Obtenção de catalisadores automotivos usando como matéria-prima resíduos sólidos inorgânicos com alto percentual de cobre oriundos das indústrias de metalurgia, usinagem e fundição

• Processo: 15/22633-0
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas - PIPE
• Vigência: 01 de agosto de 2016 - 30 de abril de 2017
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia Química - Tecnologia Química
• Pesquisador responsável: Adriano de Vasconcellos
• Beneficiário: Adriano de Vasconcellos
• Empresa Sede: AGA Consultoria e Desenvolvimento de Projetos Técnico-Científicos Ltda. - ME
• Município: São José do Rio Preto
• Pesquisadores principais: Alex Silva Paula
• Pesquisadores associados: Jose Geraldo Nery
• Auxílios(s) vinculado(s): 17/25756-1 - Obtenção de catalisadores automotivos usando como matéria-prima resíduos sólidos inorgânicos com alto percentual de cobre oriundos das indústrias de metalurgia, usinagem e fundição: fase II, AP.PIPE
• Bolsa(s) vinculada(s): 16/14742-7 - Obtenção de catalisadores automotivos usando como matéria-prima resíduos sólidos inorgânicos com alto percentual de cobre oriundos das indústrias de metalurgia, usinagem e fundição, BP.PIPE
• Assunto(s): Indústria metalúrgica Resíduos sólidos Resíduos industriais Engenharia automotiva Catalisadores Zeolitas Ligas metálicas Latão Cobre
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Aproveitamento de resíduos fundidos não-ferrosos -bronze | Catalisadores automotivos para redução de NOx | latão | Novas rotas sintética de baixo custo para obtenção de zeólitas | Transformação de resíduos sólidos em micro- e nanozeólitas | Tratamento inovador de resíduos sólidos da indústria de ligas de cobre | Zeólitas com estruturas cristalográficas mistas contendo cobre | Ciência de materiais e catálise

Resumo

Atualmente a indústria metalúrgica produz ligas metálicas específicas contendo cobre como componente majoritário, dentre essas ligas podemos citar o latão, constituída de cobre e zinco, e o bronze constituída de cobre e estanho. Essas ligas são empregadas para a obtenção de peças, conexões e tubos empregados em larga escala na indústria automotiva entre outras. Para a obtenção destas ligas uma grande quantidade de resíduos sólidos são co-produzidos e a grande parte destes resíduos ficam armazenados em áreas próximas as matrizes geradoras desse rico resíduo sólido, o que pode aumentar o risco de contaminação ambiental do solo e dos recursos hídricos. A produção de ligas de cobre é realizada pela fusão associada dos lingotes de zinco e cobre usados como fontes primárias. Neste processo também pode-se empregar como fontes secundárias destes metais lingotes de refusão do latão, sucata de zinco ou de cobre. A produção de peças na indústria metalúrgica se faz em fornos rotativos, fornos de canais ou de indução onde, os metais recebem carga térmica e ao atingirem o estado líquido são drenados, canalizados ou transferidos para moldes, sendo que neste processo ocorre a produção involuntária de oxidados de zinco e cobre que se formam pelo contato dos metais em estado líquido com o oxigênio atmosférico. Desta forma a parcela oxidada de menor densidade se concentra como sobrenadante e quando as ligas se solidificam ocorre a deposição destes óxidos na superfície das peças. A parcela de material oxidado, denominada escória atua como um auxiliar fundente. Esta grande quantidade de escória (oxidados de zinco e cobre) é moída, e em seguida separa-se uma pequena proporção, denominada de "pingos" metálicos que voltam para a fusão.O material sólido resultante após a separação do pingo metálico é armazenado em silos para oxidação do zinco presente nessa mistura, e sua posterior separação por sublimação. Após a separação do zinco, a grande quantidade restante de sólidos são descartadas em aterros de resíduos industriais. O material descartado nesses aterros contém alta concentração de cobre (92%), uma parcela significativa de estanho (7,7%) e de outros metais, tais como zinco (0,4%), chumbo (0,16%) e alumínio (0,01%), presentes nestas ligas.A presente proposta tem como foco principal atuar em duas vertentes relacionadas a questões ambientais, a primeira é tratar e reutilizar os resíduos sólidos gerados pelas indústrias de metalurgia, usinagem e fundição e empregá-los como reagentes de partida para a síntese de novos materiais zeolíticos microporosos tanto em escala micrométrica como em escala nanométrica. A outra vertente no qual este projeto foca é a aplicação destes novos materiais zeolíticos sintetizados como agentes de adsorção e conversão dos gases nocivos lançados à atmosfera gerados pela combustão em motores automotivos, ou seja, utilizar as peneiras moleculares sintetizadas a partir desses rejeitos industriais como catalisadores automotivos, agregando-se valor econômico aos resíduos sólidos e tornando-os matérias-primas para um processo potencialmente industrial. (AU)