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Cyclaero Ltda.EPP – São Bernardo do Campo - SP – Brasil 2012-08-28/RJ

Materiais na GalvanoplastiaCiclo de vida sustentávelDr. Rolf Jansen • Cyclaero Ltda.

Ciclo de Vida dos Produtos

Produtos, Material e Matéria

Fechamento do Ciclo de vida

Exemplo de Zincagem alcalina

Fontes dos Efluentes na Galvanoplastia

Efetividade das Lavagens

Reciclagem da Água da Lavagem

Conclusão1

Extração da matéria-prima Produção / Fabricação

Transporte / DistribuiçãoAterro - Incineração

Utilização / Reutilização ➠ Consumo

Descarte de resíduos



2

Na classificação fiscal, os produtos são bens


Ciclo de Vida dos ProdutosBens e Produtos – Classificação

3

Vida útil Bens de “Consumo“ Bens de Produção

indefinida

Produtos duráveis: carros, móveis, jóias, roupas, ...

Produtos úteis: construções/instalações, máquinas, equipamentos, ...

definida

Consumíveis: alimentos, produtos higiênicos, roupas descartáveis, ...

Materiais e Matérias: embalagens, cabos, parafusos, suportes, químicos, ânodos, ...


Produtos úteis, Materiais e Matéria

Produtos úteis são montados com materiais

Materiais são conjunto das matérias

Matérias são agregações dos elementos químicos

Por exemplo o elemento Ferro. Existe na terra desde início, há 4.590.000.000 anos. Meia-vida do 56Fe é quase infinito, i.e. >10.000.000.000.000.000.000.000.000 anos.

Os Elementos químicos nunca se acabam.

As agregações, os conjuntos e grupos se separam.

Para fechar o ciclo de vida dos produtos e materiais é suficiente recuperar e juntar os pedaços.

4

Extração da matéria-prima Produção / Fabricação

Transporte / DistribuiçãoAterro - Incineração – Reciclagem

Utilização / Reutilização ➠ Consumo

Descarte de resíduos



5


Requisito para Reciclagem dos MateriaisSeparação

6

Peças zincadas


Processos de Galvanoplastiaproduzem Peças revestidas e geram EfluentesExemplo de Zincagem de aço

1. Desengraxe (alcalino)

2. Decapagem (ácido + ferro)

3. Desengraxe anódico (alcalino)

4. Zincagem (alcalino + zinco)

5. Passivação (ácido + cromo)

7

Efluente

Peças zincadas

Efluentes


Processos de Galvanoplastiaproduzem Peças revestidas e geram EfluentesExemplo de Zincagem de aço

1. Desengraxe (alcalino)

2. Decapagem (ácido + ferro)

3. Desengraxe anódico (alcalino)

4. Zincagem (alcalino + zinco)

5. Passivação (ácido + cromo)

8

Evite misturas!Deixe os efluentes separados!

Bicos de Spraycom Água da

torneira


torneira

Válvulasolenóide

Neutralização

HCl, pH 1temperatura ambiente

20 s

Bomba de Dosagem

Águ

a R

esid

ual

Águ

a R

esid

ual

HC

l co

nc.

Válvulasolenóide

adição automáticade água deionizada

Processo de Zinco alcalino[10 Stations for 10 µm]

Enxagüe deRecuperação

TamborRotatívo

50 % doeletrólito de

zinco

10 g/l Zn 170 g/l KOH, 60 g/l K2CO3 10 ml/l Aditivo I 1 ml/l Abrilhantador II 10 ml/l Condicionador R 1 A/dm2

35 °C 50 min (10 µm)

Bombas de Dosagem

Ad

itiv

oP

arte

I

Ab

rilh

ant.

Par

te I

I

45 %

KO

H+

Con

dic

io.

Par

te R

F1 µm

Skim

mer

Bomba Cíclica10 x volumede GZ por h

Gerador de Zincocom exaustão (push/pull)

para Tanque dearmazenagem

preenchidos com peças/bolas de Zn com Ø de aprox.. 2 cm desvio do Gerador de Zinco se

não há necessidade de dosá-lo

tempo de ciclo = 5 min

Bom

ba d

e Fi

ltraç

ão 2

x/h

Cestas Catalíticas

Agitação a Ar

Vál

vula

sso

lenó

ides

etapa Ietapa II

etapa III

Lavagemem Cascata tripla


Fontes dos Efluentes na GalvanoplastiaA maioria dos efluentes pesados saem nas lavagens.

Lavagens ruins resultam em uma mistura horizontal.

Lavagens efetivas é a chave que fecha o ciclo de vida.

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total≈250 g/l

0,5 g/l ?

14 + lg(3· 0,5/250) ≈ pH 11,8

Repetição


Efetividade das LavagensLavagem única

Entrada de CE = 250 g/lem 1 litro de arraste A= 250 g material

Diluição em 1000 litro volume da lavagem;= 250/1000 = 0,25 g/l

Adição na concentraçãoCL = CL + 0,25 g/l

Saída de 1 litro A com CL

Dedução da concentração CL = CL – CL· A/V

10

TamborRotatívo

arraste A1 litro

CE = 250 g/l CS = ? g/l

Volume V1000 litrode CL g/l

Efluente E10 litro por vez

CL = CL – CL· (A+E)/V

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Simulação ao vivoLavagem única


Efetividade das LavagensLavagem múltipla

Cada etapa faz uma diluição de A/V, no exemplo 1:1000

12


torneira

TamborRotatívo

Agitação a Ar

Vál

vula

sso

lenó

ides

CS = ? g/larraste A1 litro

CE = 250 g/l

Efluente E10 litro por vez

Volume V1000 litro

A· C1 A· C2


Simulação ao vivoLavagem múltipla


Resultados das Simulações das Lavagens

14

CL em g/l

número dos ciclos0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

5

10

15

20

25 etapa I: 25 g/l

etapa II: 2,4 g/l

etapa III: 0,22 g/l


Resultados das Simulações das Lavagens

15

CL em g/l

número dos ciclos0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

0,0001

0,001

0,01

0,1

1

10

100

etapa I: 25 g/l

etapa II: 2,4 g/l

etapa III: 0,22 g/l

Lavagem em cascata dupla faz 8 vezes mais efluente para chegar no mesmo resultado.

+ enxágue de recuperação: 0,11 g/l

+ bicos de spray: 0,03 g/l


Reciclagem da Água da LavagemDesengraxes Químico e Anódico

16

100 ml/l hidróxido + silicato

de potássio

50 ml/l detergente demulsif.

+ complexante

65 °C

7 min

100 ml/l hidróxido + silicato

de potássio

50 ml/l detergente demulsif.

+ complexante

65 °C

7 min

100 ml/l hidróxido+silicato

de potássio

50 ml/l detergente demul.

+ complexante

~1 A/dm2

~65 °C

7 min

Água Residual (alcalina) depende

da relação de arrasto/evaporação

Água Residual (alcalina)

para continuamente manter

o ferro em cerca 5 g/l

Separador de Óleo

Cátodos de metal expandido,

+ jateamento abrasivo grosso,

+ 25 µm Níquel semibrilhante,

- verificar a orientação das lamelas.

Bomba de

Filtração

Bombas de Dosagem

Pré-Desengraxe

Químico

Desengraxe

AnódicoDesengraxe

Químico

Bicos de Spray

com água de

lavagem

etapa Ietapa II

etapa III

Lavagem

em Cascata tripla

Bicos de Spray

com água da

torneira

Tambor

rotativo duplo

550 x 2000 mm2 x 75 kg

Agitação a Ar

alimenta a

desnatagem

hid

róx

ido

+si

lica

to p

ot.

de

terg

en

ted

em

.+cp

lx.

Válv

ula

sole

nóid

e

Desn

atag

em

indo para a decapagem [Módulo 2.7]

indo para os processos eletroliticos [via 2.7 á Módulo 3 ou 4]

voltando da decapagem [Módulo 2.11]

chegando do carregamento

ATENÇÃO

aqui 3 x entra e sai

.1Módulo 1 .2 .3 .4 .5 .6

F1µm

Válv

ula

s

sole

nóid

es

1000 l/h

Comprimento: 6700 mm

Lagura:

2100 mmNíve

is:80

0-85

0 m

m

1594 L 1654 L 2162 L 1040 L 1079 L 1118 LVolumes:


Bicos de Spray

com água da

torneira

Bicos de Spray

com água da

torneira

Tambor

rotativo duplo

550 x 2000 mm2 x 75 kg

etapa Ietapa II

etapa III

Lavagemem Cascata tripla

Bicos de Spray

com água da

torneira

Agitação a Ar

continuando para os processos eletroliticos [Módulo 3 oder 4]

indo para o desengraxe anódico [Módulo 1.3]

partindo do desengraxe II [Módulo 1.2 via 1.6]

partindo do desengraxe anódico [Módulo 1.3 via 1.6]

.7Módulo 2 .8 .9 .10 .11

Águ

a R

esid

ual

(ácid

a)

Ferro

± 3

0 g

/l

Águ

a R

esid

ual

(ácid

a)

Decapagem

HCl 32 %, 1:3

10 ml/l Detergente

+ Inibidor

~30 °C

5 min

Bombas de Dosagem

De

terg

en

te+

In

ibid

or

HC

l 3

2 %

Águ

a R

esid

ual

(ácid

a)

Remoçãoda Sílica

50 g/l bisulfato de sódio +

bifluoreto de amônio

pH 2

~35 °C

2 min

Bomba de Dosagem

NaH

SO

4 +

NH

4H

F2

Válv

ula

s

sole

nóid

es

Válv

ula

s

sole

nóid

es

Válv

ula

s

sole

nóid

es

Comprimento: 4950 mm

Lagura:

2100 mmNíve

is:80

0-85

0 m

m

1040 L 1079 L 1118 L1566 L 1566 LVolumes:


Modelo de Simulação

18


Modelo de Simulação

19

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 DE1 DE2 DEA LC1 LC2 LC3 RSi DCA LC1 LC2 LC3

Temperatura em °C 65,0 65,0 64,5 47,6 40,8 33,2 26,7 22,9 22,5 22,4 22,5

>---U-->---Ü-->------>---U-->---U-->---Ü-->---Ü-->---Ü-->---U-->---U-->---Ü| |Ü--<---U--<------<------<------<------<------<------<---<| |>-->---U-->---U-->---Ü-->---Ü-->------>---U-->---U-->---Ü->Desengraxe 205,00 200,96 204,31 3,9764 0,0779 0,0010 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000Remoção da Silica 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 50,000 0,5043 0,0066 0,0001 0,0000Decapagem 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 0,0000 180,00 4,2624 0,0778 0,0010

Efluente em l/h 2,0 25.0 10.0 250.0Evaporação em l/h 18.1 18.1 22.3 3.0 2.1 1.3 1.0 1.1 0.4 0.4 0.4Perda de vol. l/h 28.8 47.0 23.2 73.1 75.2 76.6 26.0 11.1 250.4 250.8 251.2

Aquecimento em kW 37.7 16.0


Conclusão

20

Muito obrigado!

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