Obtenção de clínquer de baixa energia a partir de resíduos da indústria de papel e celulose

Abstract

A fabricação de papel e celulose pelo processo Kraft, gera diversos resíduos, como grits, oriundos da recuperação dos produtos químicos; cinzas volantes, provenientes da queima da biomassa nas caldeiras; e o lodo, gerado na estação de tratamento de efluentes. Esses resíduos contêm elementos potenciais para serem utilizados em outros processos industriais, como por exemplo em substituição as matérias-primas comumente utilizadas para obtenção de materiais cimentícios. Dentro desta temática, o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo para valorização destes resíduos na obtenção de clínquer com posterior aplicação em argamassas. Na primeira etapa do trabalho, os resíduos grits, cinzas volantes e lodo da estação de tratamento de efluentes foram caracterizados física e quimicamente. Em seguida, foram elaboradas cinco formulações distintas e sinterizadas a 1390 °C, afim de se obter clínqueres de baixo impacto ambiental, ou seja, produzidos apenas com resíduos e sinterizados a uma temperatura inferior à utilizada nas cimenteiras. Posteriormente, os clínqueres obtidos tiveram sua aplicação testada em argamassas. As formulações apresentaram as principais fases cristalinas do clínquer e potencialidade para ser utilizada na produção de argamassa para rebocos exteriores ou interiores. As características dos resíduos do setor de papel e celulose demonstram viabilidade técnica e ambiental para valorização desses materiais, necessitando apenas ajustes composicionais e processuais, sempre em busca da melhoria contínua e uma produção mais limpa.

Abstract : The Kraft process of paper and cellulose generates several residues, such as grits, from the recovery of chemicals; fly ash from the burning of biomass in boilers; and sludge, generated at the effluent treatment plant. These residues contain potential elements for use in other industrial processes, such as replacing the raw materials commonly used to obtain cementitious materials. Within this theme, the objective of this work was to carry out a study for the valorization of these residues in the production of clinker with subsequent application in mortars. In the first stage of the work, grits, fly ash and sludge from the effluent treatment plant were physically and chemically characterized. Then, 5 different sintered formulations were prepared at 1390 °C in order to obtain clinkers with low environmental impact, that is, produced only with waste and sintered at a temperature lower than that used in cement plants. Later, the obtained clinkers had their application tested in mortars. The formulations presented the main crystalline phases of the clinker and the potentiality to be used in the production of mortar for exterior or interior applications. The waste characteristics of the pulp and paper industry demonstrate technical and environmental feasibility for valorization of these materials, requiring only compositional and procedural adjustments, with the aim of searching continuous improvement and cleaner production.