Título: AVALIAÇÃO DE CICLO DE VIDA COMPARATIVA ENTRE TIJOLOS REFRATÁRIOS MGO-C OBTIDOS POR DIFERENTES PROCESSOS

Título alternativo: COMPARATIVE LIFE CYCLE ASSESSMENT BETWEEN MGO-C REFRACTORY BRICKS OBTAINED BY DIFFERENT PROCESS

Autoria de: Isabel da Costa Novaes

Orientação de: Cristiane Alves Pereira

Presidente da banca: Cristiane Alves Pereira

Primeiro membro da banca: Lidja Dahiane Menezes Santos Borél

Segundo membro da banca: Renata de Aquino Brito Lima Corrêa

Palavras-chaves: resíduos sólidos, meio ambiente, reciclagem, autoclave, openLCA

Data da defesa: 06/09/2022

Semestre letivo da defesa: 2022-1

Data da versão final: 23/09/2022

Data da publicação: 23/09/2022

Referência: Novaes, I. d. C. AVALIAÇÃO DE CICLO DE VIDA COMPARATIVA ENTRE TIJOLOS REFRATÁRIOS MGO-C OBTIDOS POR DIFERENTES PROCESSOS. 2022. 44 p. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química Bacharelado)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2022.

Resumo: Os tijolos refratários são materiais cerâmicos que permitem operação segura e estável em processos a altas temperaturas, garantindo a integridade e qualidade dos equipamentos. No entanto, a produção destes materiais requer a extração de matéria-prima mineral, atividade muito danosa para o meio ambiente. Outro problema ambiental associado a este sistema é o descarte dos tijolos depois de sua vida útil, resíduo inerte e não perigoso, mas que pode trazer impactos ambientais, sociais e financeiros para os corresponsáveis por sua produção e consumo. Um meio de contornar estes problemas é por meio da reciclagem dos tijolos de desmonte. A reciclagem é o mecanismo de execução da Logística Reversa para um gerenciamento de resíduos sólidos ideal, este estabelecido pela Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), Lei 12.305, de 2 de agosto de 2010. Para o caso do tijolo refratário de MgO-C, a reciclagem requer um processo de estabilização, reação lenta e com alto consumo de água. Esta estabilização é necessária para evitar que o tijolo trinque ao ser aplicado novamente no forno, uma vez que na presença de calor, o antioxidante metálico presente na composição do refratário reage gerando produtos gasosos, provocando uma expansão no volume. Portanto ao adiantar essa reação antes da aplicação do material, evita-se que o tijolo quebre no forno, comprometendo o equipamento. O tijolo de MgO-C é importante para os processos siderúrgicos, uma vez que é aplicado para conter a escória básica nos fornos, subproduto altamente corrosivo resultante da fabricação do aço. Portanto, o presente trabalho tem o objetivo de discutir a reciclagem do tijolo de MgO-C, comparando o método convencional de estabilização, dispondo o material em baias e molhando frequentemente durante o período de noventa dias para estabilização, com o processo de estabilização com autoclave, desenvolvido pela empresa RHI Magnesita e em fase de implementação, reduzindo o tempo de processamento para 6 horas. O processo de reciclagem foi avaliado com a ótica ambiental através da metodologia de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV), ferramenta ambiental de avaliação de impacto no ciclo de um produto ou serviço, com o uso do software openLCA e o método de avaliação de impacto ReCiPe Midpoint (H) V1.13. Para o sistema em questão, a ferramenta foi usada para comparar os dois cenários de reciclo, construindo os inventários para as etapas de manufatura dos tijolos, transporte para aplicação no cliente e retorno do tijolo de desmonte e reciclagem para retornar ao processo como matéria-prima secundária. Este inventário foi construído a partir de dados da empresa RHI Magnesita e com a base de dados Agribalysev30. Ao comparar os dois sistemas observou-se que o método convencional de reciclagem impactou mais o meio ambiente, por emitir mais efluentes líquidos e gasosos ao meio, enquanto o sistema utilizando autoclave permitirá que estes efluentes sejam devidamente tratados, além de haver reaproveitamento de água. No entanto, não foi analisado o sistema que emite maior volume de CO2 para atmosfera, fator que deve ser levado em consideração para a contribuição ambiental do equipamento. Por fim, encontrou-se o melhor cenário para reciclar os tijolos de MgO-C utilizando a autoclave, sendo este cenário mais vantajoso principalmente para as categorias de impacto eutrofização marinha, formação de material particulado, oxidantes fotoquímicos e acidificação terrestre, com redução de 7, 9, 7 e 9, respectivamente.

Abstract: Refractory bricks are ceramic materials that allows a safe and stable operation in process at high temperatures, ensuring the machines integrity and quality. However, these materials production require mineral raw material extraction, a very harmful activate to the environment. Another environmental problem in those system is the bricks disposal after its lifetime, the refractory waste is inert and non-dangerous, but it can bring environmental, social and finances impacts to those how share responsibility to its production and consumption. A way to avoid this problem is recycling the used bricks, the recycling is the tool to implement Reverse Logistics to the ideal solid waste management, which is established by the Política Nacional de Resíduos Sólidos (PNRS), Brazilian law 12305 of August 2, 2010. To the MgO-C refractory brick the recycling involve a stabilization step, a slow and high-water consuming reaction. This stabilization is used to avoid the brick to crack when used again in the furnace, because in the hot process the metallic refractory component reacts with water producing gas and provoking a volumetric expansion, so bring this reaction to before the using of material it prevents the breaking of brick situation, protecting the equipment. The MgO-C brick is important to the steelmaking process because it is used to contain the furnace basic slag, the highly corrosive steelmaking by-product. Therefore, this present work has the goal to discuss the MgO-C bricks recycling, comparing the traditional method of stabilization, which is dispose the material in stalls and frequently wet it them in a 90-day period, with the stabilization process develop by RHI Magnesita and in implementation phase, using an autoclave and reducing the process time to 6 hours. The recycling process were evaluated in an environmental optic thru the Life Cycle Assessment (LCA) methodology, an environmental tool to analyze the product or service cycle, using the software openLCA and the impact method ReCiPe Midpoint (H) V1.13. To the system being studied this tool were used to compares the two recycle scenarios, creating an inventory to the bricks manufacturing, transport to the client and returning of the used bricks and recycling process to retorn as secondary raw material process, this inventory was created with the RHI Magnesita company data and the database Agribalysev30. By comparing the two systems it was observed that the traditional recycling method have greater environmental impact, because it emits more liquid and gas effluent, while the autoclave system will allow the proper effluent treatment, besides water reuse. However, in this study it was not analyze the impact in CO2 gas emission, it is important to considerate that to ensure the environmental performance. In conclusion, that the best scenario to MgO-C bricks recycling is using autoclave, mostly to the impact category marine eutrophication, particulate matter formation, photochemical oxidant formation and terrestrial acidification, reducing to 7, 9, 7 e 9, respectively.

URI: sip.prg.ufla.br/publico/trabalhos_conclusao_curso/acessar_tcc_por_curso/
engenharia_quimica/20221201711060

URI alternaviva: sem URI do Repositório Institucional da UFLA até o momento.

Curso: G033 - ENGENHARIA QUÍMICA (BACHARELADO)

Nome da editora: Universidade Federal de Lavras

Sigla da editora: UFLA

País da editora: Brasil

Gênero textual: Trabalho de Conclusão de Curso

Nome da língua do conteúdo: Português

Código da língua do conteúdo: por

Licença de acesso: Acesso aberto

Nome da licença: Licença do Repositório Institucional da Universidade Federal de Lavras

URI da licença: repositorio.ufla.br

Termos da licença: Acesso aos termos da licença em repositorio.ufla.br

Detentores dos direitos autorais: Isabel da Costa Novaes e Universidade Federal de Lavras

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