Coprocessamento e a química do cimento

Publicado em 03/08/2017 em https://www.linkedin.com/pulse/coprocessamento-e-qu%C3%ADmica-do-cimento-carlos-yuri-le%C3%A3o-do-nascimento/

Considerando uma definição básica, cimento é um aglomerante hidráulico constituído de óxidos que em contato com a água tem a capacidade de endurecer. Estes óxidos são principalmente os de cálcio, alumínio, silício e ferro.

Como já vimos em outros posts o coprocessamento e a química estão intimamente ligados, e o nível de balanceamento desta relação resultará no sucesso ou insucesso deste processo. Afinal, se os ingredientes estiverem com dosagens equivocadas, com certeza o resultado será um produto (cimento) não conforme.

Vários parâmetros precisam ser monitorados durante o processo de fabricação do cimento, dentre estes trago como exemplos alguns que controlamos durante a clinquerização, o Fator de Saturação em Cal (FSC), o Módulo de Alumínio (MA) e o Módulo de Sílica (MS).

FSC

O controle do Fator de Saturação em Cal no clínquer está ligado à garantia dos padrões de resistência e expansão do cimento, normalmente a faixa de aceitabilidade para o FSC está entre 95 e 98. Sendo calculado conforme abaixo:

                             CaCO3                  = FSC

2,8.SiO2 + 1,1.Al2O3 + 0,7.Fe2O3

Numa análise simples da fórmula acima nos leva a entender que se o resíduo for rico em Cálcio poderá impactar no aumento do FSC, enquanto que se for rico em Ferro e/ou Alumínio e/ou Sílica resultará na redução. Por isso que resíduos ricos em Sílica provocam grandes reduções no FSC, visto que além do fato de ser denominador na fórmula, possui fator 2,8.

MA

O Módulo de Alumínio está ligado à viscosidade da fase líquida, normalmente sua faixa de trabalho está entre 1,4 e 1,6. Sua fórmula:

Al2O3 _ = MA

Fe2O3

Então sendo o resíduo rico em Alumínio impactará no aumento do MA, enquanto que se rico em Ferro o reduzirá.

MS

O Módulo de Sílica permite acompanhar a quantidade da fase líquida, e seu desbalanceamento pode impactar ainda na resistência do cimento, e na formação de colagens e anéis no forno. Normalmente sua faixa de trabalho está entre 2,4 e 2,7. Sendo calculado:

___SiO2___ _ __ = MS

Fe2O3 + Al2O3

É possível perceber que se o resíduo for rico em Sílica impactará num maior MS, e sendo rico em Ferro e/ou Alumínio resultará na sua redução.

Desta forma conseguimos compreender como um só componente pode interferir em vários parâmetros ao mesmo tempo. É comum durante o coprocessamento termos que interromper ou reduzir a alimentação de resíduos quando algum destes parâmetros resultam fora das faixas de trabalho, obrigando a uma redefinição do mix de dosagem.

Assim, é possível trabalhar no mix de resíduos de forma que um resíduo rico ou pobre em um determinado componente propicie e potencialize o consumo de um outro material que normalmente seria de difícil coprocessamento.

Outro ponto importante de salientar é a adaptabilidade da dosagem de resíduos de acordo com a matéria-prima enviada pela mina que horas pode se apresentar com deficiência e/ou riqueza de alguns dos componentes (Al2O3, Fe2O3, SiO2, etc).

Portanto, a frequência das análises bem como uma criteriosa coleta das amostras se fazem de suma importância para que os resultados representem de fato a realidade, propiciando a excelência durante a realização do coprocessamento.