Materiais na Galvanoplastia

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Materiais na Galvanoplastia

Ciclo de vida sustentável

Dr. Rolf Jansen • Cyclaero Ltda.

Ciclo de Vida dos Produtos Produtos, Material e Matéria Fechamento do Ciclo de vida Exemplo de Zincagem alcalina

Fontes dos Efluentes na Galvanoplastia Efetividade das Lavagens

Reciclagem da Água da Lavagem Conclusão

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Extração da matéria-prima _{Produção / Fabricação}

Transporte / Distribuição Aterro - Incineração

Utilização / Reutilização ➠ Consumo Descarte de resíduos

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Na classificação fiscal, os produtos são bens

Ciclo de Vida dos Produtos

Bens e Produtos – Classificação

Vida útil Bens de “Consumo“ Bens de Produção

indefinida

Produtos duráveis: carros, móveis, jóias,

roupas, ... Produtos úteis: construções/instalações, máquinas, equipamentos, ... definida Consumíveis: alimentos, produtos higiênicos, roupas descartáveis, ... Materiais e Matérias: embalagens, cabos, parafusos, suportes, químicos, ânodos, ...

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Produtos úteis, Materiais e Matéria

Produtos úteis são montados com materiais Materiais são conjunto das matérias

Matérias são agregações dos elementos químicos

Por exemplo o elemento Ferro. Existe na terra desde início, há 4.590.000.000 anos. Meia-vida do 56_{Fe é quase}

infinito, i.e. >10.000.000.000.000.000.000.000.000 anos. Os Elementos químicos nunca se acabam.

As agregações, os conjuntos e grupos se separam.

Para fechar o ciclo de vida dos produtos e materiais é suficiente recuperar e juntar os pedaços.

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Extração da matéria-prima _{Produção / Fabricação}

Transporte / Distribuição Aterro - Incineração – Reciclagem

Utilização / Reutilização ➠ Consumo Descarte de resíduos

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Requisito para Reciclagem dos Materiais

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Peças zincadas

Processos de Galvanoplastia

produzem Peças revestidas e geram Efluentes

Exemplo de Zincagem de aço 1. Desengraxe (alcalino)

2. Decapagem (ácido + ferro)

3. Desengraxe anódico (alcalino) 4. Zincagem (alcalino + zinco)

5. Passivação (ácido + cromo)

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Peças zincadas

Efluentes

Processos de Galvanoplastia

produzem Peças revestidas e geram Efluentes

Exemplo de Zincagem de aço 1. Desengraxe (alcalino)

2. Decapagem (ácido + ferro)

3. Desengraxe anódico (alcalino) 4. Zincagem (alcalino + zinco)

5. Passivação (ácido + cromo)

Evite misturas!

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Bicos de Spray com Água da torneira Bicos de Spray com Água da torneira Válvula solenóide Neutralização HCl, pH 1 temperatura ambiente 20 s Bomba de Dosagem Água R esidual Água R esidual HCl conc . Válvula

solenóide adição automáticade água deionizada

Processo de Zinco alcalino

[10 Stations for 10 µm] Enxagüe de Recuperação Tambor Rotatívo 50 % do eletrólito de zinco 10 g/l Zn 170 g/l KOH, 60 g/l K₂CO₃ 10 ml/l Aditivo I 1 ml/l Abrilhantador II 10 ml/l Condicionador R 1 A/dm2 35 °C 50 min (10 µm) Bombas de Dosagem Aditiv o P ar te I Abr ilhant. P ar te II 45 % K OH + Condicio . P ar te R F 1 µm Skimmer Bomba Cíclica 10 x volume de GZ por h Gerador de Zinco

com exaustão (push/pull)

para Tanque de

armazenagem de Zn com Ø de aprox.. 2 cmpreenchidos com peças/bolas desvio do Gerador de Zinco se não há necessidade de dosá-lo

tempo de ciclo = 5 min

Bomba de Filtr ação 2x/h Cestas Catalíticas Agitação a Ar Válvulas solenóides etapa I etapa II etapa III Lavagem em Cascata tripla

Fontes dos Efluentes na Galvanoplastia

A maioria dos efluentes pesados saem nas lavagens. Lavagens ruins resultam em uma mistura horizontal. Lavagens efetivas é a chave que fecha o ciclo de vida.

total

≈250 g/l

0,5 g/l ?

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Repetição

Efetividade das Lavagens

Lavagem única Entrada de CE = 250 g/l em 1 litro de arraste A = 250 g material Diluição em 1000 litro volume da lavagem; = 250/1000 = 0,25 g/l Adição na concentração CL = CL + 0,25 g/l

Saída de 1 litro A com CL

Dedução da concentração CL = CL – CL· A/V Tambor Rotatívo arraste A 1 litro CE = 250 g/l CS = ? g/l Volume V 1000 litro de C_L g/l Efluente E

10 litro por vez

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Simulação ao vivo

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Efetividade das Lavagens

Lavagem múltipla

Cada etapa faz uma diluição de A/V, no exemplo 1:1000

Bicos de Spray com Água da torneira Tambor Rotatívo Agitação a Ar Válvulas solenóides CS = ? g/l arraste A 1 litro C_E = 250 g/l Efluente E

10 litro por vez

Volume V 1000 litro

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Simulação ao vivo

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Resultados das Simulações das Lavagens

CL em g/l

número dos ciclos

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 5 10 15 20 25 etapa I: 25 g/l etapa II: 2,4 g/l etapa III: 0,22 g/l

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Resultados das Simulações das Lavagens

CL em g/l

número dos ciclos

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 10 100 etapa I: 25 g/l etapa II: 2,4 g/l etapa III: 0,22 g/l

Lavagem em cascata dupla faz 8 vezes mais efluente para chegar no mesmo resultado.

+ enxágue de recuperação: 0,11 g/l + bicos de spray: 0,03 g/l

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Reciclagem da Água da Lavagem

Desengraxes Químico e Anódico

100 ml/l hidróxido + silicato de potássio 50 ml/l detergente demulsif. + complexante 65 °C 7 min 100 ml/l hidróxido + silicato de potássio 50 ml/l detergente demulsif. + complexante 65 °C 7 min 100 ml/l hidróxido+silicato de potássio 50 ml/l detergente demul. + complexante ~1 A/dm2 ~65 °C 7 min

Água Residual (alcalina) depende da relação de arrasto/evaporação Água Residual (alcalina)

para continuamente manter o ferro em cerca 5 g/l

Separador de Óleo

Cátodos de metal expandido, + jateamento abrasivo grosso, + 25 µm Níquel semibrilhante, - verificar a orientação das lamelas. Bomba de Filtração Bombas de Dosagem Pré-Desengraxe Químico Desengraxe Anódico Desengraxe Químico Bicos de Spray com água de lavagem etapa I etapa II etapa III Lavagem em Cascata tripla Bicos de Spray com água da torneira Tambor rotativo duplo 550 x 2000 mm 2 x 75 kg Agitação a Ar alimenta a desnatagem

hidróxido + silicato pot. deter

gente

dem.+cplx.

Válvula

solenóide

Desnatagem

indo para a decapagem [Módulo 2.7]

indo para os processos eletroliticos [via 2.7 á Módulo 3 ou 4] voltando da decapagem [Módulo 2.11] chegando do carregamento

ATENÇÃO aqui 3 x entra e sai

.1 Módulo 1 .2 .3 .4 .5 .6 F 1µm Válvulas solenóides 1000 l/h Lagura: Níveis: 1594 L 1654 L 2162 L 1040 L 1079 L 1118 L Volumes:

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Bicos de Spray com água da torneira Bicos de Spray com água da torneira Tambor rotativo duplo 550 x 2000 mm 2 x 75 kg etapa I etapa II etapa III Lavagem em Cascata tripla Bicos de Spray com água da torneira Agitação a Ar

continuando para os processos eletroliticos [Módulo 3 oder 4] indo para o desengraxe anódico [Módulo 1.3]

partindo do desengraxe II [Módulo 1.2 via 1.6]

partindo do desengraxe anódico [Módulo 1.3 via 1.6]

.7 Módulo 2 .8 .9 .10 .11 Água Residual (ácida) Fer ro ± 30 g/l Água Residua l (ácida) Decapagem HCl 32 %, 1:3 10 ml/l Detergente + Inibidor ~30 °C 5 min Bombas de Dosagem Deter gente + Inibidor HCl 32 % Água Residual (ácida) Remoção da Sílica 50 g/l bisulfato de sódio + bifluoreto de amônio pH 2 ~35 °C 2 min Bomba de Dosagem NaHSO 4 + NH 4 HF 2 Válvulas solenóides Válvulas

solenóides Válvulas solenóides

Comprimento: 4950 mm Lagura: 2100 mm Níveis: 800-850 mm 1040 L 1079 L 1118 L 1566 L 1566 L Volumes:

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Modelo de Simulação

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 DE1 DE2 DEA LC1 LC2 LC3 RSi DCA LC1 LC2 LC3 Temperatura em °C 65,0 65,0 64,5 47,6 40,8 33,2 26,7 22,9 22,5 22,4 22,5 >---U-->---Ü-->--->---U-->---U-->---Ü-->---Ü-->---Ü-->---U-->---U-->---Ü| |Ü--<---U--<---<---<---<---<---<---<---<| |>-->---U-->---U-->---Ü-->---Ü-->--->---U-->---U-->---Ü-> Desengraxe 205,00 200,96 204,31 3,9764 0,0779 0,0010 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 Remoção da Silica 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 50,000 0,5043 0,0066 0,0001 0,0000 Decapagem 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 180,00 4,2624 0,0778 0,0010 Efluente em l/h 2,0 25.0 10.0 250.0 Evaporação em l/h 18.1 18.1 22.3 3.0 2.1 1.3 1.0 1.1 0.4 0.4 0.4 Perda de vol. l/h 28.8 47.0 23.2 73.1 75.2 76.6 26.0 11.1 250.4 250.8 251.2 Aquecimento em kW 37.7 16.0

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