Estudo do processo de lixiviação controlada da escória de aciaria em extrator soxhlet visando emprego em pavimentos

Abstract

RESUMOEste trabalho aborda a caracterização das propriedades físicas, químicas e mecânicas da escória de aciaria para emprego como agregado antes e após ensaio de lixiviação controlada em extrator Soxhlet. O material foi caracterizado antes de passar por processo de estabilização (escória virgem) e após lixiviação controlada em períodos distintos de 24, 56, 96, 120 horas. A escória foi submetida, em laboratório, a uma simulação de precipitação em equipamento Soxhlet visando avaliar suas propriedades físicas, químicas e mecânicas após cada período. O estudo do processo de lixiviação em escória de aciaria buscou compreender a influência do processo de lavagem no comportamento da escória. A caracterização física se deu por meio dos ensaios tradicionais de agregados graúdos, a caracterização química através dos ensaios de Microscopia Eletrônica por Varredura (MEV) completada pela análise de Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Difração de Raio-X, a caracterização mecânica por meio de ensaios de expansão normatizado e adaptado. A amostra virgem, sem receber processo de estabilização por lixiviação controlada, apresentou resultados satisfatórios na caracterização física quando comparada a agregados convencionais, a caracterização química comprovou ser uma escória de aciaria com elevados teores de CaO, MgO e FeO, enquanto a caracterização mecânica demonstrou que, apesar do grau de expansibilidade da escória ser baixo pelos padrões atuais, este não deve ser desconsiderado em obras para pavimentação. Após lixiviação controlada a escória não apresentou perda significativa de suas propriedades físicas. Quanto aos ensaios mecânicos de expansão houve redução no potencial de expansibilidade após os períodos de lixiviação. Conclui-se que o processo de lixiviação em extrator Soxhlet é de importância no estudo das propriedades da escória de aciaria, uma vez que contemplando vários dias de lixiviação houve redução do potencial de expansão, característica limitante no uso da escória de aciaria em pavimentação.Palavras chaves: Escória de aciaria, caracterização, pavimentação. ABSTRACTThis work addresses the characterization of physical, chemical and mechanical properties of steel slag as an alternative aggregation before and after leaching testing controlled Soxhlet extractor. The material it was characterized before going through the natural leaching process and after controlled leaching in different periods of 24, 56, 96, 120 hours. The steel slag was subjected in the laboratory to simulate the precipitation in Soxhlet equipment to evaluate its physical, chemical and mechanical properties after each period described. The study of the process of leaching in steel slag searched to understand the influence of the washing process in a slag behavior in such a process. The physical characterization occurred through traditional testing of coarse aggregates, the chemical characterization through the testing of Scanning Eletron Microscopy (SEM) completed by Dispersive Spectroscopy Energy (DSE) and X-ray diffraction and the mechani...

Estimation of Kinetic Parameters During the Treatment of Steelmaking Slag Expansibility Data

“…It is observed in the range of 293 to 1173 K the sample mass loss was 2.83%, this result is very close to the result found by Machado 10 , whose value is characteristic of magnesium oxide (Mg(OH) 2 ), calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ) and calcium and magnesium carbonates (CaCO 3 or MgCO 3 ), indicating that the loss of mass is due to dehydration and decarbonation of these compounds. Figure 4 shows the thermogram of the same sample (lot 02), with an oxidizing atmosphere (synthetic air), after the test of removal of water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) in an inert atmosphere.…”

“…The most intense peak occurs near 723 K and refers to the decomposition of calcium hydroxide -Ca(OH) 2 releasing water. It is observed that this peak has a small shoulder at a lower temperature, 701 K, which possibly must be correlated to the decomposition of magnesium hydroxide -Mg(OH) 2 . Due to the small amount presented in the thermogram, this compound was not detected in the X-ray diffraction analyzes.…”

“…Note that the material with the highest particle size (lot 03) shows portlandite (Ca(OH) 2 ) and carbon peaks much larger than the material with the smallest particle size (lot 02). This fact can be justified by the .…”

“…According to Costa et al 2 during the steel's manufacture the slag is the largest generation waste. They are constituted mainly of oxides of calcium (CaO), magnesium (MgO), silicon (SiO 2 ), aluminum (Al 2 O 3 ) and in smaller quantities of iron (FeO), manganese (MnO), also containing other elements such as sulfur 3,4 .…”

“…Other compounds in smaller quantities undergo chemical transformations in the presence of moisture and cause their volumetric expansion 6,[8][9][10][11] . Due to its expansive nature and the lack of technical criteria to determine its stabilization, as well as its use without the correct evaluation of the expandability 2,12 , SS has obtained performance problems like cracks in the asphalt layer, which contribute to the increase of discrimination and mistrust in its use in road paving 13 . Consequently, for a better market is acceptance it is of the utmost importance to define a period of volumetric stabilization, called aged slag curing, is required, which varies according to temperature and humidity.…”