Coprocessamento do resíduo catalítico (SFCC) na produção de clínqueres para cimentos especiais: cimento classe g e cimentos contendo ye’elimita - Matos, Samile Raiza Carvalho (2023)
O processo de craqueamento catalítico de leito fluidizado é o mais utilizado no mundo para refino do petróleo, e o catalisador gasto (SFCC) é o principal resíduo deste processo. Esse resíduo é potencialmente perigoso, pois contém metais de alta reatividade e não inertes em sua composição. Dada a projeção de crescimento desse setor, faz-se necessária a busca por uma solução ambiental eficiente para destino desse resíduo. Neste sentido, o coprocessamento de resíduos em fornos de cimentos pode ser uma alternativa pois as condições de clinquerização favorecem a imobilização e solidificação de metais. Diante disso, este trabalho teve como objetivo avaliar o coprocessamento do resíduo catalítico (SFCC) como fonte de Al2O3 e SiO2 na farinha dos clínqueres para a produção de cimentos especiais, Portland Classe G, e cimentos contendo Ye’elimita (YCC). Para isso, foi realizada a dosagem e produção destes cimentos em laboratório. Foram formulados 8 clínqueres Portland Classe G e 6 clínqueres YCC. Os clínqueres foram avaliados por análises física, química e mineralógica. A hidratação das pastas foi avaliada utilizando as técnicas de calorimetria isotérmica, Difratometria de raio X (DRX) in situ, DRX e termogravimetria (TG) com 3 e 28 dias. Os resultados dos cimentos classe G mostraram que o método de produção adotado foi adequado, pois os clínqueres e cimentos produzidos atendem aos requisitos normativos. Ao comparar o teor das fases potencialmente formadas por Bogue e a quantificação por Rietveld dos clínqueres G, notou-se que o teor de C3S foi o que mais se aproximou do esperado, enquanto o teor de C3A+ C4AF foi abaixo do esperado em todas as formulações. Os clínqueres classe G produzidos apresentaram teores de fases não cristalinas ou cristalinas não identificadas (ACn) variando de 11 a 19%. Em três das formulações avaliadas, verificou-se que os clínqueres com SFCC estabilizaram proporcionalmente mais C3S-M1 do que os clínqueres de referência. Com relação a cinética de hidratação, nota-se que os clínqueres com SFCC apresentaram redução do tempo de pega e antecipação do ponto de depleção de sulfatos. Ao analisar os produtos de hidratação, observa-se que foi possível incorporar até 7,3% de SFCC na síntese do clínquer G e obter resultados comparáveis com os clínqueres de referência. Com relação aos clínqueres YCC o método de produção utilizado foi adequado para sua síntese, pois as principais fases cristalinas foram formadas. A análise quantitativa dos clínqueres pelo método de Rietveld mostrou que os clínqueres com SFCC estabilizaram mais C4AF do que os clínqueres de referência. No geral, nos sistemas estudados foi possível incorporar até 20,81% do resíduo, resultando em cimentos com maior reatividade nas primeiras idades. Possíveis variações nos produtos de hidratação entre os clínqueres classe G e YCC com e sem SFCC podem ser atribuídas ao teor de ACn, a presença de elementos minoritários e ao estado de oxidação e baixa cristalinidade da alumina oriunda do SFCC. Destaca-se, pois, que coprocessar o SFCC na síntese dos cimentos especiais pode ser uma alternativa viável à redução do impacto ambiental da cadeia do cimento, promovendo a minimização da extração de matéria prima natural para a produção destes cimentos.