Marsis Cabral Junior Seção de Recursos Minerais e Tecnologia Cerâmica - SRM / CT-Obras...
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Marsis Cabral JuniorSeção de Recursos Minerais e Tecnologia Cerâmica - SRM / CT-Obras
Aproveitamento de Resíduos de APLs de Cerâmica Vermelha em Centrais de Massa
Salvador 2012
M. Cabral Junior (2012)
CONTEXTO
Apesar dos esforços e recentes avanços da indústria cerâmica
nacional, envolvendo uma série de iniciativas importantes:
Melhoria dos processos industriais, maior controle e padronização
dos produtos, e a sua capacitação técnica e gerencial,
Entrave importante que persiste em praticamente todos os APLs
cerâmicos refere-se às perdas ao longo processo produtivo, e que
interferem na competitividade da empresas.
M. Cabral Junior (2010)
CONTEXTO
Quando os defeitos acontecem antes da queima, em que pese a queda de
produtividade, os produtos extrudados (secos ou úmidos) podem ser
reprocessados.
O mesmo não acontece com as peças defeituosas queimadas, que não se tem
até o momento nenhum aproveitamento em larga escala:
Os resíduos gerados – RCV (caco cerâmico): descartados junto aos empreendimentos cerâmicos.
Aplicação dos resíduos ocorre em algumas cerâmicas: pequenas parcelas são aproveitadas no cascalhamento das vias de acesso e dos interiores das unidades fabris.
Fonte: http://www.anicer.com.br
M. Cabral Junior (2012)
M. Cabral Junior (2012)
CONTEXTO
Além das perdas econômicas, esse processo cumulativo de resíduos tem
resultado em passivos ambientais de dimensões consideráveis nas
aglomerações cerâmicas.
Impactos negativos incluem: a mobilização de áreas expressivas, incomodo
visual e, ocasionalmente, proliferação de insetos nocivos em decorrência do
acúmulo de materiais, quase sempre dispostos desordenadamente.
Mesmo em manufaturas cerâmicas tecnologicamente mais sofisticadas, as
perdas ocorrem, embora em taxas menores. Isto se deve à própria limitação dos
processos e equipamentos utilizados nas indústrias de cerâmica vermelha no
País.
Blo
cos
Telhas
argila A(taguá)
desintegração
laminação
homogeneização
estocagem
laminação
extrusão
secagem
queima
seleção
expedição
argila B
reje
ito
moagem
alimentação edosagem
secagem
alimentação edosagem
apar
as
prensagem
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RCV
PEÇAS DEFEITUOSASE APARAS
Limitação na Diminuição de Perdas
• Controle na qualidade e constância da matéria-prima • Processo de Secagem • Queima
M. Cabral Junior (2012)
INDÚSTRIA CERÂMICA VERMELHA PRODUÇÃO ESTIMADA
BRASILPEÇAS MASSA RCV ARGILA - CONSUMO
65 Bilhões 130 Milhões t 6,5 a 13 Milhões t 170 Milhões t
EST. SÃO PAULOPEÇAS MASSA RCV * ARGILA - CONSUMO
16 Bilhões 32 Milhões t 1,5 a 3 Milhões t 37 Milhões t
* Perdas – 5 a 10%
414141414141414141
383838383838383838
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PRINCIPAIS AGLOMERAÇÕES PRODUTIVAS MÍNERO-CERÂMICOS
M. Cabral Junior (2012)
Potencial de aproveitamento do RCV nos APLs - efeito escala
M. Cabral Junior (2012)
PROJETODesenvolvimento de tecnologia para o aproveitamento de resíduos da indústria de cerâmica vermelha – RCV
Parceria – IPT & Secretaria de Desenvolvimento Econômico, Ciência e Tecnologia do Estado de São Paulo (BID)
OBJETIVOS
Serão estudadas duas vertentes de aplicações para o RCV:
1) Aditivo mineral ativo, de ação pozolânica.
2) Material cerâmico inerte – chamote.
M. Cabral Junior (2012)
M. Cabral Junior (2012)
ROTEIRO DO PROJETO1) Quantificação do volume de RCV e amostragem
2) Caracterização do RCV para aplicações específicas: análises e ensaios laboratoriais
3) Estudo de Mercado Potenciais segmentos consumidores, volumes demandados, especificações
granulométricas e desempenho tecnológico esperado, aspectos de logística (distância
dos potenciais consumidores e formas de distribuição) e expectativa de valores de
comercialização.
4) Projeto Conceitual Baseando-se nas referências tecnológicas e econômicas obtidas, será elaborado um
projeto conceitual de uma planta de produção de RCV: Etapas de processamento – recepção, homogeneização, estocagem, cominuição,
classificação granulométrica e estocagem. Lay out da estrutura produtiva: equipamentos estacionários e móveis,
operações unitárias de processamento industrial e estimativa de investimentos.
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1ª Rota Tecnológica: Desenvolvimento do RCV como material pozolânico Pozolanas: Materiais inertes que reagem com hidróxidos de cálcio na presença de água dando origem a um material aglomerante – naturais e artificiais.
Apesar de não terem por si só propriedades aglomerantes hidráulicas, são capazes de se
combinar, a temp. ambiente e em presença da água, com o hidróxido de cálcio, para
formar compostos estáveis de poder aglomerante (silicatos e e aluminatos de cálcio
hidrato), semelhantes aos originados na hidratação do clínquer portland (cimento
convencional).
Procedimento usual na produção de pozolanas artificiais:Calcinação de argilas entre 600 ºC e 900 ºC. A atividade pozolânica é desenvolvida pela formação de substância
amorfa ou de alto grau de desordem produzido pela desidroxilação dos argilominerais.
M. Cabral Junior (2012)
1ª Rota Tecnológica: Desenvolvimento do RCV como material pozolânico
Aditivo mineral ativo, de ação pozolânica, em cimentos de baixo impacto ambiental
Aditivo mineral ativo, como aglomerante de baixo impacto ambiental, para obtenção de blocos de construção, confeccionados com RCV e cal hidratada.
Reatividade pozolânica do RCV e composição dos produtos:
Variáveis do RCV: composição da matéria –prima mineral do produto cerâmico e temperatura de queima dos produtos cerâmicos.
Determinações de processo: faixa granulométrica de moagem do RCV e formulação dos produtos - cimentos e blocos de alvenaria
M. Cabral Junior (2012)
2ª Rota Tecnológica: Uso do RCV como chamote
Incorporação na massa cerâmica, atuando com propriedades desplastificante, auxiliar de secagem e controlando a retração na queima
vantagem nas condições operacionais – diminuição de perdas e custos de produção
Desenvolvimento de massas para produtos inovadores de maior valor agregado no APLs.
Ação do chamote no desempenho e composição dos produtos:
Variáveis do RCV: composição da matéria –prima mineral do produto cerâmico e temperatura de queima dos produtos cerâmicos (desempenho melhora com o aumento da T queima - > 900º C).
Determinações de processo: faixa granulométrica de moagem do RCV e formulação de massas e desenvolvimento dos produtos - tradicionais e novos produtos - pisos extrudados (tipo cotto ou adoquim)
Central de Massa Cerâmica - Projeto
M. Cabral Junior (2012)
Objetivo Melhoria do sistema de suprimento mineral nos APLs mínero-cerâmicos
Compreende um conjunto de operações que buscam a obtenção de argilas
homogeneizadas e misturas dosadas, ambas com propriedades controladas.
Operações: estocagem, sazonamento, cominuição, homogeneização,
mistura de diferentes tipos de argilas (composição de massas) e
formação de lotes de matérias-primas.
Produtos comercializados: argilas beneficiadas (cominuídas e
homogeneizadas) e misturas dosadas prontas para o consumo, com a
composição específica para cada tipo de produto (telhas, blocos, tubos,
etc.), ambas acondicionadas em lotes com propriedades controladas.
Central de Massa Cerâmica - Projeto
Dimensionamento levam em conta os fatores seguintes: Volumes das substâncias minerais consumidas pelo parque cerâmico na região Tipos de matérias-primas disponíveis e em uso Tipos de produtos cerâmicos manufaturados Acesso a jazidas (aspectos legais e logísticos) Equipamentos de beneficiamento disponíveis no mercado e correspondentes
potenciais fornecedores, Produtividade do sistema projetado Unidade modular, permitindo o aumento da capacidade produtiva e
aprimoramento dos processos.
• Os investimentos globais para a montagem da central de massa situam-se na faixa entre R$ 7,5 a 11 milhões, respectivamente para a capacidade mínima (450.000 t/ano) e máxima (1.350.000 t/ano) instaladas.
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7
A B C
D
1
5Módulo 2
OFICINA
ALMOXARIFADO
ESCRITÓRIO E LABORATÓRIO
6
2 3 4
65
321
65
321
Módulo 1
Módulo 3
4
4
F H
IGE
PILHA (1)BLOCOS
TELHAS E TUBOSPILHA (2)
ADORNOPILHA (3)
PRODUTOS ESPECIAISPILHA (4)
8
910
12
13
8
8
J
K
L
M
OPERAÇÕES
1º ETAPA: Recepção e Estocagem das Matérias-Primas
2º ETAPA: Cominuição e Homogeneização das Matérias-Primas
3º ETAPA: Composição das Massas
EQUIPAMENTOS
1 - Alimentador de Sapatas (90 t/h)
2 - Destorroador (90 t/h)
3 - Desintegrador (90 t/h)
4 - Laminador de desbaste (90 t/h)
5 - Moinho de Martelos (90 t/h)
6 - Peneira Vibratória (circuito fechado)
7 - Empilhadora (90, ou 180 ou 270 t/h)
(2 º Etapa)
(3 º Etapa)
8 - Alimentador de sapatas (60 t/h)
9 - Misturador (90 t/h)
10 - Correia transportadora - massa de blocos
11 - Correia transportadora - massa de tubos
12 - Correia transportadora - massa artística
13 - Correia transportadora - massa especial
MATÉRIAS-PRIMAS
Bruta
Homogeneizada
Blendada
A - Taguá mole - argila principal
B - Taguá duro - argila fundente
C - Argila plástica
D- Taguá duro (lote em formação)
H - Argila plástica (lote completo)
J - Pilha para blocos
K - Pilha para tubos e telhas
M - Pilha para produtos especiais
E - Taguá duro (lote em consumo)F - Taguá mole (lote em formação)
G - Taguá mole (lote em consumo)
I - Argila plástica (lote em final de consumo)
L - Pilha para cerâmica artística
sem escala
Lay out da central de preparação de massas cerâmicas
M. Cabral Junior (2012)
PILHA (1)BLOCOS
TELHAS E TUBOSPILHA (2)
ARTISTICAPILHA (3)
PRODUTOS ESPECIAISPILHA (4)
8
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13
8
8
J
K
L
M8 - Alimentador de sapatas (60 t/h)9 - Misturador (90 t/h)
10 - Correia transportadora - massa de blocos11 - Correia transportadora - massa de tubos12 - Correia transportadora - massa artística13 - Correia transportadora - massa especial
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1- Alimentador de Sapatas (90 t/h)
2 - Destorroador (90 t/h)
3 - Desintegrador (90 t/h)
4 - Laminador de desbaste (90 t/h)
5 - Moinho de Martelos (90 t/h)
6 - Peneira Vibratória (circuito fechado)
7 - Empilhadora (90, ou 180 ou 270 t/h)
10
.0m
65
321
Módulo 1
4
60.0m
Etapa de cominuição, empilhamento e homogeneização
Etapa de mistura e composição de massas
CHAMOTE
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- Agregação de valor aos negócios da indústria de cerâmica vermelha- Produção mais sustentável
Incorporação de resíduos nas massas cerâmicas: Ganhos de produtividade Fabricação de produtos de maior valor agregado Minimização do consumo de argilas (recursos naturais não renováveis),
Aproveitamento de RCV como aditivo mineral ativo pozolânico Gerar um subproduto e/ou um novo negócio ao ceramista Contribuir com a produção de produtos de baixo impacto ambiental (produtos
cimentícios de menor emissão de CO2)
Redução dos passivos ambientais derivados do descarte e acúmulo dos resíduos cerâmicos.
Expectativa do projeto: efeito demonstração para outras aglomerações mínero-cerâmicas.
Aproveitamento econômico do RCV GANHOS ESPERADOS