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Absorção de gases da queima de combustíveis fósseis em torre de recheio estruturado utilizando lama vermelha
(Universidade Federal do Pará, 2013-03-11) SANTOS, Iara Ferreira; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; SOUZA, Célio Augusto Gomes de; http://lattes.cnpq.br/0800747860976046
A produção de alumina pelo processo Bayer produz de 1 a 3 toneladas de resíduo por tonelada de alumínio. Esse resíduo é denominado lama vermelha, composto de minerais não solúveis em hidróxido de sódio concentrado, como hematita e outros óxidos férreos, quartzo e óxidos de titânio. A lama vermelha possui em sua composição variados teores de NaOH, dependendo especificamente da planta industrial utilizada. A proposta desse trabalho é avaliar o processo de absorção de gases provenientes de uma caldeira em contracorrente com uma suspensão de lama vermelha a 27%, em torre spray e em torre de recheio estruturado. Foram realizados experimentos variando-se o tipo de torre de absorção, temperatura da fase líquida e teor de sólidos na fase líquida para avaliar a redução do teor dos gases de combustão na saída da torre de absorção e a variação do pH de acordo com o tempo de operação, para que fosse possível identificar o tempo necessário para que ocorra a neutralização da lama vermelha, bem como a redução no teor de dióxido de carbono, para isso foram realizadas medições dos teores de gases na entrada e na saída da torre de recheio estruturado, bem como medições de temperatura e pH. A absorção de CO2 presente no gás de combustão pela suspensão de lama vermelha se dá pelo processo da carbonatação, no qual o gás reage com o NaOH presente na lama vermelha, sendo a água o catalisador. Os resultados obtidos após os experimentos foram satisfatórios, e concluiu-se que o processo realizado nas torres de absorção é eficiente para a diminuição do pH da lama vermelha e a redução do teor de CO2 liberado para a atmosfera, promovendo um ganho duplo para o meio ambiente.
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Absorção do dióxido de carbono por resíduo de bauxita em torres de absorção
(Universidade Federal do Pará, 2013-03-04) BOTELHO, Fernando Aracati; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
Um dos problemas ambientais mais discutidos atualmente no cenário mundial são o aquecimento global e suas implicações. Apesar de o efeito estufa ser um fenômeno natural, o aumento nas emissões de gases como o CO2 proveniente do processo de combustão, pode favorecer o seu agravamento. Seguindo essa vertente, existe o interesse na realização de pesquisas para minimizar a liberação deste gás na atmosfera. Este trabalho, tem por finalidade estudar o processo de absorção do dióxido de carbono pela fase aquosa do resíduo de bauxita (soda e íons dissolvidos em solução) em torre de aspersão e em torre de selas randômicas (ambas em escala piloto), bem como verificar a alteração do pH nesse processo de absorção para ambas as torres. Avaliar a alteração do pH e a capacidade de absorção do CO2, considerando as seguintes variáveis: O tipo de torre de absorção, o uso do sobrenadante como meio absorvente e o uso da suspensão aquecida por resistências. Os resultados mostraram que a suspensão do resíduo de bauxita absorveu quantidade significativa de CO2, tanto na torre de aspersão quanto na torre de selas. A taxa de absorção média ficou em torno de 8,42% para a torre de aspersão e 9,34% para a torre de selas. A capacidade de carbonatação da suspensão à 27%-p ficou em torno de 33,3 Kg CO2 por tonelada de resíduo e houve uma redução substancial da alcalinidade do resíduo através da reação com os efluentes gasosos, com uma diminuição média de 4,0 e 3,5 unidades de pH para a torre de selas e de aspersão respectivamente.
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Adsorção de lixiviado em carvão de caroço de açaí (Euterpe Olerácea)
(Universidade Federal do Pará, 2019-05-23) LESSA, Luana Cristina Pedreira; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065; ALMEIDA, Hélio da Silva; http://lattes.cnpq.br/0071472719215354
Neste estudo investigou-se a adsorção de lixiviado em papel de filtro com adsorvente em pó (carvão de açaí e lama vermelha) e a adsorção de lixiviado previamente filtrado e posteriormente adsorvido em coluna de adsorção com leito fixo granular (carvão de açaí). O carvão utilizado é de origem vegetal gerado via processo de craqueamento termo-catalítico de caroço de açaí (Euterpe Olerácea), impregnado com hidróxido de sódio 2 mol.L-1 (NaOH). Os caroços de açaí foram coletados de estabelecimentos comerciais localizados no bairro do Guamá no município de Belém-PA. O lixiviado foi coletado no Central de Processamento e Tratamento de Resíduos Urbanos – CPTR em períodos considerando a sazonalidade da região. Obteve-se que para a caracterização físico-química do lixiviado bruto a sazonalidade interfere nas concentrações do lixiviado. Os valores médios da relação de DBO5/DQO indicam que o lixiviado possui elementos recalcitrantes e com característica de baixa biodegradabilidade. Com o emprego da lama vermelha nos ensaios preliminares de adsorção concluiu-se que é um passivo ambiental a ser considerado para tratamento de lixiviado por adsorção, uma vez que reduziu a concentração de sólidos totais. Nos ensaios preliminares de adsorção realizados em batelada em série e nos ensaios de adsorção em coluna também em série ocorreram a lixiviação de carvão de açaí no efluente a ser adsorvido, aumentando assim a concentração de sólidos totais no efluente final. Após ensaios de adsorção em coluna de adsorção houve aumento nos valores de pH, alcalinidade e sólidos totais, entretanto, ocorreu a redução das concentrações de DQO e cloreto. Os gráficos de carta de controle, para a variação da concentração de DQO ao longo do tempo, mostraram que os processos de adsorção se mantiveram sob o controle segundo o método. A adsorção à massa de 1000 g de lixiviado filtrado apresentou o melhor percentual de eficiência de remoção para DQO, com 75%. O modelo de isoterma de adsorção que foi melhor ajustado aos dados experimentais após linearização foi o modelo de Freundlich, com R2 de 0,9985. Entretanto, por esse modelo a isoterma de adsorção foi considerada como desfavorável, ou seja, a altas concentrações de soluto o carvão não realiza adsorção favorável. Os resultados obtidos denotam viabilidade técnica de tratamento de lixiviado mediante o emprego do carvão de açaí impregnado com NaOH a 2 mol.L-1 e lama vermelha bruta.
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Caracterização das propriedades de fluxo da lama vermelha para fins de dimensionamento de silos: aplicação para tremonhas cônicas
(Universidade Federal do Pará, 2013-10-07) LOBATO, Júlio César Mendes; MESQUITA, André Luiz Amarante; http://lattes.cnpq.br/1331279630816662
Um dos fatores que afetam o fluxo de produtos sólidos em silos é o teor de umidade, o qual se destaca por favorecer a formação de arcos coesivos. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho focou a determinação das propriedades de fluxo do produto lama vermelha e sua classificação quanto à sua escoabilidade em função da variação do teor de umidade. Tendo os teores de umidade influência no escoamento em tremonhas cônicas revestidas de chapas metálicas lisas e UHMW (Polietileno de Ultra Alto Peso Molecular). Nesse intuito se utilizou o aparelho de cisalhamento direto “Jenike Shear Cell”, juntamente com três superfícies (acrílico, metálica e de UHMW) de parede. Para determinar o fator de fluxo da tremonha e o ângulo de inclinação com a horizontal, recorreu-se a metodologia gráfica proposta por Jenike para fluxo mássico. E na determinação do diâmetro mínimo da moega, aplicaram-se as equações propostas por Jenike e Enstad. Verificou-se que a lama vermelha é coesiva e possui fluxo do tipo difícil, com pouca variação para os teores de umidades estudados. A rugosidade das paredes testadas teve uma suave influência na inclinação da tremonha. Enquanto os resultados do diâmetro da moega sofreram variação em relação aos níveis de umidade analisados para a lama vermelha. A partir das observações feitas para o escoamento no silo modelo de acrílico se verificou que a medida que se eleva o teor de umidade mais difícil se torna o fluxo do produto lama vermelha.
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Caracterização mineralogica do agregado obtido a partir da lama vermelha do processo bayer
(Universidade Federal do Pará, 2014-12-27) REIS, André Wilson da Cruz; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673; MARTELLI, Marlice Cruz; http://lattes.cnpq.br/1213009262936026
As atividades industriais cada vez mais geram uma grande quantidade de resíduos e subprodutos, sendo armazenados no meio ambiente, apresentando características físico-químicas que podem na maioria das vezes serem reutilizadas. A lama vermelha, resíduo do processo Bayer, vem sendo estudada para o uso na produção de agregados sintéticos, que tem como finalidade substituir os agregados naturais utilizados na construção civil. Este trabalho estuda as características físico-químicas e mineralógicas dos agregados sintetizados a partir da mistura da lama vermelha, argila, areia e carvão vegetal em 4 composições, variando as quantidades de lama vermelha e argila. As matérias primas foram pré-tratadas e analisadas por fluorescência de Raios-X, difração de Raios-X, Análise térmica e granulométrica. As amostras foram calcinadas a 1200ºC por 4 horas. Em seguida submetidas a análises por difratometria de Raios-X, fluorescência de Raios-X, análise térmica diferencial e microscopia eletrônica de varredura para caracterização e testes físicos. Para o estudo da observação de mullita no agregado sintético foram confeccionados corpos de prova embutidos em resina e adição de HF a 5% por 3 e 4 minutos. O material após a sinterização apresentou, massa especifica aparente média abaixo de 2 g\cm3, fases cristalinas principais por DRX quartzo e hematita e pode ser observada a presença de mullita a partir do tratamento com HF.
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Concreto com utilização de agregado graúdo sintético produzido a partir da lama vermelha: estudos de dosagem, propriedades e microestrutura
(Universidade Federal do Pará, 2013-08-13) ROSÁRIO, Kátia Alrelhia do; MACEDO, Alcebíades Negrão; http://lattes.cnpq.br/8313864897400179
Atualmente questões relacionadas à sustentabilidade tem ganhado destaque no cenário mundial nos mais variados setores da sociedade. Diversos pesquisadores (LIMA, 2006; HILDEBRANDO, 1998; SOUZA, J., 2010; ROSSI, 2009, etc.) têm tentado propor uma interação entre a indústria da construção civil e aquelas que desenvolvem atividades de beneficiamento e produção mineral, como por exemplo, as de beneficiamento de bauxita. Neste contexto, encontrar uma viabilidade para o aproveitamento de um resíduo gerado em grandes quantidades e sem nenhuma utilidade seria contribuir com a preservação do meio ambiente, na medida em que se reduziria o consumo de recursos provenientes de fontes naturais e aumentaria a oferta de insumos no mercado da construção. Neste trabalho será abordada a viabilidade de produção de um concreto, que apresente características que o torne próprio ao uso como insumo na indústria da construção civil, por meio da utilização de um agregado sintético obtido a partir da lama vermelha (resíduo do beneficiamento da bauxita). De acordo com o programa experimental executado, os agregados, bem como, os concretos produzidos tiveram suas propriedades analisadas, objetivando estudar o processo de produção e dosagem respectivamente. Nos agregados foram realizadas análises de: porosidade aparente, absorção de água, massa específica aparente e abrasão Los Angeles e nos concretos, trabalhabilidade, massa específica no estado fresco e no endurecido, resistência à compressão axial, resistência à tração por compressão diametral, tração na flexão, absorção de água e módulo de elasticidade. Ressalta-se que foi dada significativa importância à zona de transição pasta/agregado, por meio de análise da microestrutura dos concretos produzidos. Análise esta realizada por meio dos ensaios de: Porosimetria por Intrusão de Mercúrio (PIM) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados das análises dos agregados sintéticos e dos concretos produzidos apresentaram resultados satisfatórios, demonstrando que estes apresentam potencial para uso na indústria da construção civil.
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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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Desenvolvimento de uma estrutura sanduíche de base polimérica, produzida com resíduos das indústrias de mineração e metalurgia, para aplicação como painel divisório de ambientes internos na construção civil
(Universidade Federal do Pará, 2016-07-05) MIRANDA, Rossana Martins; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
A pesquisa propôs o aproveitamento de resíduos sólidos da indústria regional de mineração e metalurgia do caulim e da bauxita em um compósito em estrutura sanduíche para aplicação como painel divisório de ambientes internos. A lâmina da estrutura sanduíche foi constituída de uma matriz de poliéster insaturada, tela dupla de juta, e 20% em massa do poliéster de resíduo de caulim e, o núcleo da estrutura, de poliuretano expansivo e lama vermelha (resíduo do processamento da bauxita para obtenção da alumina), em porcentagens 0% a 50% em massa da resina de PU (variando de 10 em 10%), totalizando 6 tratamentos diferentes. Os ensaios realizados foram os seguintes: de massa específica da lâmina da estrutura sanduíche (ASTM C271/271M – 11), de massa específica aparente (MEA) da estrutura sanduíche, de porosidade aparente (PA) da estrutura sanduíche, de tração na lâmina da estrutura (ASTM D5083-10), de tração transversal na estrutura sanduíche (ASTM C297/C297M - 04), de compressão longitudinal na estrutura sanduíche (ASTM C364/C364M–07), de compressão transversal na estrutura sanduíche (ASTM C365/C365M – 11a), de flexão por três pontos na estrutura sanduíche (ASTM D7250/D7250M – 06 e ASTM C393/C393M – 11), de impacto Charpy na estrutura sanduíche (ASTM D6110 – 10), de flamabilidade na lâmina e na estrutura sanduíche (UL 94 - 96) e de perda de transmissão sonora na estrutura sanduíche (ISO 140-3:1995 - E). Os resultados indicaram que a escolha de matrizes poliméricas foi apropriada para uma das características principais de uma estrutura sanduíche, que é a redução de peso, principalmente quanto à utilização da resina de poliuretano expansiva no núcleo. O incremento da lama vermelha não contribuiu para um aumento significativo da massa específica aparente da estrutura. O resíduo do caulim aumentou a resistência à tração na lâmina. O incremento da lama vermelha diminuiu as resistências à tração transversal, à flexão e ao impacto na estrutura. Quanto às compressões longitudinal e transversal na estrutura, o incremento na concentração de lama vermelha não influenciou nesses resultados, somente o acréscimo da lama vermelha diminuiu a resistência da estrutura sanduíche no primeiro ensaio e aumentou a resistência da mesma no segundo ensaio. A alta flamabilidade do PU foi retardada por ter sido enclausurado pelas lâminas de poliéster e resíduo de caulim, comprovando que esse resíduo apresenta propriedade de retardante de chama e quanto ao ensaio de perda de transmissão acústica, o incremento de lama vermelha aumentou a perda até a concentração de 20%, depois, ficou estabilizada em 25 dB (STC) até os 50% de lama. O material, como um todo, apresentou característica de uma estrutura sanduíche, com um núcleo de baixa massa específica, contribuindo para a redução de peso da estrutura e de lâminas de maiores resistências, que proporcionaram ao compósito a funcionalidade estrutural desejada de um painel divisório de ambientes internos.
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Desenvolvimento de unidade piloto de transferência de massa gás/líquido: redução da reatividade do resíduo da indústria de alumina através da reação com gases de combustão
(Universidade Federal do Pará, 2013-02) VENANCIO, Luis Carlos Alves; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
O refino de bauxita utilizando o processo Bayer produz de 0,7 a 2,0 t do resíduo conhecido como lama vermelha e cerca de 1,0 t de CO2 para cada tonelada de alumina produzida. O resíduo de bauxita apesar de não ser particularmente tóxico, apresenta riscos ao meio ambiente devido ao grande volume e a sua reatividade. De acordo com a tecnologia mais recente tem parte da umidade removida e é empilhado em depósitos impermeáveis especialmente construídos. Mais de 95% do resíduo de bauxita que já foi produzido no mundo (2,6 Bt até 2007) foi descartada, principalmente em depósitos em terra. Esta tese mostra o projeto, a construção e a operação de uma unidade de transferência de massa gás líquido em escala piloto com o objetivo de testar a redução da reatividade do resíduo de bauxita através da reação com gás de combustão. Como ganho adicional há a redução da emissão de dióxido de carbono e dióxido de enxofre. Esta unidade, composta por três reatores, foi projetada de modo a consumir o mínimo de energia, utilizar os efluentes da maneira mais eficiente possível e minimizar o custo de investimento. Foram realizados 25 experimentos com duração de 80 a 520 minutos cada um. Os gases foram analisados com o uso de sensores eletroquímicos e infravermelho não dispersivo na entrada e saída. O pH foi mensurado durante e após a reação de modo a avaliar os resultados curto e longo prazo bem como a estabilidade das reações. Foi demonstrada a viabilidade de reagir o resíduo de bauxita com os gases provenientes da combustão de fontes fósseis da própria refinaria sem processamento prévio com o pH de estabilização atingindo 10,5.
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Efeito da adição de lama vermelha como carga nas propriedades mecânicas de compósitos de poliéster insaturado reforçado com fibra natural de curauá (Ananas erectifolius)
(Universidade Federal do Pará, 2013-06-11) OLIVEIRA, Mauro Júnior Aires de; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
Atualmente, devido à necessidade crescente de materiais de bom desempenho mecânico e devido questões ambientais, busca-se cada vez mais a substituição de fibras sintéticas usadas em compósitos (como a fibra de vidro) por fibras naturais. Uma fibra natural que já vem sendo utilizada pela indústria automobilística é a fibra de Curauá (Ananas erectifolius) e apresenta excelente resistência à tração. Na expectativa de melhorar certas propriedades dos compósitos e de reduzir a quantidade de resina, e desse modo o custo, busca-se também o uso de cargas incorporadas à matriz dos compósitos. Em trabalhos recentes têm-se estudado a lama vermelha (resíduo da indústria da bauxita) como carga devido sua alta disponibilidade e baixo custo, além de ser uma resíduo potencialmente perigoso para o ambiente. O objetivo desse trabalho foi analisar os efeitos da adição de lama vermelha em compósitos de poliéster reforçados com fibras naturais de Curauá (Ananas erectifolius). Os resultados mostraram que a utilização da lama vermelha como carga em proporções volumétricas maiores ou iguais a 20% e fibra de curauá em fração volumétrica de 5% provocou um efeito de reforço significativo.
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Estudo da extração de compostos de ferro da lama vermelha visando a extração e/ou recuperação de compostos de titânio
(Universidade Federal do Pará, 2012-04) MAGALHÃES, Edilson Marques; MACÊDO, Emanuel Negrão; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
As principais preocupações com relação à geração de resíduos estão voltadas para os efeitos que estes materiais podem ter sobre a saúde humana e sobre o meio ambiente, uma vez que os resíduos perigosos produzidos pelas indústrias precisam particularmente de atenção e cuidado, pois quando incorretamente gerenciados, tornam-se uma grave ameaça ao meio ambiente. Neste contexto, este trabalho mostra os estudos realizados visando a reciclagem da lama vermelha como matéria-prima para a obtenção de compostos de titânio. O estudo abrange três rotas hidrometalúrgicas: lama vermelha calcinada a 900°C (LV900), lama vermelha sem tratamento térmico (LV-STT) e lama vermelha sinterizada em atmosfera redutora (LV1300). Os experimentos de lixiviação foram realizados com valores de temperaturas de 60, 80 e 90 °C e concentrações de ácido sulfúrico de 20 e 30% em volume. Junto com o estudo de lixiviação foi realizada a modelagem matemática do processo de lixiviação. Os estudos realizados neste trabalho mostram que a lama vermelha pode ser aplicada como fonte de matéria-prima alternativa para a concentração e posterior recuperação de compostos de titânio. A modelagem cinética dos dados das curvas de extração em função do tempo e o modelo matemático desenvolvidos no presente trabalho mostram que a reação química é a etapa que descreve esses ensaios de lixiviação. Os modelos desenvolvidos também possibilitaram a obtenção de parâmetros cinéticos, tais como: energia de ativação e as velocidades das reações químicas do processo de lixiviação.
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Estudo da obtenção de biocombustíveis a partir da rota tecnológica de craqueamento utilizando carbonato de sódio e lama vermelha como catalisadores
(Universidade Federal do Pará, 2013-12-26) OLIVEIRA, Romero Moreira de; MOTA, Silvio Alex Pereira da; http://lattes.cnpq.br/2688995977218366; MACHADO, Nelio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Neste trabalho foi estudado o processo de destilação do produto líquido orgânico, obtido no craqueamento catalítico do óleo de palma (Elaeis guineensis, Jacq) bruto em escala piloto, empregando os catalisadores carbonato de sódio (Na2CO3) e a lama vermelha, variando o percentual de catalisador em 10% m/m e 15% m/m em relação à matéria prima utilizada, sendo fixada uma temperatura operacional de 450ºC, visando obter frações de biocombustíveis (bio-gasolina, bio-querosene e bio-óleo) semelhantes aos combustíveis derivados do petróleo. Os catalisadores foram submetidos a um pré-tratamento de desidratação durante 2 horas em uma estufa à 300ºC, posteriormente foram realizadas as análises de DRX, IR e TG. Quanto à matéria prima, foram realizadas análises físico-químicas, visando à caracterização do óleo de palma. Os produtos líquidos orgânicos (PLOs) obtidos foram submetidos a operações unitárias de separação, decantação e filtração simples em escala de bancada, para posteriormente serem realizadas análises físico-químicas e composicionais. Os PLOs foram destilados em uma coluna Vigreux de seis (06) estágios, e as frações condensadas foram coletadas de acordo com as faixas de destilação da gasolina (60ºC - 190ºC), querosene (190ºC - 235ºC) e diesel (235°C - 370ºC), para posteriormente serem caracterizadas. Verificou-se uma melhor eficiência para o catalisador carbonato de sódio a 15% m/m quanto a redução do índice de acidez, cerca de 1,7 mgKOH/g, assim como uma conversão mássica de 97% do óleo em PLO, notou-se também que, ao aumentar a quantidade de catalisador, isto favoreceu a obtenção de um produto final com uma melhor qualidade. A lama vermelha por outro lado, apresentou rendimentos de até 64% m/m e produtos com baixa acidez cerca de 62,90 mgKOH/g, comparando este resultado com dados encontrados na literatura. A partir dos resultados finais, verificou-se a eficiência dos catalisadores, no qual o catalisador carbonato de sódio forneceu produtos com baixa acidez e com boas características para uso como combustível.
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Estudo do processo de craqueamento termocatalítico do óleo de palma (Elaeis guineensis) com lama vermelha calcinada e alumina ativada em reatores de bancada e batelada
(Universidade Federal do Pará, 2015-05-29) LOURENÇO, Rafael Martins; BORGES, Luiz Eduardo Pizarro; http://lattes.cnpq.br/8756886156388456; MACHADO, Nelio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
No presente trabalho, visou-se estudar o processo de craqueamento termocatalítico do óleo de palma para a produção de biocombustíveis. No desenvolvimento desse estudo foram realizados craqueamentos nas Escalas de Bancada e Semipiloto. Inicialmente, foram realizados testes de craqueamento com catalisadores básicos (Lama Vermelha; Lama Vermelha Calcinada a 550ºC; Lama Vermelha Calcinada a 800ºC; Lama Vermelha Calcinada a 1000ºC; Alumina Ativada (AA) com solução de NaOH a 20% e Alumina Ativada (AA) com solução de NaOH a 30%) e ácido (Alumina não ativada) na Escala de Bancada utilizando como matéria-prima o óleo de palma. Antes dos catalisadores mencionados serem utilizados nos craqueamentos termocatalíticos, eles foram submetidos às seguintes análises: Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR); Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV); Difração de Raios-X (DRX) e B.E.T com o intuito de caracterizá-los. Os resultados obtidos na Escala de Bancada mostraram que os Produtos Craqueados Brutos (PCB’s) conseguidos nos craqueamentos termocatalíticos do óleo, utilizando como catalisadores 15% de Lama Vermelha Calcinada a 800 ºC e 15% de AA com solução de NaOH a 20%, tiveram uma redução significativa nos seus Índices de Acidez (IA’s) quando comparados com os IA’s dos craqueamentos térmico e termocatalíticos realizados com os outros catalisadores. Na Escala Semipiloto foram desenvolvidos os craqueamentos termocatalíticos com os melhores resultados obtidos, na Escala de Bancada, entre as Lamas Vermelhas Calcinadas ou não em diferentes concentrações (15% de Lama Vermelha Calcinada a 800 ºC) e entre as Aluminas Ativadas ou não em concentrações diversas (15% de AA com solução de NaOH a 20%) em relação aos IA’s, além do craqueamento térmico que também foi reproduzido nessa escala. Parte dos produtos obtidos na Escala Semipiloto foi submetida à destilação em Escala de Bancada visando obter frações correspondentes às faixas: da gasolina, do querosene, do diesel leve e do diesel pesado. A análise de RMN de 13C, realizada sobre os dieseis dos craqueamentos térmico e termocatalítico com 15% de Lama Vermelha Calcinada a 800 ºC comprovou que eles são formados basicamente por ácidos graxos de cadeias longas. Além disso, os GC-MS realizados na faixa de corte da gasolina (40ºC-175ºC) comprovaram que as três gasolinas analisadas apresentaram a formação de hidrocarbonetos parafínicos, olefínicos e naftênicos.
Acesso aberto (Open Access)
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.
Acesso aberto (Open Access)
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%.
Acesso aberto (Open Access)
Influência da sílica e da temperatura nas propriedades físicas dos agregados sintéticos produzidos com resíduo do processo bayer
(Universidade Federal do Pará, 2019-03-21) SANTOS, Diego Hildebrando dos; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968
A utilização de resíduos da indústria de mineração e metalurgia tornou-se indispensável, para que este segmento industrial se insira no conceito de desenvolvimento sustentável. O trabalho mostra uma aplicação para o resíduo gerado pelo processo de produção da alumina metalúrgica (lama vermelha) que, em mistura com outros materiais como sílica e argila, produzem um material com resistência mecânica e massa específica, que pode ser comparada aos agregados naturais utilizados pela indústria de construção civil. Nesta pesquisa as matérias-primas foram submetidas à análise difração de raios X (DRX) e fluorescência de raios X (FRX) e o produto final sinterizado foi caracterizado utilizando as técnicas de microscopia eletrônica de varredura e as fases constituintes determinadas por DRX. Os agregados sintéticos produzidos apresentaram resultados satisfatórios nos corpos de prova sinterizados a 1300 °C, obtendo agregados pesados com 10 % de sílica e agregados com valores abaixo de 2,0 g/cm3 com as amostras de 20 % e 30 % de sílica, caracterizando assim o agregado como leve, indicando desta forma que o teor de sílica, a quantidade de argila e os óxidos presentes na lama vermelha reagem de forma satisfatória para a formação de uma fase vítrea que dará aos agregados características importantes como a porosidade e a resistência mecânica.
Acesso aberto (Open Access)
Influência da temperatura de calcinação na redução da hematita e na liberação do titânio na lama vermelha (resíduo do processo bayer)
(Universidade Federal do Pará, 2016-12-26) VIEGAS, Bruno Marques; MAGALHÃES, Edilson Marques; CV: http://lattes.cnpq.br/1570353513360972; MACÊDO, Emanuel Negrão; http://lattes.cnpq.br/8718370108324505
Neste trabalho foi proposto uma rota tecnológica visando a redução da hematita à magnetita e a liberação do titânio presente na lama vermelha oriunda da Hydro Alunorte. As análises de fluorescência e difração de raios X mostraram que a lama vermelha apresenta em sua composição aproximadamente 5% de óxido de titânio como anatásio e 28% de óxido de ferro nas formas de hematita e goethita. Sendo assim, a rota proposta possibilitará a obtenção de um material com características magnéticas o qual poderá ser utilizado como fonte de titânio após a extração dos compostos de ferro de forma magnética. Dessa forma, foi realizada a redução da hematita à magnetita, através de tratamento térmico em atmosfera redutora. Para a realização desta, foram realizadas misturas em diferentes concentrações de lama vermelha e carvão vegetal. Essas misturas foram calcinadas nas temperaturas de 500, 600 e 1000 ºC durante 2 horas. Em seguida, foram realizadas análises de difração de raios X, as quais mostraram que a hematita foi reduzida à magnetita em todas as condições experimentais e que para as misturas calcinadas a 1000 ºC, além da formação da magnetita, houve também a da maghemita. Através de análises de espectroscopia raman e microscopia eletrônica de varredura, verificou-se que para as temperaturas de calcinação de 500 e 600 ºC o titânio permaneceu na forma livre de anatásio, porém para a calcinação a 1000 ºC este passou para a forma combinada com ferro (ilmenita). A rota tecnológica possibilitou a formação de magnetita a partir da lama vermelha, a qual pode vir a ser extraída com a utilização de um separador magnético.
Acesso aberto (Open Access)
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)
Produção de biocombustíveis um craqueamento termo-catalítico de gordura residual com lama vermelha ativada quimicamente como catalizador
(Universidade Federal do Pará, 2019-12-04) OLIVEIRA, Romero Moreira de; SOUZA, José Antônio da Silva; http://lattes.cnpq.br/6157348947425968; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/4688021995450878
Neste trabalho se realizou estudo da obtenção de biocombustíveis pelo processo de craqueamento termocatalítico em escala piloto, da gordura residual proveniente das caixas de gordura do restaurante universitário da Universidade Federal do Pará (RU-UFPA), empregando como catalisador a lama vermelha ativada. A gordura residual utilizada nos experimentos foi tratada por operações de peneiramento, decantação, desidratação e armazenamento, para posteriormente ser introduzida no reator de craqueamento. A lama vermelha foi submetida a um pré-tratamento de desidratação em uma estufa a 100°C durante 24 horas, depois sujeita a um tratamento químico com solução de ácido clorídrico (HCl) nas concentrações 0,5M, 1M e 2M. Posteriormente foi realizada a calcinação deste material a 1000°C durante 2 horas, para assim ser aplicada como catalisador nas proporções 5%, 10% e 15% m/m. O processo de craqueamento foi realizado a temperatura fixa de 550°C, e o PLO gerado foi coletado por tempo de reação aos 20, 40, 60 e 80 minutos, estes então foram caracterizados e submetidos à destilação fracionada. A destilação foi realizada em uma coluna Vigreux com 12 estágios, e as frações condensadas foram coletadas de acordo com as faixas de destilação da gasolina (45ºC-175ºC), querosene (175ºC-235ºC), diesel leve (235°C-305ºC) e diesel pesado (>305°C), para finalmente serem caracterizadas. O maior rendimento (PLO + gás) com 90%, foi obtido no experimento 5, o qual foi executado com 15% m/m catalisador tratado a 1M de HCl, apresentando também os biocombustíveis com melhores características físico-químicas como o índice de acidez da gasolina no ponto 4 (9,4 mg KOH/g), e composicionais com máxima de 92,91% de hidrocarbonetos totais para o querosene.
Acesso aberto (Open Access)
Produção de biocombustíveis via craqueamento térmico-catalítico de resíduos sólidos de caixas de gordura com carbonato de sódio e lama vermelha ativada termicamente
(Universidade Federal do Pará, 2015-04) ALMEIDA, Hélio da Silva; MENDONÇA, Neyson Martins; http://lattes.cnpq.br/7534816053779593; MACHADO, Nélio Teixeira; http://lattes.cnpq.br/5698208558551065
Este trabalho teve o objetivo precípuo de estudar a obtenção de biocombustíveis a partir do processo de Craqueamento Térmico-Catalítico em escala piloto, a partir da gordura residual removida das caixas de gordura do restaurante universitário da Universidade Federal do Pará (RU-UFPA). A gordura residual foi coletada e tratada por peneiramento, desidratação e decantação, e introduzida na unidade piloto de craqueamento. Foram utilizados como catalisadores o carbonato de sódio e a lama vermelha ativada termicamente a 1000C°, material rejeito da produção de alumina da empresa Hydro-Alunorte, que também se trata de um passivo ambiental. Após o craqueamento, o Produto Líquido Orgânico obtido foi caracterizado e destilado em escalas de laboratório e piloto, obtendo-se bicombustíveis na faixa do bioquerosene, biogasolina, diesel leve e pesado. Adicionalmente, investigou-se o consumo de água potável do referido restaurante e a geração de esgoto, determinando-se o per capita de consumo de água, o coeficiente de retorno de esgoto, a carga poluidora e o equivalente populacional. O maior rendimento em PLO, em torno de 82 %, foi obtido com 15% de catalisador carbonato de sódio. O índice de acidez do PLO (14,97 mg KOH/g) apresentou um valor considerado baixo e bastante satisfatório quando comparado a valores obtidos na literatura. Os resultados cromatográficos do experimento com 10% de carbonato de sódio apresentaram elevado teor de hidrocarbonetos PLO (78,98%), querosene verde (92,64% de hidrocarbonetos) e diesel leve (90,21% de hidrocarbonetos). Os resultados obtidos denotam viabilidade na produção dos biocombustíveis, a partir da gordura residual tratada das caixas de gordura.