elen vasques pacheco1 universidade federal do rio de janeiro coppe/mbe gestão de resíduos e...

Elen Vasques Pacheco

1

Universidade Federal do Rio de JaneiroCOPPE/MBE

Gestão de resíduos e reciclagem (aula 3)

Élen Beatriz Pacheco, DSc IMA/UFRJ


2

Sumário

Reciclagem de metal Reciclagem de vidro Compostagem Polímeros – algumas definições Reciclagem de papel Formas de reciclagem de plástico Reciclagem química de plástico e

borracha


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Preço do material reciclável

(p=prensado, l=limpo;, www.cempre.org.br, 2006)

Material Preço (R$/ton)

Papelão 200, PL

Papel branco

400, L

Latas de aço

150,L

Alumínio

2800, PL

Vidro incolor

90

Vidro colorido

70

Plástico rígido

220, PL

Plástico filme

250, PL

PET

1200???

Longa vida

100, P

http://www.cempre.org.br/


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Metal Classificação:

Ferrosos - ferro e aço não-ferrosos - alumínio, cobre, chumbo, níquel, zinco e

ligas

Tipos de lata: Folha-de-flandres

Aço revestido com estanho - Ex.: latas de conservas alimentícias;

Aço revestido com cromo (Cromadas). Ex.: latas de óleo; Aço não-revestido Ex.: latas de tinta;

Alumínio: Ex.: latas de cerveja.


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OBTENÇÃO DE METAL

Processo primário: metal é obtido através da redução do minério ao estado

metálico.

Utiliza-se altas temperaturas e elevado consumo de energia;

Processo secundário: metal é obtido da fusão do metal já usado (sucata).

Consumo de energia é menor que a do primário.

Metais secundários podem ser tão bons quanto os primários para a maioria das aplicações.

Condutividade elétrica e resistência à corrosão são afetadas por diminutos teores de impurezas metálicas ou inclusões não-metálicas.

O custo de energia é o fator decisivo das industrias


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Comparação do consumo de energia para a obtenção de metais primários e secundários

Metal

Energia empregada na obtenção de uma tonelada

Energia poupada na reciclagem

metal primário KWh/t

metal secundário KWh/t

KWh/t

%

Alumínio 17.600 750 16.850 95

Cobre 2.426 310 2.116 87

Zinco 4.000 300 3.700 92

Estanho 2.377 360 2.027 85

Chumbo 3.954 450 3.504 88

Níquel 23.000 600 22.400 97

Magnésio 18.000 1.830 16.170 90


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Latas de alumínio Para cada tonelada de alumínio

reciclado, aproximadamente 4 toneladas de minério bauxita deixam de ser consumidos.

As latas de alumínio surgiram no mercado Norte Americano em 1963.

Com os avanços tecnológicos com 1 kg de alumínio reciclado produzia-se

Década de 70-80 - 49 latas de 350 ml

Década 90 – 64 latas

Hoje – 73 latas


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Etapas no processo de reciclagem das latas de alumínio:1. Coletadas

2. Amassadas recolhidas e armazenadas por rede de sucateiros

outra parte: supermercados, escolas, empresas e entidades filantrópicas.

3. Enfardadas

4. Encaminhadas à Indústria de fundição nos fornos as latinhas são derretidas e transformadas em

lingotes

5. Repasse a indústria de autopeças

ou

5. Venda dos blocos aos fabricantes de lâminas.


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Reciclagem de alumínio O processo mais utilizado para a fusão de

sucatas de alumínio envolve o uso de fornos rotativos que operam a temperaturas entre 700 a 800oC.

Para se obter um rendimento metálico elevado, são usados fluxos salinos. Seu objetivo é criar uma barreira protetora contra a oxidação superficial do alumínio

Geralmente são usados cloreto de potássio (KCl) (40%) e cloreto de sódio (NaCl) (60%) em quantidades que variam de 10 a 40% da carga de sucata


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Reciclagem de alumínio Uma mesma carga de sal é usada

para processar 2 a 3 corridas, e posteriormente é descartada

O subproduto salt cake é formado principalmente por óxido de alumínio e sal que é facilmente lixiviado pela água

Disposto em aterros industriais


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Reciclagem de alumínio Novas tecnologias visando o não uso de

sais incluem o aquecimento dos fornos recuperadores por: Plasma em atmosfera inerte

Trabalho desenvolvido pelo IPT/ABAL/USP Fábrica a plasma – reciclagem de embalagens longa

vida

Investimento: R$ 12 milhões


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Reciclagem de aço

Aciaria elétrica – empresas que fundem as sucatas de aço

20% do aço utilizado é produzido em aciarias elétricas (fusão através de eletricidade)

O material pode ser reciclado infinitas vezes sem prejudicar a qualidade


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Reciclagem de aço No convertedor

Entrada Gusa líquido: 100 t (1.250oC) Sucata: 25 t

Saída Aço líquido: 115 t Escória: 10 t

Obs. Os eletrodos através de descarga elétrica fazem a fusão


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Vidro Material obtido pela fusão de compostos inorgânicos

(areia de jazida, barrilha, calcário e feldspato) a alta temperatura;

Seu principal componente é a sílica (SiO2) que apresenta alta temperatura de fusão;

A indústria vidreira abastece o mercado com linhas de recipientes ligados a alimentos.

para embalagens de alimentos: potes, garrafas, garrafões, copos

para utensílios domésticos: recipientes brancos ou coloridos; utensílios para mesa; coloridos, brilhantes ou foscos; pyrex.


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Vidro reciclado A reciclagem se dá sem perda de volume nem das

propriedades.

O recipiente reciclado apresenta as mesmas propriedades do material produzido a partir de matéria-prima virgem:

Impermeável.

Puro.

inerte (não deixa sabor nem gosto no conteúdo).

não sofre restrições de uso.

pode ser acondicionado alimento, bebida e medicamento.


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Podem ser reciclados Garrafas de refrigerantes e cerveja não-

retornáveis.

Garrafas de sucos e águas.

Frascos de molhos e condimentos.

Garrafas de vinho e bebidas alcoólicas.

Potes de produtos alimentícios.

Frascos de remédios e perfumes.

Produtos de limpeza.


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Apresentam problemas técnicos para reciclagem

Espelhos (contém prata); Vidros de janela (vidro plano) e box de banheiro; Vidros de automóveis; Produtos de cerâmica e louças; Potes de barro; Cristal (contém chumbo); Lâmpadas; Formas e travessas de vidro temperado; Utensílios de mesa de vidro temperado; Tubos de televisão (contém lítio); Ampolas de remédios.


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Ex. Processo de reciclagem Utiliza-se cerca de ¼ de matéria-prima

reciclada na forma de cacos:

1. Cacos são reduzidos. 2. Lavados e totalmente livres de impurezas. 3. Adicionados à mistura de matérias-primas.

- Os fornos operam de 800 oC (quando presente cacos) a 1800 oC

4. Transformados em garrafas, potes e frascos novos.


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Reciclagem de vidro A reciclagem se dá sem perda de volume

nem das propriedades

1 Kg de vidro pode ser transformado infinitas vezes em 1 kg de vidro

O emprego de um terço de cacos na mistura resulta em 20% de economia de energia

O caco necessita de menos calor do que os minerais in natura para fundir;


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Compostagem Processo de estabilização biológica da

matéria orgânica pela ação controlada de microorganismos transformando-a em composto e húmus.

Técnica consagrada de tratamento de lixo urbano.

A produção e utilização do composto permite reconstituir e manter o ciclo da matéria orgânica indispensável ecológico do solo.


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Compostagem Material compostado: restos de alimentos,

estercos, aparas de grama, folhas, galhos.

Procedimento:

A fração orgânica de lixo é disposta em um pátio em pilhas.

São feitos revolvimentos periódicos para aeração necessária para o bom desenvolvimento do processo de decomposição biológica

O processo dura de 4 a 6 meses


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Vantagens da compostagem

Redução de cerca de 50% do lixo destinado ao aterro

Aproveitamento agrícola da matéria orgânica

Reciclagem de nutrientes para o solo

Eliminação de patogênicos


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Vantagens da compostagem Os compostos orgânicos (pobres em

macronutrientes - N, P e K): fornecem às plantas diversos micronutrientes.

O seu efeito mais notável é na bio-estruturação do solo: reduz a erosão

> a aeração

> a retenção de água

> a penetração das raízes

> a vida dos microorganismos do solo


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Exigências para um bom processo de compostagem A pilha deve possuir resíduos orgânicos,

umidade e oxigênio em proporções adequadas

Principais fatores que afetam a velocidade de degradação da matéria orgânica:

Umidade ( 50%)

Oxigênio

A relação C/N presente no material a ser degradado deve estar em torno de 25 a 30 partes de carbono para uma parte de nitrogênio

Temperatura (40 a 50oC).


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Relação C/NMateriais C/N

Bagaço de laranja 18/1

Casca de arroz 39/1

Cavaco de madeira ou serragem 100 a 600/1

Esterco de gado 18/1

Esterco de galinha 10/1

Esterco de porco 5 a 7/1

Grama de jardim 36/1

Palha de milho 110/1

Papel 150 a 200/1

Restos de verduras 15/1

Fonte: Caderno de reciclagem, 6, Cempre, 1997


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Processo de compostagem A temperatura no interior da pilha é 40 a 60oC

quando a atividade dos microorganismos decompositores é máxima (fase termófila; quando ocorre eliminação de micróbios patogênicos).

O composto está pronto para uso quando a temperatura no interior da pilha retorna a valores próximos ao da temperatura ambiente.

Os microorganismos necessitam de uma mistura de matéria rica em carbono, ou seja, rica em energia (palhas e folhas) e um pouco de material rico em nitrogênio (estercos).


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Compostagem Formas de obtenção do composto:

uso de composteira (pequenos quintais)

compostagem em pilhas (geração de grandes volumes)

minhocário


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Processo de reciclagem -Composteira

Composteiras abertas

menor custo

são caixas abertas

Fechadas

mais caras

feitas de plástico, metal ou madeira

devem permitir circulação de ar


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Processo de reciclagem -Em Pilhas

Compostagem em pilhas é o processo encontrado nas Usinas de Triagem e Compostagem, que consistem de esteira de catação manual, peneira e/ou moinho e pátio de cura lenta.

O revolvimento é feito semanalmente (mínimo) e a cura do composto se processa após cerca de 6 meses (processo natural).

Processo acelerado - A aeração pode ser forçada por tubulações perfuradas, sobre as quais se colocam as pilhas de lixo. A aeração forçada pode ser usada em reatores, dentro dos quais são colocados os resíduos


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Processo de reciclagem -Minhocário

Forma de produzir excelente fertilizante orgânico com auxílio de minhocas (vermelha da Califórnia - Eisenia foetida) através do processo chamado vermicompostagem.


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Cuidados na compostagem Não deve ser adicionado ao material a ser

compostado: Madeira tratada com pesticidas contra cupim ou

envernizadas Vidro Metal Óleo Tinta Couro Plástico Papel


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Resíduos domiciliares

potencialmente perigosos

Tipo Produtos

Material para pintura Tintas, solventes, pigmentos, vernizes

Produtos para jardinagem e animais

Pesticidas, inseticidas, repelentes, herbicidas

Produtos para motores Óleos lubrificantes, fluídos de freio e transmissão, baterias

Outros itens pilhas, frascos de aerossóis, lâmpadas fluorescentes

Fonte: Manual de Gerenciamento Integrado, Cempre, 1995


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Obtenção do papel Papel - composto basicamente por fibras

celulósicas (madeira: Eucalipto e Pinus);

As empresas produtoras de celulose possuem seus próprios reflorestamentos.

O processo da extração da celulose consiste na separação da lignina da madeira. A seguir é feita a pasta celulósica, que pode ser de:

Fibra curta dependem do tipo de madeira usada Fibra longa


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Obtenção do papelTipo de fibra

Árvore de origem

Produção no Brasil

Propriedades

Utilização

Curta

(1 a 2 mm)

Folhosas:Eucalipto, Bétula, Faia, Álamo(árvores duras – mais celulose)

5 milhões de toneladas (1998)

baixa resistência ao rasgo

opacidade, maciez e suavidade

papéis para imprimir, escrever e para fins sanitários

Longa(2 a 5 mm)

Coníferas: Pinheiros, Araucárias, Pinus

(árvores moles – ricas em resina)

1,2 milhões de toneladas (1998)

grande resistência ao rasgo

Papéis kraft (cimento)

Longa/curta Papéis de impressa (jornais); papelão ondulado


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Constituição das árvores

celulose50%

substâncias extraíveis

(oléos aromáticos e carboidratos)

20%lignina30%


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Papel

Tipo Definição Gramatura (g/m2)

Espes-sura ()

Rigidez

Papel lâmina ou folha de fibras cruzadas, geralmente vegetais

até 120 a 130 até 150 folha flexível

Cartolina cartão leve ou fino 120/150 a 200/250

150 a 300 folha rígida

Papelão folha de papel de elevada gramatura e espessura

a partir de 200/250

mais de 300

folha rígida

Fonte: J. Envangelista, Tecnologia de Alimentos - Embalagens.


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Classificação do papel de acordo com sua utilização

(segundo Associação Brasileira de Celulose e Papel – Bracelpa)

Imprensa Imprimir Escrever kraft Embalagem ondulado Cartões e cartolinas outros Fins sanitários Fins especiais


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Reciclagem de papel Todos são recicláveis com exceção das

categorias Fins sanitários representam 12% do consumo brasileiro

Fins especiais de papel (1998)

Papelão ondulado – material comum para a reciclagem Composição:

Parte externa - fibras melhores; Parte interior - fibras de qualidade inferior; Miolo - fibras de pior qualidade (corrugadeira)


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Mercado fornecedor de aparas

Fonte geradora de resíduo

Catador

Sucateiro/aparista

Fábrica de papel


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Papéis que não podem ser reciclados

Vegetal ou glassine – são papéis cujas fibras são fundidas uma às outras. Portanto, não são desfibriladas facilmente

Carbono – são feitos de papéis altamente refinados e impermeabilizantes, contendo revestimento de graxo-carbono, material resistente a dispersão, tornando-se uma fonte de manchas

Celofane – papel de celulose regenerada Betuminado, parafinado ou com gordura – deve-se eliminar

papéis gordurosos ou parafinados, pois não misturam na massa

Papéis sanitários, guardanapos – aqueles contaminados com material orgânico

Fotografias

Fitas e etiquetas adesivas


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Impurezas

Materiais que devem ser removidos para a utilização das aparas

Terra Clipes Adesivos Plásticos Pedras Arame Cordas


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Etapas para reciclagem de papel

Aparas

Desagregação - Hidrapulper

Limpeza e depuração da massa obtida

Destintamento e alvejamento (opcional)

Refinação da massa

Adição ou não de fibras virgens

Formação e secagem da folha de papel

Pasta celulósica de fibras secundárias


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Destino das aparas no Brasil

Fibras recicladas - utilizadas nos segmentos de embalagem e sanitários, cujo custo de recuperação é mais baixo (exige somente as operações de desagregação e limpeza)

Recicla-se até 3 vezes a apara até a perda da fibra


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Destino das aparas no Brasil:

Embalagem80%

Imprimir2%Fins sanitários

18%


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Taxa de recuperação de papéis por tipo de geração

(1998)

Fonte: Associação Brasileira de Celulose e Papel, Bracelpa * não inclui papéis para fins sanitários e papéis especiais

Tipo de papel Consumo aparente

(mil t)*

Recuperação

(mil t)

Taxa de recuperação

(%)

Embalagem em geral

123,0 15,3 12,4

Cartões e cartolinas

685,0

122,6 17,9

Imprimir e escrever

1.456,0

356,1 24,5

Kraft

466,0 120,9 25,9

Jornais e revistas

658,0

204,8 31,1

Ondulado 2.069,0 1.475,0

71,3

Total

5.457,0

2.294,7 42,1


46

HDPE e LDPE HDPE - poli(etileno de alta densidade)

(High Density polyethylene)

LDPE - poli(etileno de baixa densidade) (Low Density polyehtylene)

(CH2 - CH2)n


47

PP Polipropileno (polypropylene)

(CH2 - CH)n

CH3


48

PET - Poli(tereftalato de etileno)(poly(ethylene terephthalate))

+ HOOH

C

O

C

O

OHHOÁcido tereftálico Etileno glicol

HC

O

C

O

HO O

nPET

O+ H

2O


49

PVC Poli(cloreto de vinila)

poly(vinyl chloride)

(CH2 - CH)n

Cl


50

PS

(CH2 - CH)n


51

Classificação dos polímeros

Fusibilidade Termoplásticos – fundem por

aquecimento e solidificam por resfriamento

Termorrígidos – quando aquecidos, assumem estrutura tridimensional com ligações cruzadas; insolúveis e infusíveis


52

Recuperação de plástico e borracha Definição quanto ao processo

Mecânica – envolvidos processos

mecânicos Química - transforma os resíduos

poliméricos em monômeros ou oligômeros Energética - incineração com recuperação

de energia


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Madeira plástica> quantidade de contaminantes na

separação

mais caro sua recuperação

Etapas intermediárias

mão de obra tempo energia produtos químicos equipamentos especiais


54

Madeira plástica

Recuperação de plásticos misturados

Madeira plástica(substituição da madeira)


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IMAWOOD Pode ser serrado, aparafusado, pregado

e aplainado

Resistente ao ataque de insetos Pode ser utilizado em:

Tábuas, blocos Formas para concreto Moirões para cerca em estradas, áreas rurais Bancos de jardim Rodapés, portais, parapeitos de janela Deck marinho Blocos para separação de trânsito, meios-fios


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Cronograma da Resolução Conama 258/99 e 301/03 Dispõe sobre a coleta e a destinação

final de pneus inservíveis

01/01/2002 - para cada 4 pneus novos fabricados ou importados no País, as empresas deverão dar destinação final a 1 pneu inutilizável

2003 - proporção de 2 para 1

2004 - 1 para 1

2005 - 4 para 5.


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Destinos - no Brasil

Reutilização - brinquedos, protetor de rodovias

Reciclagem mecânica - pneu adicionado ao asfalto (carga)

química

recauchutagem (aumenta a vida do pneu em 40%)

regeneração - quebra de ligações

energética – combustível

co-processamento em cimenteiras


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Composição asfáltica Incorporação da borracha (em pedaços ou

em pó) no asfalto empregado na pavimentação de rodovias.

Principais características: maior custo

pode dobrar a vida útil das estradas - confere ao pavimento maiores propriedades de elasticidade frente a mudanças de temperatura

reduz o ruído dos veículos que passam por ele

reduz o armazenamento de pneus velhos.


59

Reciclagem química da borracha

A borracha regenerada é utilizada em produtos com menor exigência técnica, como em tapetes e solados.


60

Reciclagem energética

Material

Poder Calorífico

MJ/kg

Pneu 40

Madeira 14


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Pilhas e batérias Pilha - transforma energia química em elétrica

O teor de mercúrio nas pilhas de zinco-carvão e alcalinas - média de 0,01%

A função do mercúrio nas pilhas – revestir o eletrodo de zinco e reduzir sua corrosão e aumentar sua performance

Também pode ser encontrado nas pilhas: zinco, chumbo e cádmio para evitar a corrosão

P Tipos de pilha Código Uso comun R zinco carvão - propósitos gerais I alcalina de manganês L propósitos gerais

M Á R

lítio C relógios e equipamentos fotográficos

I A S

óxido de mercúrio N,M aparelhos auditivos e equipamentos fotográficos

óxido de prata S,P relógios eletrônicos e calculadoras

zinco ar A,P aparelhos auditivos SE

CUN DÁ

RIAS

níquel cádmio (recarregável; não fabricada no Brasil)

- ferramentas eletroportáteis sem fio e propósitos gerais

chumbo-ácido (recarregável)

- eletroportáteis, brinquedos, etc.


63

Efeitos de metais pesados Cádmio:

acumula principalmente nos rins, no fígado e nos ossos

pode levar à disfunções renais e osteoporose Mercúrio:

metal líquido a temperatura ambiente. É facilmente absorvido pelas vias

respiratórias quando está sob a forma de vapor ou em poeira em suspensão, também é absorvido pela pele.

Pode prejudicar o cérebro, o fígado,o desenvolvimento de fetos, causar tremores, distorções da visão e da audição, problemas de memória...


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Resolução Conama 257(30/06/99)

Regulamenta a fabricação e o descarte de pilhas e baterias

A fabricação, importação e comercialização de pilhas tipo zinco-manganês e alcalina devem atender a partir 01/01/2001 aos limites para: 0,010% em peso de Hg 0,015% em peso de

cádmio 0,015% em peso de Cd 0,200% em peso de Pb


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Reciclagem de pilhas e baterias Processos:

Hidrometalúrgico – separação do metal por extração/solubilização/reação

Pirometarlúrgico – separação do metal por calor

Normalmente baterias Ni-Cd são recuperadas separadamente Dificuldade de separação de Cd do Hg

e Ni do Fe Cd é destilado a T=850-900oC e usado para

bateria Ni é recuperado por fusão (Ni e Fe para aço

inoxidável)


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Processos de reciclagemTecnologi

aPaís P

rocesso

Tipo de pilha

Atech - Minero

todas

Inmetico USA Piro Ni-CdRecytec Suíça Piro e

hidroTodas- Ni-Cd

Sab-nife Suécia Piro Ni-Cd

Snam-savam

França

Piro Ni-Cd

Sumi

moto

Japão Piro Todas- Ni-Cd

Suzaqui

m

Brasil -

Waelz Piro


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Reciclagem de lâmpadas fluorescentes Cada lâmpada fluorescente contém cerca de 15 miligramas

de mercúrio Recicladora – faz a descontaminação e recuperação

do mercúrio contido nas lâmpadas, termômetros, resíduos de processos industriais

É separado o soquete de alumínio, o vidro e o mercúrio (os vapores são aspirados)

Óxido de níquel – para indústrias de cerâmica, vidro e metal duro

Sulfato de níquel – para galvanoplastia Nitrato de níquel – tintas e indústria de fibra Carbonato de níquel – p/ indústria de tintas

Outros componentes: vidro de chumbo usado para suporte dos eletrodos, eletrodos e filamento de aço doce, revestimento de apatita enriquecida com fósforo.


68

Reciclagem de outros Fibra de coco Materiais de entulho

É feito uma trituração para obter agregado Materiais compostos de cimento, cal, areia e brita:

concretos, argamassas, blocos de concreto Materiais cerâmicos: telhas, manilhas, tijolos e

azulejos Aplicação: elementos não-estruturais: blocos

de concreto de vedação, sub-base de vedação, guias e sarjetas, argamassa de revestimento, assentamento...


69

BIBLIOGRAFIA Manual de Gerenciamento Integrado, CEMPRE, 1995; E.B.Mano, Introdução a Polímeros, Editora Edgard Blucher Ltda; Cadernos de Reciclagem, Cempre; E.B.AV.Pacheco, Seminário de Mestrado: Reciclagem terciária de polímeros, IMA/|UFRJ (1991); J.Evangelista, Tecnologia de Alimentos - embalagens; A.AC.Cruz & J.AS.Tenório, Inovações no processo de fundição de sucata de alumínio, Seminário

Nacional sobre Reciclagem de Resíduos Sólidos Domiciliares, São Paulo, SP (2000); AFPires, Aspectos Gerais da Atividade de Reciclagem de Papel no Brasil, Seminário Nacional sobre

Reciclagem de Resíduos Sólidos Domiciliares, São Paulo, SP (2000); J.Giosa, Reciclagem de Alumínio, Recicle show, São Paulo, SP (1999); F.Miranda, Reciclagem de aço, Recicle Show, São Paulo, SP (1999); www.cempre.org.br www.abiquim.org.br www.uol.com.br/instaqua www.matrix.com.br/peixe www.institutodopvc.org.br www.latasa..com.br www.abal.org.br Disklata: 0800 785282 www.apliquim,com.br www.suzaquim.com.br

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