Estudo da lixiviação e da mobilidade de metais contidos no pó de aciaria elétrica : avaliação de normas de lixiviação

Abstract

Esta pesquisa tem como objetivo geral estudar o comportamento de lixiviação do Pó de Aciaria Elétrica, PAE, por meio do estudo da mobilidade dos metais Zn, Cu, Pb, Cr, Mn e Cd, considerados, tanto pelas suas concentrações no PAE, como por estarem entre os mais preocupantes metais existentes nas usinas siderúrgicas. Em contra-partida, as principais normas internacionais de lixiviação, às quais as amostras de PAE submeteram-se, foram devidamente estudadas. Além da norma brasileira, as seguintes normas internacionais de lixiviação estudadas neste trabalho foram: norte americana modificada, francesa, japonesa, alemã e holandesa, cujos mecanismos de lixiviação seguiram processos por batelada e coluna. O estudo das reações químicas, assim como a formação de compostos resultantes do contato do pó com os lixiviantes, elucidaram diversos comportamentos de lixiviação do Zn, Cu, Pb, Cr, Mn e Cd, no pó. Para isto, foi proposto o uso do aplicativo Hydra- Medusa, com base nos dados de concentrações e pH, obtidos em laboratório. As análises realizadas por meio da difração de raio X, foram, portanto, complementadas e/ou confirmadas pelo programa computacional Hydra-Medusa. Os testes por batelada mostraram resultados diferentes quanto à mobilidade dos metais, em relação aos da coluna, sendo que a norma brasileira trouxe resultados de mobilidade dos metais ainda mais diferenciados dos demais por batelada, o que conduz a classificações diferenciadas do PAE, quanto a toxidez. Por meio da norma brasileira os elementos que conferiram toxidez ao PAE foram o Pb e o Cd. Pelas normas européias e japonesa os elementos foram o Cr e o Pb. Os testes em coluna demonstraram, entretanto, as baixas mobilidades dos metais nos extratos dos lixiviados em relação aos por batelada. As legislações internacionais para lixiviação de resíduos sólidos, brasileira e norte - americana, diferem da alemã em concentração e metais. Ficou clara a falta de uniformidade entre estas normas, pelos resultados diferenciados a que estas conduziram os comportamentos de lixiviação dos metais analisados.

The present research aims at to study the leaching behavior of Electric Furnace Dust (EFD), in relation to the mobility of metals (Zn, Cu, Pb, Cr, Mn and Cd), either by their contents in the dust, as due to the environmental concern about them. Dust samples were tested according to the main international norms about leaching of residues. Besides the Brazilian Norm, also North American modified, French, Japanese, German and Dutch norms were included. Depending on the specifications in each norm, batch or continuous (column) tests were adopted. The study of the chemical reactions, as well as the analysis of the neo-formed compounds obtained by the contact between the dust and the leaching agents, helped to clarify different leaching behaviors for the metals in the dust. The Hydra-Medusa software was proposed as a tool, utilizing experimental concentration and pH values, to confirm and to complement results from X-ray diffraction analysis. Batch tests showed different results in relation to metals’ mobility when compared to column tests. The application of the procedures established in the Brazilian Norm yielded the results with the greatest differentiation between general batch tests. These differences can lead to distinct EDF’s classifications for toxicity. According to the Brazilian procedures, lead and cadmium were the elements that classified EDF as a toxic waste. According to the European and the Japanese norms, these elements were chromium and lead. Column tests, however, yielded smaller mobility indices for the metals in leachates, when compared to batch tests. The option for a dynamical leaching procedure is conclusive, with the use of columns, instead of batch tests. International procedures established for the leaching of solid residues, as well as the Brazilian and the North American, differ from the German in terms of concentration and metals. The lack of uniformity among those regulations was clear, due to the distinct results that their application led, in relation to the objective of this work.