Cadeia produtiva do Alumínio - Apostilas - Engenharia Metalúrgica, Notas de estudo de Engenharia de Materiais

Baixe Cadeia produtiva do Alumínio - Apostilas - Engenharia Metalúrgica e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia de Materiais, somente na Docsity! 1 Cadeia produtiva do Alumínio Processo Industrial e Fontes de Poluição * Elio Lopes dos Santos Resumo: A cadeia produtiva do alumínio apresenta um elevado potencial poluidor com emissões constituídas primordialmente por material particulado, gases ácidos e vapores alcalinos. Neste contexto a poluição do ar é a que mais afeta o meio ambiente e à saúde do trabalhador. Entre as principais fontes emissoras de poluentes destacam-se as cubas eletrolíticas. O sistema de controle de poluição dessas unidades utiliza numa primeira fase a própria alumina para adsorção do gás fluoreto, retendo numa segundo fase a alumina, (adsorvida com fluoreto e compostos orgânicos) em filtros de tecido. Os poluentes recuperados são utilizados como matéria prima no processo produtivo. Porém existem falhas de operação e manutenção nestes sistemas de controle de poluentes, assim como também existem nas várias fases de produção da alumina e do alumínio, onde diversas fontes de poluição desprovidas de equipamentos e sistemas de controle de poluentes colocam em risco o meio ambiente e a saúde do trabalhador. Palavras Chave: alumina, alumínio, fluoreto, fontes de poluição, poluentes, poluição, meio ambiente, saúde do trabalhador. 2 1 - Processo de produção da alumina As principais fases de produção da alumina (matéria prima para produção do alumínio) são: armazenagem, transporte, moagem, digestão, filtração, evaporação, precipitação e calcinação. Figura 1 – Diagrama de processo (Área vermelha) produção de alumina. BAUXITA Moagem Digestão Decantação Filtração do transbordo Armazenamento e transferência de licor rico Estocagem de licor pobre de soda cáustica Evaporação Lavagem de lama Filtração da lama ÁREA VERMELHA Transferência de lama Armazenagem de Cal Preparação e adição de cal 5 Figura 4 – Os Sistemas de transportes e pontos de transferência da bauxita (correia transportadora e elevadores de caneca) geralmente são dotados de Sistema de Ventilação Local Exaustora e Filtros de Tecido. Enclausuramento inadequado das correias transportadoras aéreas permitem o arraste, pela ação dos ventos, de particulados finos para atmosfera. Figura 5 – A moagem da bauxita é realizada adicionando-se uma mistura de solução de soda cáustica e cal. 6 Figura 6 – A adição de soda cáustica e cal geram emissão de vapores cáusticos através dos vent´s dos moinhos e conseqüentemente um ambiente insalubre. Figura 7 – A Unidade de Filtração da lama de bauxita, via de regra desprovida de sistema de controle de poluentes, apresenta emissões significativas de vapores cáusticos na atmosfera, pondo em risco o meio ambiente e à saúde dos trabalhadores. 7 Figura 8 - A evaporação do licor cáustico, associada à inexistência de sistema de controle de poluentes, acarreta emissões atmosféricas em diversos pontos de armazenamento. Figura 9 – O sistema de filtração de lama da bauxita, além de apresentar emissão significativa de vapores cáusticos, gera resíduos sólidos alcalinos. As operações de carregamento de caminhões e transferência dos resíduos geram efluentes líquidos contaminados. A fase mais crítica da contaminação ambiental ocorre no percurso entre a unidade de filtração e o local de disposição dos resíduos. A ausência de sistema de contenção de efluentes, aliada aos procedimentos operacionais de lavagem do piso da unidade tem potencial para poluir o solo, águas superficiais e subterrâneas. 10 eletrolítico. Este ajuste é feito pela adição programada de fluoreto de alumínio, pó de aspecto esbranquiçado. 2.1.2 – Coque de petróleo (C): Via de regra a indústria de alumínio dispõe de instalações completas para fabricação do anôdo, Este produto, obtido pela calcinação do chamado coque verde originado nas refinarias de petróleo, tem o aspecto de carvão granulado e é recebido à granel. Após beneficiamento na Fábrica de Anôdos Verdes, para ajuste na distribuição granulométrica, o coque é então misturado a certa quantidade de piche eletrolítico, de função aglomerante. Passa, a seguir, por um processo de moldagem para constituir o bloco de anôdo verde, que sofrerá na seqüência um processo de cozimento a altas temperaturas, para adquirir as propriedades apropriadas ao processo eletrolítico. 2.1.3 - Piche (C): O piche eletrolítico, obtido a partir da destilação do alcatrão de carvão mineral, é utilizado na fabricação de anôdos como aglomerante das partículas de coque. O produto tem que atender a especificações rígidas para a indústria do alumínio, sendo fornecido na forma líquida ou na forma sólida, o chamado piche “pencil”. 2.1.4 - Óleo Pesado: Normalmente são utilizados óleos, BPF, ou Tipo A, nos fornos de cozimento. Esse óleo serve como combustível para queima e geração do calor necessário para produzir anôdos cozidos com as propriedades especiais exigidas pelo processo eletrolítico, dentre elas, elevadas resistência mecânica e baixa resistividade elétrica. 11 2.2 - Principais fontes de poluição Essas unidades de apoio, assim como as unidades de eletrólise, apresentam diversas fontes de poluição ambiental, que colocam em risco a saúde dos trabalhadores, conforme descritos nas figuras seguintes: Figura 11 – Emissão de material particulado: tem início no poço de recebimento de insumos básicos (pixe e coque). Esses sistemas normalmente são providos de sistema de ventilação local exaustora e equipamentos de controle de poluentes (filtros de tecido). O arraste de material particulado para a atmosfera ocorre pela ação dos ventos, devido ausência de uma porta (enclausuramento) na entrada do poço de descarga. 12 Figura 12 – Forno de cozimento de coque com detalhe da emissão de poluentes orgânicos e inorgânicos gerados pelo refluxo das câmaras. Figura 13 – Emissões de Compostos Orgânicos Voláteis: São geradas durante as operações do pré-aquecimento do agregado. Nesta fase a indústria controla as emissões no próprio processo produtivo utilizando alumina na adsorção. Trata-se de uma operação de alto risco, onde se mistura particulados com gases, potencializando a toxicidade dessa mistura de poluentes (material particulado + fluoreto + orgânicos). 15 ação tóxica, pois além da ação mecânica e irritativa das partículas inaláveis, ocorre um efeito tóxico e inflamatório da mucosa respiratória pela ação dos gases tóxicos, o que representa uma grande ameaça ao meio ambiente e à saúde do trabalhador. Neste contexto, o monitoramento das emissões primárias de poluentes passa a ser uma ferramenta importante de fiscalização e deve ser realizada através de Sistema “On- Line” em tempo real com a agência de controle ambiental, única forma de se manter a regularidade dos padrões de emissão. Para as fontes de poluição secundárias e difusas, representadas por diversos pequenos vazamentos, faz-se necessário um rígido programa de operação e manutenção preventiva e corretiva dos equipamentos e sistemas de controle de poluentes, assim como dos equipamentos do processo de produção. 4 – Bibliografia AZEVEDO, F.A. e CHASIN, A.A.M. – Metais Gerenciamento da Toxicidade: São Paulo S.P. Editora Atheneu, 2003. BUONICORE, A.J. e DAVIS W.T. – Air Pollution Engineering Manual – USA 1992 SHREVE, R.N e BRINK JR, J. A. – Industrias de Processos Químicos – 4ª Edição McGraw-Hill – 1977 - Inc. Editora Guanabara Koogan S.A – Rio de Janeiro – R.J. CIÊNCIA QUÍMICA - www.cienciaquimica.hpg.com.br – acesso em 20/05/2005. MINISTÉRIO DA SAÚDE – COORDENADORIA DE SAÚDE DO TRABALHADOR Parecer Técnico sobre a Cadeia Produtiva do Alumínio – Produto OPAS/OMS, 2005. CONAMA – CONSELHO NACIONAL DE MEIO AMBIENTE – Legislação Ambiental Brasília, 2005. 16 *Elio Lopes dos Santos é Mestre em Engenharia Urbana, Pós-Graduado em Engenharia de Controle de Poluição, Químico, Engenheiro Industrial e de Segurança do Trabalho, Foi Gerente da CETESB em Cubatão, Assistente Técnico do Centro de Apoio operacional do meio ambiente do Ministério Público do Estado de São Paulo e Consultor Ambiental do Ministério da Saúde, Atualmente exercendo as seguintes atividades: Assistente Técnico Ad Hoc do Ministério Público Estadual - SP e Ministério Público Federal, Professor da Faculdade de Engenharia Química e Coordenador do curso de Engenharia de Segurança do Trabalho da UNISANTA e Consultor da ECEL Ambiental.