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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
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Ciclo de Vida dos Produtos
2
Na classificação fiscal, os produtos são bens
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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, ...
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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.
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Extração da matéria-prima Produção / Fabricação
Transporte / DistribuiçãoAterro - Incineração – Reciclagem
Utilização / Reutilização ➠ Consumo
Descarte de resíduos
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Ciclo de Vida dos Produtos
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Requisito para Reciclagem dos MateriaisSeparação
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Peças zincadas
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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
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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
Bicos de Spraycom Água da
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
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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
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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
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Efetividade das LavagensLavagem múltipla
Cada etapa faz uma diluição de A/V, no exemplo 1:1000
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Bicos de Spraycom Água da
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
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Simulação ao vivoLavagem múltipla
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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
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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
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Reciclagem da Água da LavagemDesengraxes Químico e Anódico
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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:
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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:
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Modelo de Simulação
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Cyclaero Ltda.EPP – São Bernardo do Campo - SP – Brasil 2012-08-28/RJ
Modelo de Simulação
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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
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Conclusão
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Muito obrigado!