Comportamento do cimento sulfo-aluminoso (CSA) e da cinza pesada (CZP) no tratamento de resíduos: fosfogesso e lodo galvânico

Abstract

Em diversos países do mundo crescentes quantidades de resíduos industriais são geradas anualmente. Dependendo das características do resíduo, o mesmo pode tornar-se uma importante fonte de matéria-prima em substituição aos materiais convencionais. O processo de Solidificação/Estabilização (S/E) é uma tecnologia de gerenciamento de resíduos industriais bastante empregada em países desenvolvidos. O sucesso do tratamento depende da interferência causada pelo resíduo e, principalmente, da fixação dos eventuais poluentes tóxicos no produto final obtido. Neste estudo o cimento sulfo-aluminoso (CSA) e a cinza pesada (CZP) foram empregados no tratamento do lodo galvânico (LDG), o qual apresenta o Cr como principal poluente. Os produtos obtidos da S/E foram avaliados quanto ao tempos de pega, à resistência mecânica, à solubilização e ao potencial de lixiviação de contaminantes. As modificações ocorridas durante o processo de hidratação do CSA, em função da presença do LDG e da CZP foram investigadas fazendo-se uso de técnicas analíticas para investigar a formação do principal composto de hidratação (a etringita) e o consumo das principais fase mineralógicas do CSA (yelimita e a gipsita). A eficiência deste cimento quanto à retenção do Cr também foi investigada, empregando sais sintéticos. Os resultados mostraram que a presença do LDG nos cimentos CSA reduziu inicialmente o consumo de sulfato de cálcio (gipsita) e, conseqüentemente, reduziu a formação da etringita. A yelimita e a gipsita foram totalmente consumidas quando a cinza pesada foi empregada. O encapsulamento do Cr nas fases hidratadas formadas e nas partículas de CZP foi verificado. Nos ensaios com sais sintéticos ocorreu a formação da fase U em função da presença do Na no sal empregado e constatou-se que a retenção do Cr está mais relacionada às condições de formação de etringita do que da quantidade formada.

ABSTRACT Every year increasing amounts of industrial waste are generated in the whole world. Thus, researches that study the treatment and ways to reuse the by-products are becoming even more important. Depending on the characteristics of the waste, it can be an important source of raw material in order to replace the natural ones. The success of the treatment depends on the interference of the waste in the properties of the product, and, especially, the fixation of possible pollutants on the final product. In this study the sulfoaluminate cement and the bottom ash were used for the treatment of the galvanic sludge (LDG), which presents Cr as the main pollutant. Two ways of valorization had been studied. In the first one this waste was incorporated to CSA, in the quantity of 25%, by weight, to compose new CSA cement (CSA’) with 25% LDG and 75% CSA. In second one the sulfoaluminate cement was added to the bottom ash, in order to treat the galvanic sludge. The setting time, the compressive strength, the hydrated phases formed and leaching were determined. The efficiency of the CSA to retain Cr, in both oxidation states were also investigated, using synthetic salts. The results show that the presence of the galvanic sludge (LDG) in cements CSA reduced the calcium sulphate consumption (gypsum) and consequently reduced the formation of the ettringite (main hydrated phase of cement CSA). In solid matrices MS, the main phase of the CSA was consumed and the bottom ash served as alumina source for the formation of the ettringite. The retention of the Cr in the hydrated phases of the CSA' and the MS also was verified. In the tests with synthetic salts, the formation of U phase was verified according to the presence of Na in the utilized salt and it showed that the retention of the metal is more related to the conditions of formation than the amount of ettringite formed.