Cinzas de carvão mineral

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Reaproveitamento de cinzas de carvão mineral na formulação de argamassas.

Reaproveitamento de cinzas de carvão mineral na formulação de argamassas.

Os cimentos podem ser definidos como substâncias adesivas capazes de unir fragmentos ou massas de um material sólido a um compacto. Tal definição abraça um grande número de substâncias diferentes que têm pouco em comum umas com as outras, mas sua adesividade e a importância técnica e científica muito desigual de membros diferentes da classe tende a provocar uma restrição da designação a um grupo de substâncias adesivas, isto é, aos materiais plásticos empregados para produzir adesão entre pedras, tijolos, etc. na construção de edifícios e trabalhos de engenharia [4]. É um material pulvurulento, constituído de silicatos e aluminatos de cálcio com inúmeras propriedades e características, que ao serem misturados com água, hidratam-se, sendo capazes de desenvolver elevada resistência mecânica ao longo do tempo. Foi observado que dependendo da composição química e distribuição do tamanho de partículas, vários resíduos industriais podem ser usados em argamassas para a construção civil, seja em substituição parcial ao cimento ou ao agregado miúdo [3]. Diversos estudos vêm apresentando sucessos na utilização de resíduos inorgânicos para a produção de argamassas, evidenciando sua adequabilidade como matérias-primas alternativas para a construção civil. Neste contexto, este trabalho tem por objetivo estudar a viabilidade de utilização de cinzas volantes, obtidas na queima do carvão mineral em caldeiras de leito fluidizado de uma refinadora de alumina localizada no estado do Pará, como materiais alternativos para a produção de argamassas.
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Reaproveitamento de cinzas de carvão mineral na formulação de argamassas (Reuse of ash coal in the formulation of mortars)

Reaproveitamento de cinzas de carvão mineral na formulação de argamassas (Reuse of ash coal in the formulation of mortars)

Foi produzida uma argamassa de referência (sem adição de cinza) para comparação com argamassas adicionadas de cinzas de carvão mineral em substituição ao cimento. Após a caracterização dos materiais, foram realizadas misturas, com e sem adição de cinza, utilizando um misturador mecânico, localizado na Usina de Materiais da Universidade Federal do Pará. Foi definida a relação água/aglomerante (a/ ag) de 0,8. Foi produzida uma argamassa de referência e, posteriormente a cinza substituiu o cimento nos seguintes teores: 10%, 20%, 30%, 40% e 50%. Após o preparo, as misturas foram colocadas em moldes metálicos cilíndricos de tamanho 50 mm de diâmetro e 100 mm de altura para confecção dos corpos de prova, conforme estabelecidos na norma ABNT NBR 7215. Após 24 horas os corpos de prova foram retirados dos moldes para cura em temperatura
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Estudo da influência da adição de cinzas de carvão mineral nas propriedades da cerâmica vermelha.

Estudo da influência da adição de cinzas de carvão mineral nas propriedades da cerâmica vermelha.

Foi utilizada argila proveniente de Lapa, município da região metropolitana de Curitiba (folheto de Mariental) e as cinzas de carvão mineral retidas no filtro de mangas da Usina Termelétrica de Figueira, PR. A argila foi seca em estufa a 100 ºC e moída em moinho de bolas até que todo o material não ficasse retido na peneira 60 mesh (abertura 0,25 mm). As cinzas foram utilizadas exatamente na forma com que saíram do processo termoelétrico, portanto não foi realizado nenhum processo de preparação, como moagem, classificação, secagem ou outros. As características químicas das cinzas de diversas termoelétricas brasileiras foram estudadas [7]. Em cápsula de porcelana os materiais foram misturados e
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Estudo de pastas de cimento Portland com adições de cinzas de carvão mineral para uso na cimentação de poços de petróleo

Estudo de pastas de cimento Portland com adições de cinzas de carvão mineral para uso na cimentação de poços de petróleo

Dentre os cimentos Portland utilizados para a cimentação de poços de petróleo no Brasil, destacam-se o CPP Classe G e o CPP Classe Especial. Os quais possuem maior controle fabril, custos logísticos e de produção do que os cimentos comuns. As pastas formuladas, com cimentos para construção civil, não atendem aos requisitos normativos da NBR 9831/2006, sobretudo quanto à resistência à compressão. Para se melhorar as propriedades de resistência à compressão das pastas se faz necessário modificar sua microestrutura, para tal, pode-se fazer uso de adições minerais, como as cinzas da combustão de carvão mineral que no estado de Ceará encontra-se em abundância como resíduo industrial proveniente das termelétricas do Pecém, tornando-se um passivo ambiental e um problema econômico para as empresas. Assim, esta pesquisa tem como objetivo o estudo da viabilidade de utilização dos cimentos CPII F 32 e CP V, com menor custo de produção e distribuição do que os cimentos para poços de petróleo, com substituição parcial dos cimentos por dois tipos de cinzas de carvão mineral, CV1 (cinza de fundo) e CV2 (cinza leve), nas proporções de 0% (pastas sem adições), 5% e 10% em massa do cimento, para aplicação em cimentação de poços de petróleo com pastas formuladas com densidade de 14,5 lb/gal (1,737 g/cm³). Para se avaliar as pastas formuladas, inicialmente caracterizou-se os cimentos e as cinzas de carvão mineral quanto aos aspectos químicos, físicos e microestruturais, e as pastas formuladas quanto aos requisitos físico–químicos e ensaios tecnológicos API (consistometria, teor de água livre, resistência à compressão na idade de 8 horas), baseadas na NBR 9831 (2006) e API SPEC 10A (2002), além de avaliar a evolução da resistência à compressão nas idades de 24 horas, 7 dias e 28 dias à temperatura de cura de 38°C. Conclui-se que as pastas formuladas apresentaram bons resultados quanto ao teor de água livre, consistometria e resistência à compressão com 8 horas de cura, além de desenvolver boa resistência à compressão aos 28 dias, com resultados próximos ou superiores às pastas formuladas com os cimentos Portland CPP classe G e CPP Classe Especial, para a uma densidade de pasta de 14,5 lb/gal, quando comparados com pesquisas semelhantes. Os resultados possibilitam a viabilidade do uso das pastas formuladas para aplicação em cimentação de poços de petróleo rasos, sobretudo para a pasta CPV10CV2, com melhores resultados paras os ensaios tecnológicos API.
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Avaliação técnica da utilização de cinzas de combustão do carvão mineral provenientes de termelétrica em argamassas de revestimento

Avaliação técnica da utilização de cinzas de combustão do carvão mineral provenientes de termelétrica em argamassas de revestimento

A indústria da construção civil é de longe o setor mais importante para a utilização das cinzas de combustão do carvão mineral. As indústrias cimenteiras brasileiras utilizam as cinzas volantes em grandes quantidades, a ponto de esta matéria prima ser alvo de disputa entre as mesmas, desde que as cinzas possuam características adequadas ao mercado. Devido ao acirramento da disputa por cinzas volantes, verificou-se o interesse por parte das indústrias por cinzas pesadas, cuja composição apresente baixa quantidade de carvão incombusto, como principal característica. Além da indústria cimenteira, as cinzas pesadas possuem uso potencial também nas indústrias cerâmicas, filtros, blocos e pavimentação (SABEDOT et al. , 2011).
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SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE ZEÓLITAS DO TIPO CaX A PARTIR DE CINZAS LEVES DE CARVÃO MINERAL

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE ZEÓLITAS DO TIPO CaX A PARTIR DE CINZAS LEVES DE CARVÃO MINERAL

As usinas termelétricas geram como resíduo de seu processo de queima de carvão mineral uma grande quantidade de cinzas, gerando milhões de toneladas anualmente (IZIDORO, 2013). O destino deste resíduo em sua maior parte é na indústria de cimento, além do uso na produção de asfalto e pavimentação de rodovias. As cinzas podem também ser depositadas em minas de carvão abandonadas, aterros, lagoas de sedimentação, bacias de decantação ou a céu aberto. Devido as suas propriedades químicas e físicas (Paproki, 2009), pode-se agregar um valor maior às cinzas quando utilizadas para a síntese de zeólitas do que quando aplicadas como material na indústria da construção civil (FERRET, 2004).
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Avaliação do uso de cinzas de carvão mineral  produzidas em usina termelétrica na construção  de pavimentos

Avaliação do uso de cinzas de carvão mineral produzidas em usina termelétrica na construção de pavimentos

Nesta etapa utilizou-se o método empı́rico do DNIT para pré-dimensionar o pavimento. Com base nos ensaios realizados, podem-se propor algumas estruturas teóricas de pavimentos. No pré- dimensionamento adotou-se a seguinte estrutura: subleito local (ISC de 14% que caracteriza os solos da região), reforço de subleito (mistura M3 com ISC de 21%) e uma sub-base (também mistura M3 com ISC de 21%). O ISC de 14% foi por base no estudo de Vasconcelos (2018), que caracterizou o subleito da região da termelétrica investigada neste estudo, obtendo-se um ISC mé- dio de 14%. A escolha da mistura M3 como sub-base ocorreu por ela atender aos parâmetros me- cânicos mı́nimos de resistência e expansão, apresentar cinzas em sua composição, de forma que pode contribuir para um maior reaproveitamento desses resı́duos, além de, do ponto de vista eco- nômico, ser vantajosa em relação às misturas com a cal (devido ao alto custo aquisitivo da cal). Fo- ram adotados três revestimentos tı́picos do estado do Ceará em função do tráfego: um Trata- mento Super icial Duplo (TSD) e dois Concretos Asfálticos Usinados a Quente (CAUQ), com es- pessuras de 7,5 cm e 12,5 cm. Os revestimentos foram obtidos, para cada volume de tráfego, conforme recomendação do DNIT (2006). Os valores das espessuras para cada camada em fun- ção de seis nı́veis de solicitação N, conforme o método empı́rico de dimensionamento de pavi- mentos, estão dispostos na Tabela 5.
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Avaliação do uso de cinzas de carvão mineral como melhorador de adesividade em misturas asfálticas

Avaliação do uso de cinzas de carvão mineral como melhorador de adesividade em misturas asfálticas

C om relaçã o à s misturas asfá lticas com o teor de C A P fixo em 5%, foi notado mudanças relevantes nos resultados de R RT obtidos para as misturas compostas por cinzas volantes “frescas” (Pecé m I e II) misturadas a cal hidratada, pois os resultados de R RT obtidos nesta etapa sã o inferiores aqueles obtidos para as misturas avaliadas a partir do uso do teor de projeto de C A P de cada mistura. Isso pode ser resultante davariabilidade na distribuiçã o de vazios no C Ps confeccionados, e da pró pria variabilidade do ensaio de resistê ncia a traçã o, uma vez que o volume de vazios é o mesmo daquele utilizado nas misturas que foram dosadas anteriormente. A demais, deve-se levar em conta que os efeitos deleté rios da á gua nessas misturas possa ter causados maiores danos, pois como o V v é o mesmo para todas as misturas analisadas, deve haver maior conectividade entre os vazios na misturas, o que aumenta a á rea superficial de contrato da á gua comas misturas asfá ltica. E m contrapartida, as outras misturas asfá lticas apresentaram os resultados de R RT bastante similares entre si, nã o havendo mudanças significativas.
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA E AMBIENTAL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ CENTRO DE TECNOLOGIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA HIDRÁULICA E AMBIENTAL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL

A engenharia moderna em consonância com a sociedade contemporânea deve prever em qualquer processo produtivo a correta destinação dos resíduos gerados por suas atividades. A responsabilidade socioambiental torna obrigatório a elaboração de planos de gerenciamento de resíduos, para que sejam dadas aos mesmos as corretas destinações e esses não venham causar danos ao meio ambiente e a saúde do homem. Na geração de energia elétrica, as Usinas Termoelétricas (UTE’s) geram enormes quantidades de resíduos oriundos da queima do carvão mineral (cinzas leves, cinzas grossas, escórias e resíduos de dessulfuração). Uma parte desses resíduos é utilizado na indústria cimenteira, contudo, há volumes consideráveis que não são aproveitados. Esse fato estimulou o desenvolvimento de diversos estudos com o intuito de encontrar alternativas técnicas, econômicas e ambientalmente viáveis para a utilização das cinzas de carvão mineral. Nesse contexto as empresas Energia Pecém e ENEVA em parceria com a Universidade Federal do Ceará desenvolveram projeto de pesquisa que buscou alternativas para o reaproveitamento das cinzas geradas pelas UTE’s Porto Pecém I e II, sendo o presente estudo parte desse projeto. Neste trabalho, realizou-se a caracterização mineralógica, morfológica, físico-química e geotécnica de cinzas de carvão mineral, para que a partir das suas características fosse proposta uma destinação adequada. O objetivo do estudo foi avaliar a utilização das cinzas de carvão como material geotécnico, especificamente como barreiras impermeabilizantes de fundo de aterros de resíduos (liners), verificando se as mesmas reúnem as condições necessárias para tal aplicação. Com base nas análises realizadas observou-se que as cinzas coletadas, em uma bacia de armazenamento da empresa Energia Pecém, eram bastante heterogêneas, apresentando variabilidade significativa para diversos parâmetros. Isso motivou a proposição de um material compósito constituído pela mistura de todas as amostras de cinzas individuais, denominada cinzas compostas, que fossem mais representativas de todo o volume de resíduos e apresentasse valores próximos à média das amostras individuais. Todavia, observou-se que as cinzas compostas não apresentavam a condutividade hidráulica necessária para sua aplicação como liners (na ordem de 10 -7 cm/s), o que levou à necessidade de avaliar
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Estudo comparativo sobre a adsorção de diferentes classes de corantes em zeólitas...

Estudo comparativo sobre a adsorção de diferentes classes de corantes em zeólitas...

Muitas pesquisas estão direcionadas na aplicação das zeólitas sintetizadas a partir das cinzas de carvão mineral, já que este processo apresenta baixo custo e também é ambientalmente viável. Algumas aplicações são: remoção de íons metálicos em água e em efluentes de galvanoplastia (Fungaro e Silva, 2002; Fungaro e Izidoro, 2004b; Fungaro, 2004), adsorção de íons metálicos tóxicos de águas residuárias poluídas (Pimraksa et al., 2010; Querol et al., 2002; Singer & Bergaut, 1996; Srinivasan & Grutzeck, 1999; Kolousek et al., 1993; Endres, 2001; Gobbi et al., 2004; Querol et al., 2001; Fungaro e Izidoro, 2006a; Izidoro e Fungaro, 2007; Fungaro e Izidoro, 2008; Izidoro, 2008; Böer, 2013), tratamento de solos (Ferret, 2004), tratamento de drenagem ácida de mina (Moreno et al., 2001; Fungaro e Izidoro, 2006b; Paprocki, 2009), como peneiras moleculares para purificação de gás (Querol et al., 2001), remoção de corantes em solução aquosa (Bruno, 2008; Fungaro e Bruno, 2009a; Fungaro e Bruno 2009b; Fungaro et al., 2009a; Fungaro et al., 2009b; Carvalho, 2010; Carvalho et al., 2010; Fungaro et al., 2010; Magdalena, 2010; Ferreira, 2011; Carvalho et al., 2011; Cunico et al., 2011; Fungaro et al., 2011; Magdalena et al., 2012; Bertolini et al., 2013).
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MODELAGEM CINÉTICA DA REMOÇÃO DE Cd2+ POR ZEÓLITAS DE CINZAS DE CARVÃO

MODELAGEM CINÉTICA DA REMOÇÃO DE Cd2+ POR ZEÓLITAS DE CINZAS DE CARVÃO

As cinzas de carvão mineral são constituídas basicamente de sílica e alumina sendo possível convertê-las em material zeolítico após tratamento hidrotérmico com hidróxido de sódio. Os métodos de conversão direta combinam a liberação de Si e Al e a cristalização de zeólitas em um simples estágio

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METALS DETERMINATION BY ATOMIC SPECTROMETRY TECHNIQUES IN COAL AND ASH SAMPLES USING RESPONSE SURFACE METHODOLOGY.

METALS DETERMINATION BY ATOMIC SPECTROMETRY TECHNIQUES IN COAL AND ASH SAMPLES USING RESPONSE SURFACE METHODOLOGY.

Dentro deste contexto, fica evidente a necessidade do desenvol- vimento e da validação de novas metodologias analíticas, alternativas aos métodos já existentes, para a determinação de metais em amostras de carvão e cinzas, focadas principalmente a etapa de preparo de amostras. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um método simples, rápido e de baixo custo de preparo das amostras de carvão mineral e cinzas, utilizando decomposição ácida em sistema de refluxo para a determinação de Cu, Fe, Na e Zn por técnicas de Espectrometria Atômica (F AAS e F AES). Para este estudo foi uti- lizado planejamento estatístico visando a otimização das variáveis relacionadas ao método proposto objetivando uma condição compro- misso para os respectivos analitos.
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Síntese da zeólita A utilizando diatomita como fonte de sílicio e alumínio.

Síntese da zeólita A utilizando diatomita como fonte de sílicio e alumínio.

A diatomita é um material de origem sedimentar e biogênica, caracterizada pela presença de sílica amorfa, apresentando uma morfologia distinta, devido à deposição desta nas superfícies dos esqueletos de algas diatomáceas [1]. Sua composição química atrai a atenção para seu uso como matéria prima para síntese de zeólitas. Observa- se pelos diferentes trabalhos publicados, que materiais alternativos podem ser usados como substitutos de reagentes padrões para a síntese de zeólitas. Por exemplo temos a síntese de zeólitas a partir de cinzas do carvão mineral, realizadas a partir de metodologias que utilizam processos de fusão alcalina e após tratamento hidrotérmico [2, 3] ou apenas processos hidrotérmicos, que envolvem a extração do silício e alumínio presentes na matéria prima e seu posterior uso na síntese de materiais tais como zeólita A [4] e Na-X e Y utilizando o resíduo em sua totalidade em uma
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Benefícios sociais e ambientais do coprocessamento de pneus inservíveis: estudo de caso na cidade de João Pessoa-PB

Benefícios sociais e ambientais do coprocessamento de pneus inservíveis: estudo de caso na cidade de João Pessoa-PB

Através do coprocessamento, a indústria aproveita resíduos como substitutos de combustível ou matéria-prima. Esse processo, além de dar uma destinação ambientalmente adequada a rejeitos de outras atividades, permite, ainda que parcialmente, reduzir o uso de combustíveis tradicionais não-renováveis, como o coque de petróleo, o óleo combustível e o carvão mineral. Sob estes aspectos a técnica é abrangente e eficiente, pois destrói total ou parcialmente os resíduos, e não possui os inconvenientes dos incineradores, através da disposição das cinzas da queima em aterros, e de se tratar o efluente líquido gerado na lavagem dos gases da queima. A atividade é realizada em conjunto com a produção de clínquer no interior de um forno que possui, em média, 60 m de comprimento e 4 m de diâmetro, temperatura de 1.400ºC na zona de clinquerização e um tempo de residência para os gases de até 10 segundos. Em virtude da longa extensão do mesmo, assegura a completa destruição dos resíduos.
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Desenvolvimento e operação de uma planta piloto para gaseificação do carvão mineral de candiota / Development and operation of a pilot plant for Candiota coal gasification

Desenvolvimento e operação de uma planta piloto para gaseificação do carvão mineral de candiota / Development and operation of a pilot plant for Candiota coal gasification

Na base do plenum encontra-se um sistema de distribuição de ar, com bicos injetores. A vazão de ar é controlada por válvula globo e rotâmetro. O sistema de alimentação de carvão é constituído por um parafuso transportador com velocidade controlada, por um variador de frequência, válvula rotativa e rosca sem fim de velocidade constante, que alimenta o reator no primeiro estágio. Ainda, há um tambor para coleta das cinzas pesadas.

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Adsorption of reactive orange 16 from aqueous solutions by synthesized zeolite.

Adsorption of reactive orange 16 from aqueous solutions by synthesized zeolite.

Neste estudo, a zeólita sintetizada a partir das cinzas leves de carvão mineral – utilizado em usinas termelétricas – foi avaliada como adsorvente do corante RL16 em solução aquosa. Os estudos cinéticos mostraram que a adsorção de RL16 concorda com o modelo de pseudossegunda ordem. Os modelos de isotermas de adsorção de Langmuir e de Freundlich foram usados para descrever o equilíbrio de adsorção do RL16 pela ZM-2. Os dados mostraram melhor adequa- ção ao modelo de Langmuir. A zeólita sintetizada a partir de cinzas leves de carvão mineral revelou ter potencial para ser utilizada como um material alternativo na remoção de cor de eluentes aquosos. Se não forem descartadas adequadamente, as cinzas leves de carvão, matéria-prima do adsorvente, são uma fonte contínua de poluição do meio ambiente.
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Removal of methylene blue from aqueous solution using zeolite synthesized from different coal fly ashes samples.

Removal of methylene blue from aqueous solution using zeolite synthesized from different coal fly ashes samples.

e também com outros fatores, como a área superficial específica. O desempenho da adsorção do azul de metileno sobre as cinzas de carvão, matérias-primas das zeólitas, também foi estudado para comparação. Observaram-se capacidades de adsorção máxima pelo menos 8 vezes menores que os valores obtidos com as respectivas zeólitas e uma saturação do material mais rápida. Zeólitas de cinzas de carvão amostradas na Austrália apresentaram valores de capacidade de adsorção do azul de metileno entre 1,42 e 1,92 (mg g -1 )(L mg) -1/n .
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Eduardo Rodrigo Ramos de Santana

Eduardo Rodrigo Ramos de Santana

Resumo O Brasil passou por um período de crise energética em 2000. Contudo, este país apresenta vastas reservas de carvão que poderiam ser mais exploradas. Depois da crise o consumo de carvão teve algum incremento, mais estudos deveriam ser feitos a fi m de minimizar as emissões de SOx e o aproveitamento das cinzas. As propriedades das cinzas dependem das características dos minerais que as originaram e da temperatura de combustão. A maioria dos sistemas empregados para queima é de combustão em leito pulverizado (1200- 1600°C) ou fl uidizado (850°C - mais comum fora do Brasil). Este artigo apresenta um estudo preliminar das características físicas do carvão, como tamanho e superfície, submetida a diferentes temperaturas com a fi nalidade de compreender seu comportamento nestas condições. A reconstrução mineralógica do carvão também foi desenvolvida.
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Detailed characterization of certified reference material of Brazilian coal.

Detailed characterization of certified reference material of Brazilian coal.

A cinza obtida à alta temperatura (HTA, 775 °C) da amostra CAR(MR) teve sua composição química determinada por fluores- cência de Raios X e as características de fusibilidade das cinzas determinadas em microscópio de aquecimento. Os resultados obtidos estão apresentados na Tabela 2 e demonstram que os óxidos de Si (57,8%), Al (29,06%) e Fe (4,8%) são predominantes nessa amostra. Cabe salientar que o carvão CAR(MR) não é uma amostra típica em termos de concentração de ferro, o qual se apresenta em concentra- ções menos elevadas do que as reportadas para carvões brasileiros. Fallavena 7 verificou concentrações 3 a 5 vezes menores de Fe para
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