Obtenção de uma liga ferro-cromo por redução aluminotérmica de cinzas da incineração de resíduos de couro

Abstract

O setor coureiro-calçadista é o que gera mais resíduos sólidos no estado do Rio Grande do Sul. O destino desses resíduos ainda são os aterros, e por conterem alto teor de cromo, são classificados como Resíduos Classe I – perigosos. Os sais de cromo são os principais curtentes da indústria de couro por conferir qualidade e propriedades físico-mecânicas vantajosas ao couro, comparado a outros tipos de curtentes. Uma das principais alternativas para os resíduos gerados é reduzi-los a cinzas, devido à grande quantidade de resíduos disponíveis, por seu possível reaproveitamento energético e por obter-se uma cinza com alto teor de cromo. O objetivo deste trabalho é reaproveitar o cromo da cinza para a produção de uma liga ferro-cromo de baixo teor de carbono (Fe- Cr- BC), um importante insumo para fabricar aço inoxidável. A cinza utilizada foi obtida por queimas realizadas em um reator de gaseificação. Após a caracterização, a cinza apresentou entre 50 e 60 % de cromo na forma de óxido. Para a produção da liga, utilizou-se a técnica de redução aluminotérmica. As variáveis dos experimentos foram: cargas de óxido de ferro, ferro metálico, alumínio e ácido crômico, as quantidades de cada uma foram alteradas para cada um dos dezesseis experimentos realizados. A maior conversão se deu com a utilização de excesso, em relação à estequiometria, de ácido crômico e de óxido de ferro, por estes óxidos contribuírem com maior energia ao sistema. A determinação do cromo convertido em liga foi determinada analisando a escória do processo, o resíduo que não reagiu no experimento. Depois de moída e digerida a escória foi analisada por espectrometria de absorção atômica. Verificou-se que o excesso de alumino não foi significativo para a melhor conversão dos componentes da cinza em liga, e nem todo o óxido de cromo foi convertido, este fato pode ser atribuído às impurezas encontradas nas cinzas, como óxidos de cálcio, silício, fósforo e enxofre que não permitem contato íntimo dos reagentes e conferem baixa qualidade à liga. A purificação da cinza poderia eliminar este problema, além de concentrar a cinza com teores maiores de óxido de cromo, o que poderia resultar em conversões maiores, justificando assim o uso do alumínio.