Maria Cândida de Oliveira Bello Corrêa

CARACTERIZAÇÃO DAS LAMAS GERADAS A PARTIR DE EFLUENTES SEGREGADOS NOS PROCESSOS DE DECAPAGENS NA FABRICAÇÃO DO

AÇO INOXIDÁVEL

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos da Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em

Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos.

Área de Concentração: Meio Ambiente Linha de Pesquisa: Resíduos Sólidos Orientadora: Profª. Dra.Liséte Celina Lange Universidade Federal de Minas Gerais

Belo Horizonte Fevereiro, 2003

... sou uma eterna aprendiz, e dedico essa conquista aos meus grandes instrutores de vida, meus pais: Cora e Wenceslao (in memorian) e

meus grandes amores: Gerson, Fernanda, Renata e Roberta.

AGRADECIMENTOS

A minha orientadora, Liséte Celina Lange, pela dedicação e envolvimento na construção desse projeto.

A Diretoria do Unileste-MG por ter possibilitado e apoiado a minha participação neste mestrado.

A empresa ACESITA, pela oportunidade e o apoio de pesquisar um de seus resíduos industriais.

Aos funcionários da ACESITA: Sólon de Araújo, Odilon Machado, Isabel N.

Gonçalves, Graça e Jorge Célio que não mediram esforços em atender às solicitações para o desenvolvimento dessa pesquisa.

A prof^a. Dr^a. Cheila Gonçalves pelo apoio na execução de análises no laboratório de sua responsabilidade e assessoria técnica em sua área de conhecimento.

Aos professores da UFMG, Olívia M. S. R. Vasconcelos e Raul Z. que apoiaram a execução de análises em seus respectivos laboratórios.

Aos funcionários de laboratórios da UFMG Willian, Ney e Rita, pela dedicação e contribuição nas análises executadas.

Aos meus colegas do grupo de resíduo pelo companheirismo e pela contribuição que de algum modo colaboraram para construção e sucesso desse projeto.

A secretária Iara, do DESA, pela dedicação e profissionalismo.

LISTA DE FIGURAS ... 2

LISTA DE QUADROS ... 4

LISTA DE TABELAS ... 5

LISTA DE ABREVIATURAS ... 6

RESUMO ... 17

ABSTRACT ... 19

1 INTRODUÇÃO ...21

1.1 Justificativa ... 21

1.2 Objetivos ... 23

1.2.1 Objetivo Geral ... 23

1.2.2 Objetivos Específicos ... 23

1.3 Apresentação do Trabalho ... 24

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ...26

2.1 Resíduo Sólido Industrial - RSI ... 26

2.2 Legislação e Normas Ambientais ... 28

2.3 Aço ... 35

2.4 Processo Siderúrgico ... 41

2.4.1 Processo de Decapagem ... 42

2.4.2 Lama da ETE ... 45

2.4.3 Segregação de Resíduos ... 48

2.5 Aterro Industrial ... 48

2.6 Técnicas Analíticas ... 50

2.6.1 Espectrometria de Absorção Atômica ... 52

2.6.2 Difratometria de Raios X - DRX ... 55

2.6.3 Microscopia Eletrônica de Varredura – MEV ... 60

2.6.4 Microssonda Eletrônica - ME ... 62

2.6.5 Termogravimetria ... 65

2.6.6 Difração de Luz a Laser ... 67

2.7 Material Cerâmico ... 70

2.7.1 Blocos Cerâmicos ... 72

3 METODOLOGIA ...80

3.1 Estudo do Processo (1ª fase) ... 80

3.2 Estudo das Lamas Segregadas (2^ª fase) ... 80

3.2.1 Amostragem ... 80

3.2.2 Seleção de Parâmetros para Análises ... 82

3.2.3 Métodos Analíticos ... 83

3.2.3.1 Análise Química ... 84

3.2.3.1.1 Concentração de Elementos Metálicos e Não-Metálicos ... 84

3.2.3.1.2 Lixiviação e Solubilização ... 85

3.2.3.2 Análise Térmica ... 86

3.2.3.3 Análises Microestruturais ... 87

3.2.3.3.1 Difratometria de Raios X - DRX ... 87

3.2.3.3.2 Microscopia Eletrônica de Varredura e Microssonda Eletrônica ... 87

3.2.3.3.3 Tamanho e Distribuição de Partículas ... 87

3.3 Aplicação das Lamas (3^ª fase) ... 88

3.3.1 Matéria-prima ... 88

3.3.2 Equipamentos/Materiais ... 88

3.3.3 Corpos-de-prova - CP ... 89

3.3.4 Identificação de Propriedades dos CPs ... 90

3.3.4.1 Umidade ... 90

3.3.4.2 Contração de Volume ... 91

3.3.4.3 Queima ... 91

3.3.4.4 Ensaio de Resistência Mecânica ... 91

3.3.4.5 Teste de Lixiviação ... 92

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 93

4.1 Estudo do Processo ... 93

4.2 Caracterização das Lamas de Forma Segregada ... 93

4.2.1 Caracterização da Lama RE1 ... 94

4.2.1.1 Análises Químicas ... 94

4.2.1.1.1 Concentração de Elementos Inorgânicos ... 94

4.2.1.1.2 Perda por Calcinação - PPC ... 96

4.2.1.1.3 Lixiviação e Solubilização ... 97

4.2.1.2 Análise Térmica ... 99

4.2.1.3 Análise de Microestruturas ... 100

4.2.1.1.3.1 Difratometria de Raios X – DRX ... 101

4.2.1.1.3.2 Microssonda Eletrônica e Microscopia Eletrônica de Varredura ... 102

4.2.1.1.3.3 Tamanho e Distribuição das Partículas ... 102

4.2.2 Caracterização da Lama RE2 ... 110

4.2.2.1 Análises Químicas ... 110

4.2.2.1.1 Concentração de Elementos Inorgânicos ... 110

4.2.2.1.2 Perda por Calcinação - PPC ... 112

4.2.2.1.3 Lixiviação e Solubilização ... 112

4.2.2.2 AnáliseTérmica ... 116

4.2.2.3 Análise de Microestruturas ... 117

4.2.2.3.1 Difratometria de Raios X – DRX ... 117

4.2.3.3.2 Microssonda Eletrônica (ME) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) ... 118

4.2.2.3.3 Tamanho e Distribuição de Partículas ... 119

4.2.3 Caracterização da Lama RE3 ... 124

4.2.3.1 Análises Químicas ... 124

4.2.3.1.1 Concentrações de Elementos Inorgânicos ... 124

4.2.3.1.2 Perda por Calcinação - PPC ... 126

4.2.3.1.3 Lixiviação e Solubilização ... 126

4.2.3.2 Análise Térmica ... 130

4.2.3.3 Análise de Microestruturas ... 132

4.2.3.3.1 Difratometria de Raios X – DRX ... 132

4.2.3.3.2 Microssonda Eletrônica e Microscopia Eletrônica de Varredura ... 133

4.2.3.3.3 Tamanho e Distribuição de Partículas ... 135

4.2.4 Aplicação das Lamas em Blocos Cerâmicos de Vedação ... 139

4.2.4.1 Umidade na matéria-prima para blocos cerâmicos de vedação ... 139

4.2.4.2. Secagem dos CPs para blocos cerâmicos de vedação... 140

4.2.4.3 Contração de volume dos CPs para blocos cerâmicos de vedação ... 141

4.2.4.4 Resistência Mecânica à Compressão de CPs para Blocos Cerâmicos de Vedação ... 142

4.2.4.5 Teste de Lixiviação dos CPs para bloco cerâmicos de vedação ... 143

5 CONCLUSÕES ... 144

5.1 Recomendações para Trabalhos Futuros ... 145

6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...146

ANEXOS ...151

ANEXO A - Listagens da NBR 10004/87 ... 151

ANEXO B - Tipos e características dos aços inoxidáveis ... 155

ANEXO C - Diâmetros das partículas das lamas RE1, RE2 e RE3, obtidos no experimento com difração a laser com inserção de ultrassom ... 158

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1- Desenho esquemático e simplificado dos processos de decapagens e a

estação de tratamento de efluentes - ETE, na Acesita S. A. ... 22 FIGURA 2- Formação de óxidos na superfície do aço inoxidável – oxidação

seletiva...38 FIGURA 3- Desenho esquemático e simplificado da geração de efluentes líquidos (Ex) nos processos de decapagens de aços especiais, encaminhados para a ETE, Acesita S. A ... 44 FIGURA 4- Esquema da lâmpada de cátodo oco usada no equipamento de absorção atômica...53 FIGURA 5- Desenho esquemático dos principais componentes em um equipamento de absorção atômica ...54 FIGURA 6- FIG.6-a Espectrômetro de absorção atômica; FIG.6-b Detalhe de seu nebulizador-combustor, laboratório de análises químicas da UFMG...55 FIGURA 7- FIG.7-a Curva de intensidade para Raios X de um alvo de molibdênio operando a 35 kV; FIG.7-b Escala foi expandida e mostra o dubleto K1/K2...,..57 FIGURA 8- Desenho esquemático da difração de Raios X, atendendo a lei de Bragg ...58 FIGURA 9- FIG.9-a Difratômetro de Raios X; FIG.9-b Detalhe de seu porta-amostra, laboratório de DRX da UFMG...59 FIGURA 10- Desenho esquemático do princípio de funcionamento do Microscópio Eletrônico de Varredura – MEV ...61 FIGURA 11- Microssonda Eletrônica, laboratório de Física da UFMG...;;;...63 FIGURA 12- Curva Teórica de TG e DTG...66 FIGURA 13- Desenho esquemático dos principais componentes em um equipamento de termogravimetria ...67

FIGURA 14- Representação do diâmetro médio da esfera equivalente relacionado com as propriedades das partículas...69 FIGURA 15- Desenho esquemático e simplificado do princípio de determinação da concentração das partículas em suspensão através do difratômetro a laser...70 FIGURA 16- Desenho esquemático de secagem da argila, em uma seção transversal à superfície. FIG.16-a Perda de massa, FIG.16-b Retração de volume ...74 FIGURA 17- Fenômeno de retração de volume na secagem de uma argila úmida.

FIG.17-a Remoção da água interpartícula, FIG.17-b Remoção da água dos poros, FIG.17-c Remoção total da água...75 FIGURA 18- Fenômeno de dilatação térmica do quartzo, em torno de 570 ºC....76 FIGURA 19- Desenho esquemático de tensões críticas. FIG.19-a Material cristalino, tensão normal crítica de ruptura (n), FIG.19-b Material não-cristalino, tensão critica de cisalhamento (s)...78 FIGURA 20- Desenho esquemático e simplificado dos locais de amostragem dos

efluentes...81 FIGURA 21- FIG.21-a Equipamento para análise de C e S (LECO), FIG.21-b

Detalhe do porta-amostra, laboratório de Análises Químicas da UFMG...85 FIGURA 22- Matérias-primas usadas na preparação dos corpos-de-prova. FIG. 22- a Argila; FIG.22-b Argila e pó de coletor; FIG.22-c Argila, pó de coletor e resíduo...88 FIGURA 23- – Equipamentos usados no experimento de blocos cerâmicos de vedação. FIG23-a Forno Mufla; FIG.23-b Molde em Aço para CP; FIG.23-c Extrator de CP; FIG.23-d – Dessecador...89 FIGURA 24- Seqüência de etapas na preparação dos corpos-de-prova. FIG.24-a Amostra triplicada; FIG.24-b Compactação; FIG.24-c CP no extrator; FIG.24-d Corpos-de-

prova...90

FIGURA 25- FIG.25-a Teste de resistência mecânica à compressão do CP; FIG.

25-b. CP após ruptura...92

FIGURA 26- Elementos químicos identificados na lama RE1... 96

FIGURA 27- Análise termogravimétrica da lama RE1 por TG e DTG ...100

FIGURA 28- Difratograma de Raios X da lama RE1...102

FIGURA 29- Elementos identificados em microrregião da lama RE1, usando a Microssonda Eletrônica. FIG. 29-a Partícula 8; FIG.29-b Partícula 6...103

FIGURA 30- Imagens de microrregiões na lama RE1 por MEusando Microssonda Eletrônica ... 104

FIGURA 31- Micrografias da lama RE1 usando Microssondo Eletrônica de Varredura...105

FIGURA 32 - Diâmetro médio das partículas da lama RE1 com e sem a inserção de ultrassom, em diferentes tempos...109

FIGURA 33- Distribuição do tamanho das partículas, na lama RE1 em percentual acumulado...109

FIGURA 34 – Elementos metálicos e não-metálicos identificados na lama RE2.111 FIGURA 35- Análise Termogravimétrica da Lama RE2 por TG e DTG...116

FIGURA 36- Difratograma de Raios X da Lama RE2 ...117

FIGURA 37- Elementos identificados na microrregião da lama RE2 usando Microssonda Eletrônica. FIG. 37-a Partícula 10, FIG. 37-b Partícula 11...118

FIGURA 38- Imagem de microrregião da lama RE2 usando Microssonda Eletrônica ...119

FIGURA 39 - Representação da variação percentual do diâmetro médio das partículas, na lama RE2, com inserção de ultrassom...121

FIGURA 40 - Concentração média das partículas em suspensão na lama RE2 em função do tempo de inserção de ultrassom...122 FIGURA 41 - Distribuição percentual das partículas na lama RE2 em função do diâmetro médio...123 FIGURA 42 – Distribuição do diâmetro das partículas em percentual acumulado, na lama RE2...124 FIGURA 43- Elementos metálicos e não-metálicos identificados na lama RE3. ..126 FIGURA 44- Análise termogravimétrica por TG e DTG na lama RE3...131 FIGURA 45- Difratograma de Raios X da lama RE3...132 FIGURA 46- Elementos identificados na microrregião da lama RE3, por Microssonda Eletrônica ...133 FIGURA 47 – Imagem da microestrutura na lama RE3 usando Microssonda Eletrônica...134 FIGURA 48- Micrografias da lama RE3 usando o Microscópio Eletrônico de Varredura...134 FIGURA 49- Variação percentual do diâmetro médio das partículas na lama RE3, em experimento com inserção de ultrassom ...136 FIGURA 50- Concentração do volume médio das partículas na lama RE3 em função do tempo de inserção de ultrassom...137 FIGURA 51- Distribuição do diâmetro das partículas na lama RE3 , em percentuais ...138

LISTA DE QUADROS

QUADRO 1 - Leis, Resoluções e Decretos relacionados a resíduos sólidos...34

QUADRO 2- Empresas produtoras de aço inoxidável plano...39

QUADRO 3- Diâmetro médio equivalente de partículas...69

QUADRO 4- Propriedades das matérias-primas de blocos cerâmicos...72

QUADRO 5- Comportamento físico-químico do material cerâmico no aquecimento ...75

QUADRO 6- Quadro resumo da metodologia para realização das análises físico- químicas e microestruturais nas lamas RE1, RE2, e RE3...82

QUADRO 7- Metodologia usada na determinação dos elementos químicos nas lamas RE1, RE2 e RE3 ...84

QUADRO 8- Elementos identificados em partículas isoladas na lama RE1 usando microssonda eletrônica...103

QUADRO 9- Elementos identificados na lama RE2 usando microssonda eletrônica ...118

LISTA DE TABELAS

TABELA 1- Produção mundial de aço bruto ... 36

TABELA 2- Produtos de aço das empresas brasileiras ... 36

TABELA 3- Produção de aço nos Estados brasileiros ... 37

TABELA 4- Produção de aço inoxidável de países e continentes ... 40

TABELA 5- Resíduos sólidos na empresa Acesita S. A. ... 41

TABELA 6- Inventário de resíduos sólidos gerados na Acesita S. A. ...42

TABELA 7- Volume dos efluentes tratados na ETE ... 43

TABELA 8- Composição química da Lama da ETE ... 46

TABELA 9- Propriedades físicas da Lama da ETE ... 46

TABELA 10- Granulometria da Lama da ETE ... 46

TABELA 11- Composição química da Lama da ETE nas empresas AVESTA SHEFFIELD e SANDVIK STEEL ... .47

TABELA 12- Volume de efluentes amostrados e volume de lama formado ... 81

TABELA 13- Taxa de aquecimento na queima dos CPs ... 89

TABELA 14- Composição química da lama RE1 ... 93

TABELA 15- Valor de parâmetros no procedimento de lixiviação da lama RE1...95

TABELA 16- Concentrações de elementos da lama RE1 no extrato solubilizado, no extrato lixiviado e amostra bruta ... 95

TABELA17- Elementos encontrados na lama RE1 com grau de periculosidade ... 97

TABELA 18- Valor de distâncias interplanares e intensidades relativa na difratometria de Raios X da lama RE1...98 TABELA 19- Tamanho médio de diâmetro da partícula equivalente na lama RE1...103 TABELA 20- Diâmetro médio do volume equivalente das partículas na lama RE1, em diferentes tempos de inserção de ultrassom...103 TABELA 21- Concentração das partículas da lama RE1 em solução ... 105 TABELA 22- Composição química da lama RE2 ... 108 TABELA 23- Valor de parâmetros no procedimento de lixiviação da lama RE2 .. 109 TABELA 24- Concentrações de elementos da lama RE2 no extrato solubilizado, no extrato lixiviado e amostra bruta ... 110 TABELA 25- Elementos encontrados na lama RE2 com grau de periculosidade 111 TABELA 26- Concentração de elementos na lama RE2 e o valor máximo permitido para o lançamento em águas de rios ... 112 TABELA 27- Valor de distâncias interplanares e intensidades relativas na difratometria de Raios X da lama RE2 ... 114 TABELA 28-Tamanho médio do diâmetro de partículas equivalentes na lama RE2

...116 TABELA 29- Diâmetro médio do volume equivalente das partículas na lama RE2, em diferentes tempos de inserção de ultrassom...117 TABELA 30- Concentração das partículas em suspensão na lama RE2... 118 TABELA 31- Composição química da lama RE3 ... 122 TABELA 32- Valor de parâmetros no procedimento de lixiviação da lama RE3 . 123 TABELA 33- Concentrações de elementos no extrato solubilizado, no extrato lixiviado e amostra bruta da lama RE3 ... 124 TABELA 34- Elementos encontrados na lama RE3 com grau de periculosidade 125

TABELA 35- Concentração de elementos na lama RE3 e o valor máximo permitido para o lançamento em água de rios...126 TABELA 36- Valor de distâncias interplanares e intensidades relativas na lama RE3 ... 128 TABELA 37- Elementos identificados em partículas isoladas na lama RE3 usando Microssonda Eletrônica ... 129 TABELA 38- Tamanho médio de diâmetros da partícula equivalente na lama RE3

... .131 TABELA 39- Diâmetros médio do volume equivalente das partículas, no resíduo RE3, em experimentos com diferentes tempos de inserção de ultrassom ... 131 TABELA 40- Demonstrativo da variação percentual do diâmetro médio de partículas na lama RE3 com a variação do tempo de inserção de ultrassom... 132 TABELA 41- Concentração do volume médio das partículas na lama RE3 em função da variação do tempo de inserção de ultrassom...133 TABELA 42- Umidade das matérias-primas usadas nos CPs ... 135 TABELA 43- Umidade dos CPs no processo de secagem ... 136 TABELA 44- Umidade dos CPs de blocos cerâmicos no processo de secagem...138 TABELA 45 Contração do volume dos CPs de bloco cerâmicos no processo de secagem ... 139 TABELA 46- Concentração de elementos do CP no teste de lixiviação ... 139

LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS

ABNT AISI EPA CETESB CONAMA COPAM ETE FEAM IBGE IBS IISI

INMETCO IPT

ISSF ISO JICA NACE NBR ONG RSI SAE TL

- Associação Brasileira de Normas Técnicas - American Iron and Steel Institute

- Environmental Protection Agency

- Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental de São Paulo - Conselho Nacional de Meio Ambiente

- Conselho Estadual de Política Ambiental - MG - Estação de Tratamento de Efluentes

- Fundação Estadual do Meio Ambiente - MG - Instituto de Pesquisas Estatísticas Geográficas - Instituto Brasileiro de Siderurgia

- International Iron and Steel Institute - International Metals Reclamation Co.

- Instituto de Pesquisas Tecnológicas - International Stainless Steel Forum

- International Organization for Standardization - Japan International Cooperation Agency - National Association Corrosion Engineers - Registro de Normas Brasileiras

- Organização Não Governamental - Resíduo Sólido Industrial

- Society of Automotive Engineers - Teste de Lixiviação

2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Neste capítulo é apresentada a revisão bibliográfica que deu embasamento para que os objetivos propostos fossem atingidos e é apresentada subdividindo o capítulo nos seguintes tópicos: resíduo sólido industrial; legislação e normas ambientais; processo siderúrgico; aterro industrial; técnicas analíticas e materiais cerâmicos.

2.1 RESÍDUO SÓLIDO INDUSTRIAL - RSI

A Associação Brasileira de Normas Técnicas - ABNT em sua norma NBR 10004/87, Classificação de Resíduos Sólidos, descreve que os resíduos sólidos e semi-sólidos são resultantes de atividades da comunidade de origem: industrial, doméstica, hospitalar, comercial, agrícola, de serviços e de varrição.

Segundo Baptista, 2001, a Comissão de Estudos Especiais Temporária de Resíduos – CEET/ABNT, que estuda a revisão da norma NBR 10004/87, aprovou, na reunião realizada em 08.03.01, a seguinte definição para resíduo sólido ou semi-sólido: “são materiais decorrentes de atividades antrópicas, gerados como sobras de processos ou que não possam ser utilizados com a finalidade para os quais foram originalmente produzidos”. Essa definição encontra-se em processo de revisão por outros seguimentos de classe competentes.

Os resíduos industriais, a partir da década de 80, vêm requerendo dos agentes administrativos de empresas, grande atenção e esforços para implantação de um plano de gestão ambiental, com novas soluções, de custos reduzidos, com respostas rápidas para minimização dos impactos ambientais. Empresas que não estão atentas às diretrizes ambientais, buscando a certificação da ISO 14001, estão fadadas, nesse contexto de globalização, a tornarem-se não-competitivas (Tibor et al., 1996).

No Seminário Internacional ”Indústria e Meio Ambiente” - Reciclagem de Lixo e Controle de Poluição, 1990, foi apresentado que o Estado de São Paulo produz diariamente, uma média de 187 mil toneladas de resíduos industriais, sendo que,

dos 24 aterros sanitários existentes, 16 para resíduos sólidos não perigosos e 8 para resíduos perigosos, estão com suas capacidades saturadas.

As exigências dos órgãos ambientais para o gerenciamento dos resíduos sólidos industriais, bem como consumidores com preferências por produtos com tecnologia mais limpa, têm sido interpretadas como um problema para as empresas, devido à necessidade de incorporar os custos envolvidos nesses processos aos custos do produto final (Juliato et al., 1997).

Do ponto de vista ambiental, as particularidades (químicas, físicas, biológicas, físico-químicas, etc.) dos resíduos podem torná-los inviáveis a um destino final qualquer, exigindo soluções técnicas e economicamente adequadas. A primeira ação para o bom gerenciamento do RSI deve ser o conhecimento necessário para classificá-lo quanto a possíveis riscos ambientais e à saúde pública, cujo procedimento encontra-se na norma da ABNT, NBR 10004/87.

Uma estratégia para o gerenciamento do RSI, segundo os indicadores do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social - BNDS, são as Pesquisas Cooperativas (universidades X empresas). Esses modelos de parceria, já desenvolvidos na Europa, devem ser implementados na área siderúrgica do Brasil, pois justificam-se pela sua representação do setor, 1,6% do PIB e 5,3% do produto industrial.

É crescente o número de implantação e replanejamento de sistemas de gestão de resíduos industriais, provocados pelo aumento expressivo da produção industrial e, conseqüentemente dos resíduos gerados. No Brasil, a geração média de resíduos industriais siderúrgicos gira em torno dos 650 kg para cada tonelada de aço produzida. Considerando uma produção nacional de 26 milhões de t/ano de aço, a geração total de resíduos será de 16 milhões e 900 mil t/ano (Silva, 1999).

Os dados da geração dos resíduos sólidos industriais para o Estado de São Paulo, publicados pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental – CETESB, em função de sua classificação segundo ABNT, são:

. resíduos Classe I - 535 mil toneladas / ano;

. resíduos Classe II - 25 milhões de toneladas / ano;

. resíduos Classe III - 43 milhões de toneladas / ano (Alves, 1998).

Os resíduos industriais, de procedência siderúrgica, podem ser classificados, em função de seu tipo, em: escória, pós, lamas e carepas. Outros resíduos secundários que aparecem no processo são: areias, finos de matéria-prima e/ou coque, limalha, lixos de coletas seletivas e outros (Gonçalves, 1999).

A forma de gerenciamento dos resíduos é específica de cada empresa geradora, Silva Oliveira, 1999, sugere um programa de gestão de resíduos industrial - SGR, que se compõe de três passos:

1^o. passo - mudança gerencial e comportamental na empresa, com definições de políticas, objetivos e metas;

2^o. passo - formulação do plano de ação contendo o inventário de resíduos, o potencial de recuperação e reciclagem, os métodos de segregação (mistura de resíduos incompatíveis), o volume de resíduo perigoso (o volume real para o destino final), as normas do transporte interno (rotas, habilidade e treinamento do motorista), o armazenamento dos resíduos (seleção de normas quanto à segurança e proteção ambiental);

3^o. passo - monitorar e avaliar o SGR.

2.2 LEGISLAÇÃO E NORMAS AMBIENTAIS

A abordagem ambiental no mundo teve seu marco histórico-político internacional em 1972, quando a Organização das Nações Unidas-ONU promoveu, na Suécia, a

“Conferência de Estocolmo”. Estiveram presentes 113 países com o objetivo de estabelecer uma visão global e princípios comuns, que servissem de orientação à humanidade para a preservação e a melhoria do Meio Ambiente.

A legislação brasileira de natureza ambiental é recente, isto é, não passa de três décadas o surgimento dos primeiros documentos legais. A Política Nacional do Meio Ambiente, disposta na Lei No. 6.938, de 31 de agosto de 1981, em seu Art. 2^º define como objetivo “a preservação, melhoria e recuperação da qualidade ambiental propícia à vida, visando assegurar, no País, condições ao

desenvolvimento sócio-econômico, aos interesses da segurança nacional e à proteção da dignidade da vida humana, desde atendido seus dez (10) princípios”.

Visando alcançar esse objetivo, o Art.4^º, inciso III e inciso VII, estabelecem critérios e padrões de qualidade ambiental, normas relativas ao uso e manejo de recursos ambientais e a imposição ao poluidor da obrigação de recuperar e/ou indenizar os danos causados. Essa Lei criou em seu Art. 6^º, o Sistema Nacional de Meio Ambiente – SISNAMA, responsável pela execução, proteção e melhoria da qualidade ambiental, que incorpora todos os órgãos e entidades da União, dos Estados, do Distrito Federal, dos Municípios e Fundações instituídas pelo Poder Público. O SISNAMA tem como órgão superior o Conselho Nacional do Meio Ambiente - CONAMA, órgão consultivo e deliberativo e o órgão central o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis - IBAMA - órgão executor (preservação, conservação, fomento e controle dos recursos naturais renováveis em todo território Federal).

Mediante o Decreto No. 88.351, de 1^º de junho de 1983, na seção III, Art. 9^º, inciso V, foi instituída a câmara técnica sobre Resíduos Sólidos e Biocidas, para assessorar o plenário do CONAMA. Mediante sua resolução de N^o 1, de 23 de janeiro de 1986, o CONAMA estabelece definições, responsabilidades, critérios básicos e diretrizes gerais para um dos instrumentos da Política Nacional do Meio Ambiente, a Avaliação de Impactos Ambiental- AIA e Relatório de Impacto Ambiental - RIMA.

A Constituição Brasileira de 1988, em seu Cap. VI do Meio Ambiente, Art, 225, 3^º parágrafo destaca: “As condutas e atividades consideradas lesivas ao meio ambiente sujeitarão os infratores, pessoas físicas ou jurídicas, a sanções penais e administrativas, independentemente da obrigação de reparar os danos causados”.

Essa sinalização para penalidades aos infratores torna-se lei em 12 de fevereiro de 1998, Lei de Crimes Ambientais, Nº. 9.605, que dispõe sobre sanções penais e administrativas a pessoas jurídicas ou físicas que pratiquem atividades lesivas ao meio ambiente, sendo essas penalidades restritas de direito: prestação de serviços à comunidade, interdição temporária de direitos, suspensão parcial ou total da atividade, prestação pecuniária (pagamento em dinheiro entre um a trezentos e sessenta salários mínimos) e recolhimento domiciliar.

Em junho de 1992, no Rio de Janeiro, ocorreu a conferência da ONU sobre Desenvolvimento e Meio Ambiente, com o objetivo de estabelecer uma nova parceria global e igualitária, por meio da criação de novos níveis de cooperação entre Estados, setores fundamentais da sociedade e as populações. Os trabalhos foram direcionados para acordos internacionais que dizem respeito aos interesses coletivos e que protegem a integridade do sistema global do meio ambiente e do desenvolvimento, declarado em 27 princípios.

O projeto de lei sobre Política de Gestão de Resíduos Sólidos, de quatro setembro de 1999, em seu Art. 42 atribui aos geradores de resíduos sólidos - RS a responsabilidade pela recuperação das áreas por eles degradadas, bem como, pelo passivo oriundo da desativação de sua fonte geradora. O Art.47 dessa lei estabelece que o controle ambiental é de responsabilidade do órgão ambiental competente, compreendendo o licenciamento e a fiscalização sobre transporte, armazenamento, disposição final, isto é, aspectos responsáveis por impactos ambientais.

A Associação Brasileira de Normas Técnicas, ABNT, através de sua série NBR 10.000/87, padronizou procedimentos para a classificação dos resíduos sólidos, visando seu manuseio de forma adequada, com exceção dos resíduos radioativos, cuja competência é da Comissão Nacional de Energia Nuclear. Esta série classifica um resíduo sólido ou semi-sólido sobre a ótica de seu risco potencial ao meio ambiente e à saúde pública, fundamentando-se em suas propriedades químicas;

físicas ou infecto-contagiosas; sua periculosidade ao meio ambiente (relacionada ao manuseio ou disposição final de forma inadequada) e a periculosidade à saúde pública (sinalizada ao provocar um aumento no número de mortalidade e/ou incidência de doenças). A NBR 10004/87 classifica os resíduos sólidos em três Classes: Classe I – Perigosos, Classe II - Não Inertes e Classe III – Inertes, sendo usadas para essa classificação, segundo sua metodologia, dez (10) listagens. As listagens orientam a classificação do resíduo sólido mediante a identificação do poluente quanto à periculosidade dos resíduos por tipo de indústria geradora (fontes especificadas e não especificadas), substância(s) perigosa(s) contaminante(s) e limite máximo de concentração (mg/L) do poluente no extrato lixiviado e extrato solubilizado e a concentração máxima do poluente na massa bruta do resíduo.

As normas complementares: NBR 10007/87 – procedimento de amostragem, NBR 10005/87 - procedimento para a Lixiviação de resíduos, NBR 10006/87 - procedimento para a Solubilização de resíduos, ASTM D 93 (Flash point by Pensky Martens closed cup tester) inflamabilidade do resíduo e NACE TM-01-69 (Laboratory corrosion testing of metals for the process industries- test method) corrosividade do resíduo são indispensáveis na classificação dos resíduos sólidos.

Ao ser humano, a periculosidade de um resíduo é quantificada por parâmetros indicadores. Segundo o escopo da NBR 10004/87 são eles: DL50 oral, “a dose letal para 50% da população dos ratos testados quando administrados por via oral”, CL50

“a concentração de uma substância que, quando administrada via respiratória, acarreta a morte de 50% da população exposta” e DL50 dérmica, a dose letal para 50% da população de coelhos testados quando administrados em contacto com a pele”.

Ao meio ambiente, a avaliação principal da periculosidade do resíduo sólido é feita com base no teste de lixiviação, no qual se simulam condições extremas de exposições, fundamentadas na NBR 10005/87.

Um resíduo é classificado como Resíduo Perigoso (Classe I), quando apresenta risco à saúde pública e/ou risco ao meio ambiente ou ainda, uma amostra representativa (conforme NBR 10007/87) possui uma das seguintes características:

. reatividade: apresentar propriedade de reatividade violenta com água, comportamento reativo instável, gerar produtos gasosos, que ao se misturarem com água tornam-se tóxicos, possuir íons CN^-1 (cianetos) ou S^-2 (sulfetos) que ao reagirem liberam gases tóxicos (HCN e H2S), ser explosivo e sofrer detonação em ambientes confinados sob condições de estímulo ou a 25ºC e 1atm;

. corrosividade: apresentar propriedade muito ácida (pH<2) ou muito básica (pH≥12,5), apresentar-se no estado líquido e em contato com o aço (SAE 1020) à 55^ºC provocar um processo corrosivo acima de 6,35 mm/ano (método NACE – TM-01-69);

. inflamabilidade: apresentar qualquer das propriedades: apresentar no estado líquido, com um ponto de fulgor (temperatura de início da inflamabilidade) inferior

a 60^ºC (ASTM D 93); não sendo líquida, na CNTP, produzir fogo por fricção, absorção de umidade e alteração química espontânea e, quando inflamada a extinção do fogo é muito difícil; ser um oxidante, isto é, substância que elimina oxigênio agindo como comburente em combustões.

. toxicidade: apresentar contaminantes no extrato lixiviado (NBR 10005/87) com valores de concentração superior aos limites da Listagem N^o 7, possuir no mínimo uma das substâncias que conferem periculosidade aos resíduos constante da Listagem N^o 4, possuir resto de embalagem contaminada por no mínimo uma das substâncias agudamente tóxicas constante da Listagem N^º 5. Ter resíduos de derramamento ou fora de especificação e possuir no mínimo uma das substâncias agudamente tóxicas constante das Listagens N^o 5 e N^o 6 e possuir um DL50< 50 mg/kg (oral, ratos) ou CL50< 2 mg/L ou DL50< 200 mg/kg (dérmica, coelho).

. patogenecidade: a amostra apresentar microorganismos ou suas toxinas serem capazes de produzir doenças (não estão incluídos nesta identificação os resíduos sólidos domiciliares e os gerados na ETE doméstica).

O resíduo sólido é classificado como Resíduos Inertes (Classe III), quando o resultado obtido para a concentração do poluente, no extrato solubilizado da

amostra, é menor que o valor máximo de concentração constante da Listagem N^o 8 da NBR10004/87.

O resíduo sólido é classificado como Resíduos Não Inertes (Classe II), quando não se enquadra na classificação de Resíduos Perigosos ou Resíduos Inertes, apresentando propriedades de combustibilidade, biodegradabilidade ou solubilidade em água.

O procedimento para classificação do resíduo sólido encontra-se no escopo da norma NBR 10004/87, sendo complementado com as normas NBR 10006/87, NBR 10007/87, AWWA-APHA-WPCI - Standard methods for the examination of water and wastewater e SW 846, U.S.E.P.A : Test Methods for Evaluating Solid Waste, physical/chemical methods. As listagens N^o.7, N^o.8 e N^o.9 da Norma NBR 10004/87, encontram-se reproduzidas no ANEXO A.

Pesquisas estão sendo realizadas para o aperfeiçoamento da NBR 10.004/87, através da revisão de definições, conceitos, metodologia de classificação e a atualização das listagens anexas. Segundo Baptista, 2001, que analisou criticamente em sua dissertação de mestrado a NBR 10004/87, existe uma disparidade de opinião e conhecimento dos representantes de empresas geradoras, entidades de controle ambiental, empresas gerenciadoras de resíduos e órgãos de pesquisas que fizeram parte da comissão temporária de estudos especiais de resíduos sólidos - CEET-0:001. 34, mas foi acordada uma proposta sobre o plano de normas - PN, que se encontra para aprovação pública e, a seguir, passará para a aprovação da ABNT.

O armazenamento de resíduos sólidos, contenção temporária em área autorizada pelo órgão de controle ambiental no aguardo de um destino final, é uma das etapas do gerenciamento de resíduos mais importantes para assegurar a mitigação do impacto ambiental. As condições passivas de segurança deverão atender às normas: DZ 1311 - diretriz de destinação de resíduos, NB 1183 Armazenamento de resíduos sólidos perigosos e NB 1264 – Armazenamento de resíduos sólidos classe II e classe III (Silva Oliveira, 1999).

Segundo Brilhante, 1999, riscos ambientais têm provocado grandes transformações em nosso planeta em diferentes escalas. O processo de avaliação de risco ambiental é um instrumento metodológico importante para a execução de uma política de saúde ambiental.

De posse dessa documentação legal é possível nortear diretrizes e procedimentos adequados aos resíduos sólidos. Assim, ações que minimizam os riscos, ao meio ambiente e à saúde pública, advinda de resíduos sólidos, devem ser colocadas em prática.

As principais consultas ambientais na forma de Leis, Resoluções, Decretos e Normas Técnicas, de importância direta ou indireta com resíduos sólidos industriais, encontram-se no QUADRO 1.

QUADRO 1

Leis, Resoluções e Decretos relacionados a resíduos sólidos.

Documento Assunto Constituição da República

Federativa do Brasil, 05 outubro de 1988

Meio Ambiente

Lei Nº 6.938, 31 agosto de 1981 Política Nacional do Meio Ambiente – dispõe sobre seus fins e mecanismos de formulação e aplicação, e dá outras providências.

Decreto Nº.88.351, 1^º junho de 1983 Lei N^o 7.347, 24 de julho de 1985

Disciplina a ação civil pública por danos causados ao meio ambiente, consumidor e bens e direitos de valor artístico.

Resolução CONAMA, Nº 001, 23 Janeiro de 1986,

Avaliação de Impactos Ambientais – AIA – estabelece responsabilidades, critérios básicos e diretrizes para implementação.

Resolução CONAMA, Nº 006, 24 janeiro de 1986

Modelos de publicação de pedidos de licenciamentos em quaisquer modalidades, renovação e concessão.

NBR 11175, julho de 1990 Incineração de Resíduos sólidos Perigosos-padrões de desempenho.

Lei Nº 9.605, 12 de fevereiro de 1998

Leis crimes ambientais – criminaliza as pessoas físicas e jurídicas, que agredirem o meio ambiente.

Projeto de Lei, 4 de setembro de 1999

Política de Gestão de Resíduos Sólidos- institui a Política de Gestão e Providências.

Decreto Nº 3.179, 21 setembro de 1999

Regulamentação da lei 9.605 – Dispõe sobre as sanções penais e administrativas derivadas de condutas e

infrações lesivas ao meio ambiente.

NBR 8.418, março de 1984 Apresentação de Projetos de Aterro de Resíduos Industriais Perigosos - procedimentos.

NBR 10157, dezembro de 1987 Aterros de Resíduos Perigosos – critérios para projeto, construção e operação – procedimentos.

DZ 1311 Diretrizes de destinação de resíduos.

NBR 12239, de 1992 Armazenamento de Resíduos Sólidos Perigosos.

NB 1183 Armazenamento de Resíduos Sólidos Perigosos –

procedimentos.

NB 1264 Armazenamento de Resíduos Sólidos Perigosos Classe II e Classe III.

CETESB L 1.030 Membranas Impermeabilizantes e Resíduos – determinação de compatibilidade.

NBR 843, de 1985 Aterro Sanitário de Resíduos Sólidos-Projetos de Aterros.

Deliberação do COPAM, Nº009/93 Licenciamento Ambiental de Obras e de Saneamento.

Decreto - Lei Nº 1 413 de agosto 1975

Controle de Poluição por Atividades Industriais.

Lei Nº 9.433, 8 janeiro de 1997 Política Nacional de Recursos Hídricos - Gestão Democrática e Ambiental das Águas.

Decreto Nº 3.179, 21 de setembro 1999

Regulamentação da Lei de Crimes Ambientais.

NBR ISO 14 001, 1996 Sistemas de Gestão ambiental - especificação e diretrizes para uso.

NBR ISO 14 004, 1996 Sistema de Gestão Ambienta l- diretrizes gerais sobre princípios, sistemas e técnicas de apoio.

NBR 10004, setembro de 1987 Classificação de Resíduos Sólidos.

NBR 10005, setembro de 1987 Lixiviação de resíduos - procedimento.

NBR 10006, setembro de 1987 Solubilização de resíduos – procedimento.

NBR 10007, setembro de 1987 Amostragem de resíduos – procedimento.

O conhecimento do processo de geração e produtos gerados juntamente com os RSI é importante para o entendimento do estudo proposto para o resíduo sólido industrial.

2.3 AÇO

O aço-carbono é uma liga ferro-carbono contendo de 0,008% até 2,0% de carbono e outros elementos residuais (Mn, Si, S, P). Sua classificação, segundo os padrões da AISI (American Iron and Steel Institute) e a SAE (Society of Automotive Engineers), é dada em função da composição química ou da microestrutura que apresentam à temperatura ambiente. As ligas são identificadas por quatro algarismos, sendo os dois primeiros, indicadores do tipo de elemento de liga e os dois últimos algarismos indicam o número de centésimos por cento de carbono existente no aço, exemplificando temos o aço 4020 que possui aproximadamente 0,20% de C (Silva, et al., 1981).

O cenário mundial da produção de aço bruto é relevante, segundo os dados estatísticos da IISI (International Irion and Steel Institute), demonstrados na TABELA 1, a produção mundial, entre 1994 e 1999, cresceu 8,15%. Os dados apontam a China como a maior produtora mundial, com 15,7% da produção, e o Brasil como o oitavo maior produtor mundial e o primeiro da América Latina.

No período de janeiro / setembro de 2002 a produção mundial de aço bruto foi de 654.889.000 toneladas, mantendo a liderança de produção a China com 130.522.000 toneladas, segundo o informativo do IBS, 2002. Investimentos nesse setor destinam-se, prioritariamente, à modernização e aumento de produtividade, proteção ao meio ambiente e enobrecimento do mix de produção.

TABELA 1

Produção mundial de aço bruto

Unid: t x 10⁶

País 1999 1998 1997 1996 1995 1994

China 123,3 114,6 108,9 101,2 95,4 92,6

USA 97,2 97,7 98,5 95,5 95,2 91,2

Japão 94,2 93,5 104,5 98,8 101,6 98,3

Rússia 49,8 43,8 48,5 49,3 51,6 48,8

Alemanha 42,1 44,0 45,0 39,8 42,1 40,8

Coréia 41,0 39,9 42,6 38,9 36,8 33,7

Ucrânia 27,0 24,4 25,6 22,3 22,3 24,1

Brasil 25,0 25,8 26,2 25,2 25,1 25,7

Itália 25,0 25,7 25,8 23,9 27,8 26,2

Índia 24,3 23,5 24,4 23,8 22,0 19,3

Produção Mundial 784,2 775,9 798,8 750,0 752,3 725,1

FONTE - IISI / ILAFA / IBS, 2000.

Segundo o boletim do Departamento Intersindical de Estatística e Estudos Sócio- Econômicos - DIEESE, N^º 214, 1999, o setor siderúrgico brasileiro é o mais diversificado da América Latina, apresentando um incremento mix de produtos. A TABELA 2 mostra a diversidade dos produtos de aço nas empresas brasileiras e suas quantidades.

TABELA 2

Produtos de aço das empresas brasileiras

Empresa Tipo de produto Produção

10³ t/ano

CSN Aços planos 5 000

USIMINAS Aços planos 4 200

COSIPA Aços planos 3 600

ACESITA Aços inoxidáveis planos 290

CST Semi-acabados para exportação 3 650

A . VILLLARES Aços longos especiais 800

AÇOMINAS Semi-acabados 2 400

GERDAU Aços longos 4600

BELGO Aços longos comuns 1 000

MANNESMAN Tubos sem costura 560

FONTE - IRON AND STEEL WORKS, 1999.

A produção do aço bruto no Brasil concentra-se em mais de 90% nos estados: Minas Gerais, Rio de Janeiro, São Paulo e Espírito Santo. A representação da distribuição quantitativa dessa produção encontra-se na TABELA 3. É relevante a produção de aço em Minas Gerais, sendo atribuída essa concentração à proximidade das matérias primas, mas como ponto negativo, existe a dificuldade do transporte até os portos para o processo de exportação.

TABELA 3

Produção de aço nos Estados brasileiros

janeiro – março/ 2001 Estado Quantidade (10³ t) %

Minas Gerais 2 787,9 29,2

Rio de Janeiro 1 632,8 23,0

Espírito Santo 1 283,9 18,1

São Paulo 990,1 13,9

Outros 413,6 5,8

Total 7 108,3 100

FONTE - IISI/ILAFA, 2001.

Não perdendo o objeto de estudo desse trabalho, que é a lama de decapagem de aços inoxidáveis, torna-se indispensável fundamentos teóricos específicos sobre os mesmos.

Aço Inoxidável: O aço inoxidável surgiu da necessidade dos metalúrgicos suprirem o problema de resistência à corrosão que os aços carbonos não possuíam. O primeiro trabalho, escrito por Harry Brearley, na Inglaterra em 1912, não publicada, descreve a experiência com ligas contendo 12,8% de cromo e 0,24% de carbono, quando já estava descoberto o aço inoxidável martensítico. O aço inoxidável austenítico, com patente alemã, foi descoberto no mesmo ano, aço V2A (V de Versuch, que significa experiência, e A de Austenit) contendo 20% de cromo, 75% de níquel e 0,255% de carbono (Padilha et al., 1994) .

Segundo Chiaverini, 1986, o aço inoxidável diferencia-se do aço-carbono por conter no mínimo 12% de cromo. É classificado, com base em sua microestrutura, na temperatura ambiente, em:

. ferríticos (série 400, Ex. 409,410S, 430), são os aços ao cromo (11% a 27% Cr);

. austeníticos (série 200 e 300, Ex. 301,304, 304L, 316, 316L), são os aços ao cromo-níquel (16% a 26% Cr e 7% a 22% Ni) e

. martensíticos (série 400 d, Ex. 420I), são os aços ao cromo (11% a 18% Cr).

No ANEXO B têm-se tipos e características de aços inoxidáveis.

O aço inoxidável, em contato com oxigênio ou meio aquoso, reage com o meio formando-se espontaneamente uma fina camada de óxi-hidróxido hidratado de ferro e cromo, sendo estável e de difícil difusibilidade de oxigênio, chamada de camada de passivação. As equações químicas representativas das possíveis reações são:

. formação do óxido M + ½ O2 → MO

. passivação pela água M + H2O → MO + 2H⁺¹ + 2e^- . dissolução pela água M + nH2O → M⁺²(H2O )n + 2e^-

. formação do óxido ou hidróxido M⁺² + 2H2O → MO + 2H⁺¹ ou M⁺² + 2H2O → M(OH)2 + 2H⁺¹

A formação de óxido e a sua natureza dependem fortemente do conteúdo de Cr na liga. Nos aços inoxidáveis com baixo teor, Cr <10%, formam-se os óxidos: FeO, Fe3O4 e Fe2O3. Em baixas pressões parciais de oxigênio, o cromo é oxidado pelo oxigênio formando FeCr2O4 e Cr2O3 nas camadas internas do óxido. Para aços com conteúdos de cromo Cr >15%, forma-se uma camada rica em óxidos de ferro na superfície, devido ao excesso de átomos de Fe. Esses óxidos diminuem a atividade do oxigênio na interface metal / óxido, sendo oxidados somente os óxidos muitos estáveis como Cr2O3 (Mantel, 2000).

Na FIGURA 2, tem-se uma representação da formaçãodas camadasdos óxidos no aço inoxidável, com diferentes teores de cromo.

FIGURA 2 - Formação de óxidos na superfície do aço inoxidável – oxidação seletiva.

FONTE - MANTEL, 2000. p. 70.

O cenário mundial, na produção de aços inoxidáveis, está concentrado em seis (6) grandes grupos: Rússia, USA, Japão, Tailândia, Oeste da Europa e outros continentes. As principais empresas produtoras de aço plano no mundo e a produção anual de aço inoxidável dos principais países estão relacionadas no QUADRO 2 e TABELA 4, respectivamente.

Atualmente o volume de Resíduo Sólido gerado num processo siderúrgico é diretamente proporcional ao volume da produção do aço e esta situação é preocupante aos gestores de resíduos sólidos, pois aumentam cada vez mais as metas de produção nas empresas.

Soluções para minimizar o volume para a disposição final têm sido estudadas como:

modificações do processo, reciclagem, reutilização, comercialização e outros procedimentos. Não só esse fato tem preocupado aos gestores de resíduos, mas as ações fiscalizadoras dos órgãos ambientais.

QUADRO 2

Empresas produtoras de aço inoxidável plano

PAÍS EMPRESA PAÍS EMPRESA

Bélgica ALZ NV Japão NIPPON YAKIN

Bélgica FABRIQUE DE FER Japão NIPPON METAL "INDUSTRY CO.

LTD" "NIPPON KINZOKU KOGYO"

Finlândia OUTOKUMPU POLARIT OY*

OUTOKOMPU STAINLESS STEEL

Japão NKK CORP.

França UGINE AS Tailândia TANG ENG

Alemanha KTN Tailândia CHINA STEEL CORP. (CSC)

Itália AST Tailândia YEH UNITED

Espanha ACERINOX AS Coréia do Sul POSCO "TINPLATE CO LTD"

Suécia/ UK AVESTA SHEFFIELD A.B Coréia do Sul SAMMI

Suécia SANDVIK África do Sul COLUMBUS "STAINLESS"

Rússia MECHEL(CHELYABINK) Brasil ACESITA

Rússia ELETROSTAL

"METALLURGECHESKY ZAVOD IMENI TEVOSYAN"

Canadá SAMMI ATLAS "SAMMI STEEL CO.

LTD."

USA ALLEGHENY LUDLUM Ucrânia DNEPROSPETSTAL "DNIEPER

SPECIAL STEEL WORKS"

USA J & L SPEC PROD "J&L SPECIALTY STEEL INC.

Japão SUMITOMO

USA ARMCO Japão NISSHIN "STEEL CO. LTD

USA LUKENS “WASHINGTON"

LUKENS STEEL CO."

"WASHINGTON STEEL CORP."

Japão

KAWASAKI

NIPPON STEEL CORP

FONTE - INÇO, 1996.

TABELA 4

Produção de aço inoxidável de países e continentes

Unid.: 10⁶ t/ano Origem 1998 1997 1996 1995 1994 1993 1992 1991

União Européia (15) 7 098 6 949 6 153 6 511 5 962 5 091 4 802 4 497

Ásia 6 966 7 089 7 007 6 667 5 547 5 045 4 862 4 899

América do Sul 233 236 226 180 168 144 150 139

USA 2 009 2 161 1 870 2 055 1 835 1 774 1 808 1 704

Coréia 1 704 1 602 1 461 1 347 1 188 1 066 914 781

F. R. Alemanha 1 479 1 481 1 280 1 490 1 419 1 234 1 206 1 202

Itália 1 096 1025 878 1022 859 724 649 610

Bélgica 648 625 577 622 522 435 445 360

Finlândia 575 543 462 432 426 371 322 258

Brasil 233 236 226 180 168 144 150 139

Canadá 141 161 185 222 182 185 162 150

Produção Mundial 17 185 17 395 16 162 16 248 14 231 13 059 13 078 13 621 FONTE - IISI, 2000.

Identificou-se no quadro acima, o Brasil como o único país na América do Sul que produz aço inoxidável plano e o Estado Unido, o maior produtor mundial.

A produção do aço inoxidável vem ganhando um mercado representativo mundialmente, devido à sua elevada propriedade de resistência à corrosão, conseqüência da adição dos elementos: cromo (papel determinante para a resistência à corrosão), molibdênio (resistência à corrosão pontual, por pite) e titânio (resistência à corrosão intergranular).

O processo de fabricação de aço, processo siderúrgico, tem recebido modernizações principalmente em sistemas de automação e controle, tanto na área de produção como nos aspectos ambientais. A preocupação de minimizar a geração de resíduos é uma questão de sobrevivência no mercado competitivo globalizado. Conhecendo-se o processo industrial é possível prever ações de intervenção para redução na geração de RIS.

Trata-se a seguir etapas importantes no processo industrial relacionadas com a geração da lama em estudo, sem, no entanto, desconsiderar a importância dos demais setores.

2.4 PROCESSO SIDERÚRGICO

Na América Latina, uma das empresas produtoras de aço inoxidável encontra-se no Brasil, ACESITA S. A., que possui sua unidade industrial localizada no município de Timóteo (MG). Foi fundada em 1944 com o objetivo principal de suprir o mercado brasileiro com produtos de aços especiais e, a partir de 1998, redefiniu seu foco estratégico para aços inoxidáveis, aço-silício (grão orientado - GO e grão não-orientado – GNO) e aços ao carbono.

Segundo Gonçalves,1999, a geração de resíduos na empresa siderúrgica em estudo (base-1998/1999) foi de 47.639,52 toneladas / mês e com a seguinte partição: reciclado (50,7%), não reciclado / não-comercializado-pátio de resíduos (36,3%), comercializado (12,8%) e co-processado (0,2%), como mostra a TABELA 5.

TABELA 5

Resíduos sólidos na empresa Acesita S. A .

ano base-98/99

Destino Final Toneladas/mês %

Comercializado 24 151,60 50,7

Não-comercializado / não-reciclado (pátios de resíduos) 17 290,40 36,3

Reciclados 6 115,00 12,8

Co-processado 82,52 0,2

FONTE - GONÇALVES, 1999.

Nesse cenário, 63,5% dos resíduos proporciona um retorno financeiro para a empresa (comercializados e reciclados), devido ao gerenciamento adequado.

Segundo a classificação da empresa, 50% dos resíduos gerados são escória e as Lamas correspondem a 6,5%. Na TABELA 6, tem-se a representação quantitativa por tipos de resíduos formados.

TABELA 6

Inventário de resíduos sólidos gerados na Acesita S. A .

ano base 98/99

Resíduo Toneladas / mês %

Escória 24 157,50 50,70

Finos de Carvão e Coque 12 755,00 26,80

Pós 3 485,20 7,30

Lamas 3 118,50 6,50

Carepas 1 691,20 3,50

Areias 961,00 2,00

Coleta Seletiva 834,40 1,80

Outros 636,72 1,40

Total 47 639,52 100

FONTE - GONÇALVES, 1999.

No processo siderúrgico o gusa é produzido no alto-forno. Na aciaria ocorre a transformação do gusa em aço e, em etapas posteriores, ocorrem etapas de acabamento da chapa de aço inoxidável iniciando pela laminação, que pode ser a quente (LQ) ou laminação a frio (LF). Após a laminação, a chapa recebe um tratamento superficial para retirar os produtos formados em conseqüência de oxidação, operação denominada decapagem, onde são gerados os efluentes que contêm os elementos químicos formadores do resíduo sólido em estudo.

2.4.1 Processo de Decapagem

“O processo de decapagem consiste na remoção da camada de ferrugem ou de carepa da superfície do aço, pela ação de uma solução ácida diluída, a fim de permitir a deformação a frio (como a laminação, estampagem ou estiramento), ou a aplicação de um recobrimento protetor (eletrodeposição ou pintura)” (Araújo, 1967).

A decapagem, etapa de formação de uma proteção anódica nos aços inoxidáveis, ao remover as camadas de óxidos formadas em etapas anteriores, permite que se forme uma fina camada, auto-regenerada, de alta resistência à corrosão denominada camada de passivação. Esse processo pode ser por banho químico e/ou com auxílio da corrente elétrica, denominado banho eletrolítico. Após a remoção da camada oxidada, deve-se ter o cuidado de garantir que toda a substância ácida contida no banho seja eliminada da superfície metálica, evitando danos pela continuidade de sua reação. Para isso, a etapa imediata é a lavagem das chapas de aço inoxidável com água em abundância, gerando um grande

volume de efluente de caráter ácido que deve ser tratado antes de seu descarte (Chiaverini, 1986).

Na empresa, as chapas de aço inoxidável passam por banhos de diferentes naturezas. No primeiro estágio, ocorre a decapagem eletrolítica com o banho eletroquímico contendo sulfato de sódio (Na2SO4), para em seguida, passar pelo processo de decapagem química, usando como agente decapante no banho uma solução ácida de HNO3/HF e H2SO4. No processo de decapagem de aço silíciosos, utiliza-se no banho químico uma solução ácida com HCl. As águas de lavagens dos gases gerados nos três processos de decapagens, juntas, formam um efluente denominado efluente contínuo (Moraes, 1997).

Os volumes dos efluentes tratados na ETE encontram-se relacionados na TABELA 7.

TABELA 7

Volume dos efluentes tratados na ETE

Efluente Operação de origem Volume m³/mês

E₁ Decapagem com HNO3/HF (banho saturado) Decapagem com HF(banho saturado)

881

E2 Decapagem com H2SO4 (banho saturado) 774

E₃ Efluente contínuo (águas de lavagem) 5.885

E4 Decapagem com HCl (banho saturado) 274

Total na ETE 7.114

FONTE - RELATÓRIO INTERNO DA ACESITA, setembro de 2000.

Na empresa, esses efluentes procedentes dos processos de decapagens são identificados usando a simbologia: RB1 - efluente do processo de decapagem do aço inoxidável que utiliza como agente decapante a mistura ácida HNO3/HF; RB3 - efluente da decapagem do aço inoxidável que utiliza como agente decapante H2SO4; RB2 - efluente da decapagem de aço silícioso que utiliza como agente decapante o HCl e RB4 - efluente contínuo, constituído por águas de lavagens, dos processos citados acima

A representação esquemática do processo de decapagem dos aços inoxidáveis encontra-se na FIGURA. 3

Decapagem com Banho - HNO3/HF

Decapagem com Banho - H2SO4

Decapagem com Banho -

HCl

ETE

H2O H2O H2O

LAMA DA ETE

E₁ 1

E₂ E₄

E₃

E₃ E₃

Aço Aço Aço