Etapas da eletrodeposição

As etapas da eletrodeposição nos metais ferrosos.

Polimento Mecânico – remoção de substâncias estranhas ao corpo de

modo a que a superfície que irá ser recoberta esteja totalmente limpa;

Desengorduramento – remoção de óleos, gorduras e ceras que podem

impedir uma boa aderência do revestimento à peça a recobrir;

Lavagem – banho com água pura para eliminar contaminações dos

passos anteriores;

Decapagem química ou electroquímica – remoção de óxidos ou outros

compostos;

Cobreagem – banho eletrolítico para a deposição de cobre, onde o

ânodo é de níquel e o cátodo a superfície a revestir;

Niquelagem – banho eletrolítico para a deposição de níquel, onde

ânodo é de níquel e o cátodo a superfície a revestir;

Cromagem – banho eletrolítico para a deposição de crómio, onde o

ânodo é de crómio e a superfície metálica já niquelada funciona como

cátodo.

As etapas da eletrodeposição em metais não ferrosos.

Poluição e RiscosA poluição nos processos de eletrodeposição ocorre normalmente nas

lavagens entre os vários processos, pois forma-se uma corrente de água

com vários iões poluentes presentes que se encontram dissolvidos, como o

ião crómio e ião níquel.

Os riscos da poluição são vários, pelos efeitos causados pelos iões tanto

nos organismos humanos como na natureza em geral. No caso do níquel,

que normalmente é ingerido na água ou nos alimentos eles podem causar

cancros, doenças cardiovasculares, ou no caso das grávidas, má formação

dos fetos, enquanto que na natureza não se tem grande conhecimento dos

efeitos deste metal, sendo que se sabe que a alta concentração deste metal

no solo prejudica o desenvolvimento de algas e outras plantas.

Já no caso do crómio, os meios de contato ao metal são iguais aos do

níquel, juntando-se a estes a via respiratória. Este metal causa úlceras

estomacais, sistema imunitário enfraquecido, irritações e problemas

respiratórios. A concentração deste metal aumenta com o também aumento

das atividadas humanas, acabando sempre por depositar no solo, o que faz

com que eventualmente este metal acabe por entrar no organismo humano.

Caracterização e composição de efluentesOs resíduos líquidos ou efluentes podem ser classificados em quatro

categorias:

· despejos ácidos contendo crómio;

· despejos ácidos isentos de crómio, mas contendo outros metais

(cobre, cádmio, níquel, zinco, etc.);

· despejos alcalinos isentos de cianeto;

· despejos alcalinos contendo cianeto.

Os despejos ácidos (contendo ou não crómio) são normalmente

constituídos por soluções de ácidos sulfúrico, clorídrico, nítrico e fluorídrico,

além dos respectivos sais (exemplo típico deste despejo são as águas

residuárias originadas do processo de decapagem).

As águas predominantemente alcalinas são habitualmente constituídas

por sais de sódio, zinco, potássio, hidróxidos de sódio e potássio, de

emulcionantes orgânicos e de detergentes sintéticos.

O destino final destes resíduos é a sua

condução até às ETAR’s para tratamento,

resultando daí a produção de lamas, que

concentram a maior parte da poluição gerada

no processo. Quando não existem ETAR’s, estes

resíduos são normalmente enviados para fora do

País para tratamento posterior em unidades próprias.

LegislaçãoDe acordo coma Lei Nº241 colocada em vigor a 14-10-1993, que diz

respeito ao Ministério da Indústria e energia da saúde e do ambiente e

recursos naturais, estão definidas condições nas quais as águas residuais,

provenientes de industrias do sectores dos tratamentos de superfícies, podem

ser depositadas no meio ambiente.

O quadro a baixo mostra parâmetros que devem ser analisados em

qualquer ponto de descarga de águas residuais no meio receptor provenientes

da unidade industrial, sendo que as normas fixadas referem-se aos valores

máximos admissíveis dos respectivos resíduos nas aguas residuais aquando

da sua deposição no meio ambiente, quer este seja o solo ou águas.

Exemplo NacionalUm exemplo de uma empresa de metalização de plástico é a DOURECA

– Produtos Plásticos, LDA, situada em São Bento – Cossourado, 4940-139

Paredes de Coura.

Nas tabelas seguintes encontram-se explícitos os valores das análises dos

teores de metais como o Crómio e o Níquel nas lamas de amostras

recolhidas em diversos pontos distintos da ETAR, e também das análises em

diversos pontos da linha processual.

Como se pode aferir, os valores menais admissíveis são muito inferiores

aos valores registados nas tabelas, logo é necessário tratar as amostras, de

forma a recuperar os metais para estes, no futuro, terem nova utilização, e

consequentemente limpar as águas residuais para que estas possam ser

depositadas no meio ambiente, de forma segura para o mesmo.

Tratamento das águas residuais Ao longo de todo o processo de tratamento de efluentes líquidos resultantes

das indústrias de cromagem e niquelagem de metais as unidades

processuais utilizadas são: equalização, neutralização, floculação,

precipitação e filtração.

A primeira etapa é a equalização, esta dá-se no tanque de equalização e

tem como objectivo fazer com que sejam atingidas as concentrações ótimas

de modo a aumentar a eficiência das etapas de tratamento subsequentes.

De seguida, uma vez que muitos destes efluentes podem por vezes ter um

caráter muito ácido ou básico, torna-se necessária a criação de uma nova

etapa, a neutralização. Aqui dão geralmente entrada os efluentes resultantes

da linha de oxidação dos cianetos, de redução do crómio.

Estas águas resíduais possuem não raras vezes sólidos em suspensão

que é necessário remover, segue-se então a etapa de coagulação-

floculação. Aqui são adicionados aos efluentes coagulantes e floculantes

(polímeros orgânicos e alguns sais metálicos) que irão aglomerar-se aos

sólidos suspensos que se pretende remover destes efluentes, levando assim

à formação de flocos (partículas de maior dimensão). Estes flocos de maior

dimensão são então removidos por decantação.

Posteriormente é necessário proceder-se à remoção dos metais pesados

em solução, para isto recorre-se à precipitação dos mesmos. Estes metais

precipitam sob a forma de hidróxidos pela a adição de uma cal hidratada até

um nível de pH correspondente à solubilidade mínima.

Por último utiliza-se a filtração para separar o precipitado dos restantes

resíduos, obtendo-se apenas “lamas residuaís” sem qualquer valor

econômico.

Tratamento de águas residuais numa industria de Niquelagem e Cromagem de Metais

Electrodeposição A eletrodeposição é um processo de aplicação de um revestimento metálico sobre um material base, normalmente uma superfície condutora, tendo em vista aspetos de natureza decorativa, de resistência à corrosão e eventualmente aumento da capacidade de resistência ao desgaste. O princípio base da eletrodeposição é a transferência de iões metálicos de uma solução eletrolítica, chamada de banho de eletrodeposição, para a superfície metálica alvo de tratamento.

Niquelagem A niquelagem é o processo eletrolítico de deposição de níquel, que pode ser mate ou de alto brilho, sendo este último mais duro por via da incorporação de alguns aditivos utilizados para tornar asuperfície com alto poder de reflexão. Atendendo à sua capacidade de passivação, o níquel confere uma maior resistência à corrosão ao substrato, e permite uma fácil cromagem posterior.

CromagemA cromagem é o processo eletrolítico de deposição de crómio, a partir de banhos de ácido crómico com uma pequena percentagem de ácido sulfúrico.

Conclusão: O processo de cromagem e niquelagem de metais é uma imensa fonte de poluentes para o meio ambiente, principalmente para o meio aquático, devido ao elevado volume de efluentes gerados, que contém metais pesados (Níquel e Crómio) e outros poluentes.No entanto, existem muitas formas que permitem reduzir os resíduos formados e simultaneamente reutilizar as matérias-primas e a água, com a consequente redução de custos. Algumas dessas formas são: a recirculação do concentrado e da água e o tratamento dos efluentes de cada banho em separado.Estas soluções podem ser extremamente vantajosas para as empresas, porque, para além de terem benefícios económicos associados, introduzem melhorias significativas no processo em termos ambientais.Os principais objetivos destas soluções são a melhoria da qualidade do processo, a redução dos custos de produção e o cumprimento das normas ambientais.

Mestrado Integrado de Engenharia Química Supervisor: José Inácio Martins Monitor: Helder Xavier Nunes Autores: Ana Borges l Cristiana Gomes l José de Sá l Patrícia Coimbra I Rui Ferreira