Marsis Cabral Junior Seção de Recursos Minerais e Tecnologia Cerâmica - SRM / CT-Obras

1. Aproveitamento de Resíduos de APLs de Cerâmica Vermelha em Centrais de Massa Marsis Cabral Junior Seção de Recursos Minerais e Tecnologia Cerâmica - SRM / CT-Obras Salvador 2012

2. 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.

3. 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.

4. M. Cabral Junior (2012) Fonte: http://www.anicer.com.br

5. 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.

6. M. Cabral Junior (2012) • Limitação na Diminuição de Perdas • Controle na qualidade e constância da matéria-prima • Processo de Secagem • Queima PEÇAS DEFEITUOSAS E APARAS RCV

11. M. Cabral Junior (2012) * Perdas – 5 a 10%

12. M. Cabral Junior (2012) PRINCIPAIS AGLOMERAÇÕES PRODUTIVAS MÍNERO-CERÂMICOS Potencial de aproveitamento do RCV nos APLs - efeito escala

13. M. Cabral Junior (2012) PROJETO Desenvolvimento 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: Aditivo mineral ativo, de ação pozolânica. Material cerâmico inerte – chamote.

14. M. Cabral Junior (2012)

15. M. Cabral Junior (2012) ROTEIRO DO PROJETO • 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.

16. M. Cabral Junior (2012) • 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 ealuminatos 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.

17. 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

18. 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)

19. M. Cabral Junior (2012) Central de Massa Cerâmica - Projeto 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.

20. M. Cabral Junior (2012) 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.

21. Lay out da central de preparação de massas cerâmicas M. Cabral Junior (2012)

22. Etapa de cominuição, empilhamento e homogeneização CHAMOTE Etapa de mistura e composição de massas

23. M. Cabral Junior (2012) Aproveitamento econômico do RCV GANHOS ESPERADOS • - 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.

24. Muito Obrigado. Marsis Cabral Jr. marsis@ipt.br www.ipt.br