fabricados pelo processo hand lay up e a moldagem por compressão. Foram produzidas placas de poliéster isoftálico, compósitos com a matriz de poliéster e LV e os compósitos com LV e FCC. Foram avaliadas as propriedades físicas, térmicas e mecânicas, dos compósitos. Constatou-se que o aumento de LV em 30% (v/v) melhora as propriedades mecânicas, térmicas e físicas dos compósitos. A adição de 25% (v/v) de FCC e LV a 5% (v/v) recupera em 84% o módulo de elasticidade comparado ao compósito com 10% (v/v) de FCC e 5% de LV. Em compósitos com 5% de FCC orientado randomicamente e 30 % (v/v) de LV apresenta recuperação de 29% do módulo de elasticidade. Em compósitos com 25% (v/v) de LV evidencia-se efetivo retardo de chama. Constata-se a influência da LV na condutividade térmica dos compósitos de poliéster isoftálico, com aumento de (92% a 0°C), (71% a 25°C) e (69% a 50°C) em compósitos com 30% de LV comparados com a matriz. A lama vermelha e a fibra de curauá podem ser insumos importantes na produção de compósitos de poliéster isoftálico, para a produção de painéis, paredes, divisórias internas e portas para construção civil.
Acesso aberto (Open Access)
Influência do uso de resíduos industriais nas propriedades mecânicas e reológicas de argamassas utilizadas na indústria da construção civil
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-21) CARDOSO, Dilson Nazareno Pereira; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/1711061955509303
O objetivo geral deste trabalho foi desenvolver materiais alternativos e aproveitáveis dentro da indústria da construção civil, abordando uma lógica de valorização e reaproveitamento de resíduos sólidos, gerados a partir de canteiros de obras de construção e demolição, bem como, o reaproveitamento de resíduos gerados da indústria minero metalúrgica e de beneficiamento mineral. Foram utilizados no trabalho os resíduos da construção civil (RCC), resíduo de minério de cobre sulfetado (RMCS) e o resíduos de caldeiras de leito fluidizado circulante a partir da combustão do carvão mineral a cinza volante (CV). As amostras desses materiais apresentaram características apropriadas, como agregado miúdo reciclado dentro da norma NBR 7211. Os materiais foram submetidos à caracterização física e química através de análise granulométrica a laser, fluorescência de raio X (FRX), Difração e raio X (DRX). As argamassas produzidas foram estudadas no estado livre, isto é, sem aditivos e também dentro da inserção de aditivo orgânico polimérico poli-acetato de vinila (PVA) e o Estireno Butadieno (SBR). As Argamassas obtidas foram caracterizados fisicamente através das análises de porosidade aparente, absorção de água, massa específica aparente e resistência a compressão axial. Também foram realizadas análises térmicas de (TG e DTG) e microscopia eletrônica de varredura - MEV. No estado fluido foram realizados ensaios reológicos a fim de avaliar o seu comportamento conforme o tempo (Tixotropia), trabalhabilidade e o modelo reológico mais representativo para seu escoamento. Os materiais desenvolvidos apresentaram propriedades técnicas aprovadas pelas das normas da ABNT, fazendo com que se adequem a certos tipos de aplicações, em termos de assentamento e revestimento de paredes, pisos e placas cerâmicas, respeitando as características técnicas destes materiais.
Acesso aberto (Open Access)
Reciclagem de resíduo a partir de cinzas de carvão mineral: produção de argamassas
(Universidade Federal do Pará, 2001-07-06) SIQUEIRA, Jacilene Siqueira de; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; SOUZA, Célio Augusto Gomes de; http://lattes.cnpq.br/0800747860976046
Este trabalho tem como objetivo avaliar a possibilidade de aproveitamento do resíduo obtido a partir da combustão do carvão mineral em caldeiras de leito fluidizado, de uma refinaria de alumina no estado do Pará. Neste contexto, foi avaliada a incorporação de cinzas volantes, como pozolana, em substituição parcial do cimento na produção de argamassas. Para tanto, foram elaborados corpos de prova utilizando-se o cimento do tipo Portland CPII-E-32. As misturas foram definidas na proporção 4:1, ou seja, 4 partes de agregado (sílica) e 1 parte de aglomerante (cimento e cinza), com a inserção de cinza nos teores de 10, 20, 30, 40 e 50 em porcentagem com relação ao cimento, além da argamassa sem adição. Foram definidas duas relações água/aglomerante, 0,4 e 0,8. Após tempo de cura de 7 e 28 dias, foram feitos testes de resistência à compressão para análise de comportamento. Além disso, as argamassas com a relação água/aglomerante 0,8 foram sujeitas a análises complementares de Difração de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, cujos resultados obtidos mostraram-se compatíveis quando comparados com os dados da literatura, demonstrando ser viável a aplicação das cinzas estudadas na indústria da construção civil.
Acesso aberto (Open Access)
Sinterização de pelotas de argila, carvão vegetal e cinza volante de caldeira em uma célula de combustão de leito fixo: análise da propagação da frente de reação de combustão no leito
(Universidade Federal do Pará, 2016-05-20) MELO, Alvino Oliveira; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505; MARTINS, Marcio Ferreira
Uma das grandes preocupações da humanidade atualmente gira em torno da preservação do meio ambiente, buscando-se, constantemente, por meio de estudos e pesquisas, alternativas que encontre um equilíbrio de convivência entre o homem e a natureza. Normalmente, as indústrias em geral, produzem resíduos, na sua maioria tóxicos, que prejudicam o meio ambiente, o homem e demais diversidades de vidas nele inseridas. Levando-se em consideração o contexto exposto acima, este trabalho faz um estudo de evolução da temperatura de combustão de uma mistura, em proporções previamente definidas, da cinza volante de caldeira proveniente de indústrias localizadas no Estado do Pará, argila proveniente das margens do Rio Guamá e carvão vegetal adquirido na região metropolitana de Belém-Pa. Os experimentos foram realizados em um reator de combustão, adquirido pelo Programa de Pós - Graduação em Engenharia de Recursos Naturais da Amazônia com a finalidade de avaliar-se o perfil de temperaturas de cada experimento durante o processo de combustão e se os valores dessas temperaturas seriam suficiente para desencadear o processo de sinterização das pelotas. Para realização dos experimentos, parâmetros como a velocidade de entrada do fluido (ar), diâmetros das pelotas (mistura de cinza volante, carvão vegetal, e argila moídos) e a granulometria do carvão vegetal cominuído, utilizado como combustível sólido, foram variados para cada experimento. O histórico de temperaturas foram registrados por um instrumento de aquisição de dados identificado como Paperless Recorder - PHL, e posteriormente plotados para análises. Foram obtidas temperaturas variando em uma faixa de 800 ºC a 1200 ºC que são valores suficientes para desencadear o processo de sinterização das pelotas. Os dados gerados pelo reator de combustão foram registados pelo "Paperless Recorder - PHL" e comparados com os resultados obtidos numéricamente.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese e caracterização de geopolímeros, a partir de argila, caulim ferruginoso e cinzas volantes - classe c
(Universidade Federal do Pará, 2021-08-12) PREZA, Carmen Raiza Aires Soares; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
A alta demanda no ramo da construção civil, tem ocasionado um cenário negativo ao meio ambiente. Com isso, pesquisas surgem com o objetivo de descobrir alternativas sustentáveis à tecnologia já existente. Pensando nisso, pode-se abrandar a situação com algumas das técnicas que existem há milênios e ainda têm relevância. Estudos sobre geopolímeros estão em crescente expansão, principalmente em países desenvolvidos. A principal aplicação desse material, composto por minerais e resíduos da indústria, é a substituição ao cimento Portalnd. Assim, este trabalho teve como propósito produzir geopolímeros com propriedades físico-químicas superiores. A elaboração de geopolímeros foram direcionadas a partir de diferentes concentrações de argila/cinzas volantes e caulim ferrítico/cinzas volantes. As matérias-primas foram analisadas in natura e calcinadas a 600ºC e 800ºC /2 horas, utilizando difração de raio –X, fluorescência de raios –X e análise granulométrica a laser. Os resultados demonstraram que as matérias-primas são tecnologicamente viáveis para o estudo, devido aos seus teores de SiO2 e Al2O3, sendo: 63,89 % e 16,65 % para a argila; 38,57 % e 36,85 % para o caulim ferrítico; e 42,53 % e 16,40 % para cinzas volantes, respectivamente. As matérias-primas apresentaram granulometrias finas, sendo mais reativas. Os geopolímeros A3 (80 % de argila/20 % de cinza volante) e C3 (80 % de caulim/20 % de cinza volante), apresentaram os melhores resultados para resistência a compressão, 13,19 MPa e 31,22 MPa, no 28º dia, respectivamente. Os valores encontrados estão dentro dos limites encontrados para alguns cimentos Portland.
Acesso aberto (Open Access)
Transporte pneumático fluidizado: estudos de casos aplicados à indústria do alumínio primário
(Universidade Federal do Pará, 2011-08) VASCONCELOS, Paulo Douglas Santos; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
Este trabalho é uma contribuição à ciência e à aplicação da tecnologia desenvolvida sobre leito e transporte fluidizado de materiais particulados usados nos processos industriais. No caso de leitos fluidizados desenvolveu-se uma equação semi-empírica para predição da velocidade mínima de fluidização da alumina fluoretada, pó de crosta e outros materiais particulados usados nos processos industriais com resultados bastantes satisfatórios comparados com os resultados experimentais em relação às equações disponíveis na literatura. Estudou-se também o comportamento dos ângulos de repouso e de fricção interno interpartículas propondo-se equações constitutivas para esses ângulos para alumina fluoretada como função da velocidade superficial de fluidização. Em uma segunda etapa propõem-se uma equação para predição da capacidade de transporte de calhas e tubos fluidizados com resultados de boa qualidade em relação aos experimentos realizados nos tubos fluidizados. Este tubo fluidizado por sua concepção pode operar em ângulos ascendentes em relação ao plano horizontal sendo uma contribuição tecnológica desta tese para diminuição da taxa kWh/ton de material particulado manuseados nos processos industriais.