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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.3.2012.tde-03042013-160220
Documento
Autor
Nome completo
Maura Berger Maltez Melchert
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2012
Orientador
Banca examinadora
Dweck, Jo (Presidente)
Giudici, Reinaldo
Monteiro, Elisabeth Ermel da Costa
Morais, Leandro Cardoso de
Velasco, Reila Vargas
Título em português
Solidificação e estabilização de resíduos de catalisadores contendo níquel e alumínio em cimento Portland.
Palavras-chave em português
Cimento
Estabilização
Resíduos catalíticos
Solidificação
Resumo em português
Em processo de fabricação de polióis, são gerados dois resíduos de catalisadores (RNi e RAl) considerados perigosos ao meio ambiente, devido aos seus respectivos altos teores de níquel e alumínio. A presente Tese trata do estudo da solidificação/estabilização simultânea desses dois resíduos catalíticos com cimento Portland tipo II, com o intuito de minimizar os impactos ambientais e verificar a possibilidade de uso do produto solidificado como elemento estrutural. Os ensaios realizados consistiram em: análise térmica diferencial não convencional (NCDTA), análises termogravimétricas (TG/DTG), análise de difração de raios X (DRX), ensaios de fluorescência de raios X (FRX), ensaio de lixiviação e resistência mecânica. A análise das primeiras etapas de hidratação do cimento assim como de amostras hidratadas em diferentes idades nos primeiros 28 dias, possibilitou avaliar os efeitos da presença dos rejeitos no processo, identificar as etapas onde ocorrem e permitiu quantificar as principais fases do cimento hidratado. Pastas com relação água/cimento igual a 0,5 foram utilizadas, às quais diferentes quantidades de cada resíduo foram adicionadas. Foi verificado que nos estágios iniciais de hidratação do cimento ocorrem efeitos de retardamento e aceleração, respectivamente, devido à presença de RNi e RAl. A utilização simultânea dos dois resíduos de catalisadores no processo de solidificação/estabilização em cimento, indica a ocorrência de um efeito sinérgico, permitindo melhores condições de solidificação do que quando cada resíduo é tratado separadamente. Os ensaios de lixiviação feitos para pastas e argamassas após 28 dias de solidificação, prazo padrão para avaliação de processos de solidificação, apresentaram valores abaixo dos limites permitidos para a concentração final de Ni e Al nos extratos de lixiviação, indicando que o processo de solidificação simultânea dos rejeitos atende à legislação ambiental e elimina o seu impacto ambiental original. Pastas e argamassas analisadas também após 28 dias por testes de resistência à compressão, apresentaram resultados aceitáveis para possível uso na construção civil.
Título em inglês
Solidification and stabilization of catalyst wastes with nickel and aluminum with Portland cement.
Palavras-chave em inglês
Catalyst wastes
Cement
Solidification
Stabilization
Resumo em inglês
In polyols production two catalyst wastes (RNi and RAI) are obtained, which are considered hazardous, due to their respective high nickel and aluminum contents. This Thesis presents the study of the simultaneous solidification/stabilization of both wastes with type II Portland cement (CPII), in order to avoid environmental impacts and to check the possibility of the use of the solidified products as structural elements. The experimental research performed for this study consisted of non-conventional differential thermal analysis, thermogravimetric analysis, X ray diffraction, X ray fluorescence, leaching and compressive strength tests. The analysis of the first stages of the cement hydration, as well as of samples hydrated at different ages during the first 28 days of hydration, allowed evaluate the effects of the presence of the wastes on the process, identify the steps where the changes occur and have a quantitative information about the main cement hydrated phases. Pastes with water/cement ratio equal to 0.5 were used, into which different amounts of each waste were added. In the early stages of cement hydration retarding and accelerating effects occur, respectively due to RNi and RAl presence. During the simultaneous use of the two waste catalysts for their solidification/stabilization in cement, there is a synergic effect, which allows better operating conditions than when each waste is solidified separately. The leaching tests done for solidified pastes and mortars, after the standard evaluation period of 28 days of solidification, presented values for the final concentration of Ni and Al below accepted limits, indicating that the simultaneous solidification process attends environmental legislation, as well as eliminates the original environmental impact of the wastes. Pastes and mortars analyzed also after 28 days by compressive strength tests, presented acceptable results for the possible use of the solidified products in construction industry.
 
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Data de Publicação
2013-04-23
 
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