Caracterização para o beneficiamento da escória oriunda do processo de reciclagem de alumínio

Abstract

Atualmente nota-se um aumento significativo do uso da reciclagem no que diz respeito à otimização e sustentabilidade de processos industriais. Ao buscar estas melhorias, neste estudo foram utilizadas etapas como a de amostragem, britagem, análises de densidade, umidade, peneiramento, espectrometria de energia dispersiva (EDS), difratometria de raios-x (DRX), ensaios de afunda-flutua e análises químicas por espectrometria de absorção atômica com objetivo de caracterizar a escória obtida do processo de reciclagem de alumínio. A caracterização forneceu dados relativos aos elementos constituintes, às propriedades químicas e físicas da escória de metalurgia de maneira a possibilitar a obtenção de teores de alumínio entre 5 a 7 % do total da massa retirada do forno metalúrgico. Para tanto, foram realizadas duas etapas de britagem, uma em equipamento de mandíbula e outra em equipamento de rolo, que preparou a escória de reciclagem para as análises químicas. Assim foi possível estabelecer o alumínio (Al), oxigênio (O), cloro (Cl), sódio (Na), potássio (K), zinco (Zn) e ferro (Fe) como elementos predominantes. Estes elementos foram confirmados ao se encontrarem distribuídos nas sete fases cristalográficas: cloreto de potásio (KCl), óxido de zinco (ZnO), hematita (Fe2O3), halita/cloreto de sódio (NaCl), ganita (ZnAl2O4), óxido cloreto de alumínio e potássio (KAlCl2O) e a alumina/corundum (Al2O3), adquiridas por análise de difratometria de raios-x (DRX). De acordo com as análises químicas por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS), os maiores teores de alumínio encontram-se nas frações mais grossas de material (+150#), em especial na amostra bruta (~11,5 %). e com o ensaio de afunda-flutua as partículas mais finas, aproximadamente 63 %, possuem densidade maior que 2,7 g/cm³, sendo que esta fração densimétrica também apresenta menor teor de alumínio o que permite propor que os maiores teores de Al encontram-se nas frações menos densas e de maior granulometria. A partir deste estudo pode-se concluir que é viável a obtenção de teores de alumínio total na ordem de 11 % ao utilizar duas etapas de britagem em equipamentos de mandíbulas e de rolo, excluindo a necessidade de utilização de água para lavagem da escória para acesso ao metal de interesse.

Nowadays, a significant increase in the use of recycling is related to optimization and sustainability industrial processes. In this study, steps such as sampling, crushing, analysis of density, umidity, sieving, dispersive energy spectrometry (EDS), x-rays diffraction (XRD), sink and float and chemical tests by flame atomic absorption spectrometry (FAAS) were used for characterizing the slag obtained from the recycling process. The characterization will provide data of the elements, and about the chemical and physical properties of the metallurgy slag allowing to obtain aluminum grades between 5 and 7 % of the total mass removed from the metallurgical furnace. It was necessary two crushing stages, in jaw and roller equipments which prepared the recycling slag for the chemical analyes. Through this chemical test, fase aluminium (Al), oxygen (O), chlorine (Cl), sodium (Na), potassium (K), zinc (Zn) and iron (Fe) were the predominant elements; these elements were confirmed in seven of the crystallographic phases acquired by x-ray diffraction (XRD) analysis: potassium chloride, zinc oxide, hematite, sodium chloride, gahnite, aluminum chloride and potassium oxide and alumina. According to Flame Atomic Absorption Spectrometry (FAAS) chemical analyzes, the highest concentrations of aluminum are found in the coarse fractions of material, especially in the coarse sample (~ 11,5 %). Also, by means of sink and float tests, it was possible to verify that the fines particles (approximately 63% showed density greater than 2,7 g/cm³. This densimetric fraction also presented a lower aluminum content, which allows to propose that the higher Al grades were found in the less densimetric fractions and larger particle sizes. It is possible to conclude that it is feasible to obtain total aluminum grade in the order of 11 % by using two crushing stages (in jaw and roller equipment), excluding the need to use water to wash the slag for access to the metal of interest.