Title

BIOCARBONO DE BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR: POTENCIAL REDUTOR EM PROCESSOS DE AUTORREDUÇÃO COM CAREPA

BIOCARBON FROM SUGAR CANE BAGASS: REDUCING POTENTIAL IN SELF-REDUCTION PROCESSES WITH CAREPA

Authorship

OLIVEIRA, EDUARDO KERCHER DE; FLORES, BRUNO DEVES; OLIVEIRA, LUIZ CLAUDIO PINTO; BUZIN, PEDRO JORGE WALBURGA KEGLEVICH DE; OSÓRIO, EDUARDO; VILELA, ANTÔNIO CEZAR FARIA

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BUZIN, PEDRO JORGE WALBURGA KEGLEVICH DE

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OSÓRIO, EDUARDO

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VILELA, ANTÔNIO CEZAR FARIA

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DOI

10.5151/2594-5327-41623

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Abstract

ESTE ESTUDO INVESTIGA A VIABILIDADE DA RECUPERAçãO DE CAREPA, UM RESíDUO SIDERúRGICO, UTILIZANDO AGENTES REDUTORES ALTERNATIVOS BASEADOS EM BIOMASSAS. FORAM UTILIZADAS AMOSTRAS DE BAGAçO DE CANA-DE-AçúCAR E CAVACOS DE EUCALIPTO, QUE FORAM CARBONIZADAS A 600°C PARA OBTER CARVãO VEGETAL COM CARACTERíSTICAS DESEJADAS DE CARBONO FIXO. A PRODUçãO DE CARVãO VEGETAL FOI COMPARADA AO ANTRACITO, UM CARVãO MINERAL, PARA AVALIAR A REATIVIDADE E EFICIêNCIA DOS AGENTES REDUTORES VEGETAIS. A CARACTERIZAçãO QUíMICA DA CAREPA FOI REALIZADA UTILIZANDO A TéCNICA DE ICP-OES E A DIFRAçãO DE RAIOS-X PARA IDENTIFICAR AS FASES CRISTALINAS PRESENTES. OS TESTES DE AUTO-REDUçãO FORAM CONDUZIDOS EM TERMOBALANçA E FORNO HORIZONTAL. NA TERMOBALANçA, A CAREPA FOI AQUECIDA ATé 1100°C EM ATMOSFERA INERTE (N2) E, POSTERIORMENTE, SUBMETIDA A UMA ATMOSFERA REDUTORA DE CO, PERMITINDO A ANáLISE DA PERDA DE MASSA COMO INDICADOR DA REDUçãO DE óXIDOS DE FERRO. DIVERSAS MISTURAS DE CAREPA E CARVãO VEGETAL FORAM TESTADAS, SENDO A MISTURA COM 18% DE CARVãO DE EUCALIPTO A MAIS EFICIENTE EM TERMOS DE CONSUMO DE MASSA DE CAREPA. EXPERIMENTOS ADICIONAIS FORAM REALIZADOS COM BRIQUETES AUTO-REDUTORES, COMPOSTOS POR CAREPA E CARVãO VEGETAL, EM FORNO HORIZONTAL A TRêS DIFERENTES TEMPERATURAS, E OS RESULTADOS FORAM COMPARADOS COM AQUELES OBTIDOS NA TERMOBALANçA. OS RESULTADOS DEMONSTRARAM QUE OS CARVõES VEGETAIS POSSUEM MAIOR REATIVIDADE EM COMPARAçãO AO ANTRACITO, INICIANDO A REDUçãO A TEMPERATURAS MAIS BAIXAS E COM MAIOR RAPIDEZ. A AUTO-REDUçãO REVELOU-SE UMA ALTERNATIVA VIáVEL PARA A RECUPERAçãO DE CAREPA, ALCANçANDO GRAUS DE REDUçãO PRóXIMOS AOS ESPERADOS NOS TESTES EM TERMOBALANçA. A VIABILIDADE TéCNICA DO USO DE AGENTES REDUTORES BASEADOS EM BIOMASSAS FOI CONFIRMADA, EVIDENCIANDO-SE COMO UMA ABORDAGEM SUSTENTáVEL PARA A RECUPERAçãO DE RESíDUOS SIDERúRGICOS E REDUçãO DO IMPACTO AMBIENTAL DA INDúSTRIA

THIS STUDY INVESTIGATES THE FEASIBILITY OF RECOVERING MILL SCALE, A STEEL INDUSTRY RESIDUE, USING ALTERNATIVE BIOMASS-BASED REDUCING AGENTS. SAMPLES OF SUGARCANE BAGASSE AND EUCALYPTUS CHIPS WERE CARBONIZED AT 600°C TO OBTAIN CHARCOAL WITH THE DESIRED FIXED CARBON CHARACTERISTICS. THE PRODUCTION OF VEGETABLE CHARCOAL WAS COMPARED TO ANTHRACITE, A MINERAL COAL, TO EVALUATE THE REACTIVITY AND EFFICIENCY OF THE VEGETABLE REDUCING AGENTS. THE CHEMICAL CHARACTERIZATION OF THE SCALE WAS PERFORMED USING THE ICP-OES TECHNIQUE AND X-RAY DIFFRACTION TO IDENTIFY THE PRESENT CRYSTALLINE PHASES. SELF-REDUCTION TESTS WERE CONDUCTED IN A THERMOBALANCE AND A HORIZONTAL FURNACE. IN THE THERMOBALANCE, THE SCALE WAS HEATED UP TO 1100°C IN AN INERT ATMOSPHERE (N2) AND THEN SUBJECTED TO A REDUCING ATMOSPHERE OF CO, ALLOWING THE ANALYSIS OF MASS LOSS AS AN INDICATOR OF IRON OXIDE REDUCTION. VARIOUS MIXTURES OF SCALE AND VEGETABLE CHARCOAL WERE TESTED, WITH THE MIXTURE CONTAINING 18% EUCALYPTUS CHARCOAL BEING THE MOST EFFICIENT IN TERMS OF SCALE MASS CONSUMPTION. ADDITIONAL EXPERIMENTS WERE CONDUCTED WITH SELF-REDUCING BRIQUETTES, COMPOSED OF SCALE AND VEGETABLE CHARCOAL, IN A HORIZONTAL FURNACE AT THREE DIFFERENT TEMPERATURES, AND THE RESULTS WERE COMPARED WITH THOSE OBTAINED IN THE THERMOBALANCE. THE RESULTS DEMONSTRATED THAT VEGETABLE CHARCOALS HAVE HIGHER REACTIVITY COMPARED TO ANTHRACITE, INITIATING REDUCTION AT LOWER TEMPERATURES AND AT A FASTER RATE. SELF-REDUCTION PROVED TO BE A VIABLE ALTERNATIVE FOR SCALE RECOVERY, ACHIEVING REDUCTION DEGREES CLOSE TO THOSE EXPECTED IN THERMOBALANCE TESTS. THE TECHNICAL FEASIBILITY OF USING BIOMASS-BASED REDUCING AGENTS WAS CONFIRMED, HIGHLIGHTING A SUSTAINABLE APPROACH FOR THE RECOVERY OF STEEL INDUSTRY RESIDUES AND REDUCING THE ENVIRONMENTAL IMPACT OF THE INDUSTRY.

Keywords

Resíduos sólidos; Carepa; Biomassa; Autorredução

Solid waste; Mill scale; Biomass; Self-reduction.