Aplicação de resíduo de palma como fonte de carbono em briquetes autorredutores de minério de ferro.

Abstract

Agradeço aos meus pais, Fernanda e Edilson, meus irmãos, Caio e Leonardo, minha madrinha, Josefa, e às pessoas de minha família que me ajudaram, me incentivaram e estiveram sempre ao meu lado.A minha namorada, Renata, pela sua compreensão, apoio, contribuição e paciência com meus estudos. Demonstrando muita empatia, amor e dedicação, os quais serei sempre grato.Aos meus colegas de laboratório, Dennys, Franco, João, Lívia, Lucas, Luigi, Larissa, Mariana, Natália e Bárbara, por toda amizade, convívio e auxílio durante todo o período de mestrado.Um agradecimento especial ao Paulo, Luigi e Miguel que demonstraram imenso interesse, dedicação e altruísmo ao me ajudar com experimentos, solução de problemas e ideias para melhorar o projeto. Aos Prof. Dr. Jorge Tenório e ao Prof. Dr. Jorge Coleti, pela orientação, dicas, auxílio e fornecimento da oportunidade de realizar o mestrado.À USP e todos seus funcionários pela recepção e ajuda em tudo que foi necessário.À CAPES por conceder a bolsa de estudos.A todos que contribuíram, incentivaram e me acompanharam durante o período de realização desse trabalho. RESUMOO efeito estufa é um dos maiores desafios enfrentados pela sociedade contemporânea. Havendo indústrias que contribuem de forma significativa com esse fenômeno. Destacando-se a siderurgia, que gera 1,85t CO2/t de aço produzido. Paralelamente, existe outro problema em relação ao descarte inadequado e queima ao ar livre de resíduos agroindustriais, como o resíduo de palma, pode gerar gases poluentes. O carvão produzido a partir dos resíduos da agroindústria pode ser utilizado como fonte de carbono na siderurgia, constituindo briquetes autorredutores. Pelo fato de a biomassa ser uma fonte neutra de CO2, essa rota de redução do minério de ferro contribui para a redução de emissão de dióxido de carbono. Além de realizar a valorização de resíduos agroindustriais. Assim, o objetivo dessa pesquisa foi avaliar a redutibilidade e a resistência dos briquetes, estudar a cinética e determinar os mecanismos controladores das reações que ocorrem durante a redução do minério de ferro. Para isso, as matérias-primas foram caracterizadas por fluorescência de Raios X, análise elementar de carbono e enxofre, microscopia eletrônica de varredura, difratometria de Raios X, perda ao fogo e análise granulométrica por difração a laser. Para o resíduo de palma, foram determinados os teores de umidade, voláteis, cinzas e o carbono fixo. Além disso, foram utilizados briquetes com 3 relações de C/O (carbono disponível para a redução/óxidos a ser removido dos óxidos de ferro), sendo de 0,8, 1,2 e 1,6. Esses briquetes foram caracterizados por difração de Raios X, análise de carbono e enxofre, determinação de densidade e porosidade. Posteriormente, os briquetes passaram por testes de resistência mecânica, por meio de teste de queda, compressão e tamboramento. Para o estudo cinético, o briquete foi reduzido em termobalança a 10, 20 e 30°C/min da temperatura ambiente até 1100°C. Por fim, para a determinação da redutibilidade, foram feitos ensaios em for...