BR102013024226A2

BR102013024226A2 - process for obtaining chemical composition for active addition production capable of substituting portland clinker, chemical composition and use of this composition

Info

Publication number: BR102013024226A2
Application number: BR102013024226A
Authority: BR
Inventors: Clair Ceron
Original assignee: Companhia Brasileira De Alumínio; Votorantim Cimentos S A
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2016-05-17
Also published as: WO2015039198A1; BR102013024226B1

Abstract

processo de obtenção de composição quimica para produção de adição ativa capaz de substituir clínquer portland, composição química e uso desta composição. processo de obtenção de composição química para produção de adição ativa capaz de substituir clínquer portland compreendendo as seguintes etapas: (a) tratamento químico: ao resíduo o processamento de bauxita adiciona-se calcário ou derivados de carbonatos de cálcio e areia ou derivados de sílica ou argilas silicosas até obter-se um teor de sio2 > 30%, de cao > 10% e na2o < 10%; preferencialmente sio2 entre 30 a 40%, cao entre 10 a 150 %, e na2o entre 4 e 6,0%; (b) etapa de homogeinização: a mistura obtida no item anterior sofre o processo de homogenização; (c) tratamento térmico: em seguida a massa da mistura obtida no processo (b) é aquecida à temperatura entre 100000 a 15000c com fusão parcial e alteração de cor; (d) resfriamento: o processo de re friamento ocorre em resfriador que pode ser de satélite ou grelha; (e) produto final: o produto final é o tido quando a cor da adição ativa estiver cinza escura, com desempenho similar as cinzas "fly ash" e a presença de cao livre for inferior a 1,0%; (f) moagem: o produto final é então submetido ao processo de moagem em conjunto com clínquer de cimento portland para a produção de cimentos contendo a adição ativa segundo a norma brasileira nbr 12653.process of obtaining chemical composition for active addition production capable of substituting portland clinker, chemical composition and use of this composition. process for obtaining a chemical composition for the production of active addition capable of substituting portland clinker comprising the following steps: (a) chemical treatment: to the residue the processing of bauxite is added limestone or calcium carbonate derivatives and sand or silica derivatives or silica clays to a sodium content of> 30%, of ca> 10% and not <10%; preferably sodium 2 between 30 to 40%, ca. 10 to 150%, and not between 4 and 6.0%; (b) homogenization step: the mixture obtained in the previous item undergoes the homogenization process; (c) heat treatment: thereafter the mass of the mixture obtained in process (b) is heated to a temperature between 100000 to 15000c with partial melting and color change; (d) cooling: the cooling process occurs in a satellite or grid chiller; (e) final product: the final product is that obtained when the color of the active addition is dark gray, with performance similar to fly ash and the presence of free dog less than 1.0%; (f) milling: the final product is then subjected to the milling process in conjunction with portland cement clinker to produce cements containing the active addition according to Brazilian standard nbr 12653.

Description

Processo para obtenção de composição química para produção de adição ativa capaz de substituir clínquer Portland, composição química e uso desta composição A presente invenção se refere a um processo de tratamento de resíduos de bauxita, denominado de lama vermelha (“red mu<f) para produção de adição ativa capaz de substituir clínquer Portand, preferencialmente clínquer Portland de 1,0 a 50,0 %. A lama vermelha é gerada a partir do Processo Bayer na produção de oxido de alumínio. Seu campo de aplicação é a fabricação de cimento concreto e argamassas. Estado da Técnica O processo Bayer de produção de óxido de alumínio a partir da bauxita consiste em solubilizar a alumina presente na bauxita na forma de gipsita (AI(OH)3 ou AI2O3.3H2O), conhecida na indústria do alumínio como “Alumina Aproveitável”, pm solução de soda cáustica (NaOH) a uma temperatura de 150°C (digestão). Isto produz uma solução supersaturada de aluminato de sódio e os outros componentes da bauxita, chamados de resíduo de bauxita (RB), que ficam na forma de sólidos e são separados pelo processo de decantação e filtração. O RB gerado, que ainda contém álcalinidade mesmo depois de lavado, é geralmente depositado em lagos de armazenamento de resíduos que podem ser úmidos ou secos. O armazenamento desse material; em função de sua elevada alcalinidade e capacidade de troca catiônica pode causar sérios danos ambientais e requer uma grande área para a sua disposição. A quantidade de RB gerado no processo está diretamente relacionada com a qualidade do minério e seus componentes. Sua proporção pode variar de 0,5 a 2 toneladas de RB por tonelada de óxido de alumínio produzido. A título de conhecimento, a fábrica de cimento Rio Branco é grande consumidora de pozoiana oriunda de cinzas volantes proveniente de usinas geradoras de energia elétrica a base de carvão mineral. Um exemplo passível de ser citado é o material de capeamento da mina de calcário do cimento Rio Branco, que possui argila caulinítica suficiente para a produção de pozoiana de boa qualidade, no entanto, esta possui cerca de 14% de Fe203 na sua composição química, fazendo com que a cor da; pozoiana após calcinaçâo seja vermelha cor de tijolo, tornando sua aplicação na fabricação de cimento impossível devido ao efeito na coloração final (amarronzado); do produto, o qual o mercado rejeita.Process for Obtaining a Chemical Composition for Active Addition Production Able to Substitute Portland Clinker, Chemical Composition and Use of This Composition The present invention relates to a process for treating bauxite waste, called red mud (“red mu <f”) for active addition production capable of replacing Portand clinker, preferably Portland clinker from 1.0 to 50.0%. Red mud is generated from the Bayer Process in the production of aluminum oxide. Its field of application is the manufacture of concrete cement and mortar. State of the art The Bayer process of producing aluminum oxide from bauxite consists in solubilizing the alumina present in bauxite in the form of gypsum (AI (OH) 3 or AI2O3.3H2O), known in the aluminum industry as “Useful Alumina”. , pm solution of caustic soda (NaOH) at a temperature of 150 ° C (digestion). This produces a supersaturated solution of sodium aluminate and the other bauxite components, called bauxite residue (RB), which are in the form of solids and are separated by the settling and filtration process. The generated RB, which still contains alkaline even after washing, is usually deposited in wet or dry waste storage ponds. The storage of this material; Due to its high alkalinity and cation exchange capacity it can cause serious environmental damage and requires a large area for its disposal. The amount of RB generated in the process is directly related to the quality of the ore and its components. Its ratio may range from 0.5 to 2 tons of RB per tonne of aluminum oxide produced. By way of knowledge, the Rio Branco cement plant is a large consumer of fly ash pozoian from coal-fired power plants. A noteworthy example is the capping material of the Rio Branco cement limestone mine, which has sufficient kaolinitic clay for the production of good quality pozoian, however, it has about 14% Fe203 in its chemical composition, making the color of; Pozoian after calcination is brick red, making its application in cement making impossible due to the effect on the final color (brownish); which the market rejects.

As tabelas 1 e 2 abaixo mostram as composições químicas típicas da bauxita e do Resíduo de Bauxita produzido na cidade de Alumínio - SP.Tables 1 and 2 below show the typical chemical compositions of bauxite and bauxite residue produced in the city of Alumínio - SP.

Uma alterhativa para os problemas causados pela enorme produção de Resíduo de Bauxita é o jáesenvolvimento de tecnologias que visem a sua reutilização. A origem da tecnologia a que se refere este pedido de patente foi a sojlução do problema da cor avermelhada das pozolanas, procurando, desta forma, alternatij/as para alterar a cor da pozolana de vermelha para cinza escura ou preta, de tal fortjna que a cor final do cimento não fosse alterada.An alternative to the problems caused by the huge production of Bauxite Waste is the already development of technologies aimed at its reuse. The origin of the technology referred to in this patent application was the solution of the problem of the reddish color of the pozzolans, thus seeking alternatives to change the color of the pozzolan from red to dark gray or black, such that final color of the cement was not changed.

Foi encontrado na literatura alguns documentos que tratam deste assunto, conforme descrito abaixo: 1 . I O documento CN101439938 trata de um método rápido para o tratamento dê endurecimento de aluminato ferroso feito de lama vermelha. O método compreende a) processar a lama vermjslha, ou seja, secar, moer e filtrar através de uma peneira de malljia 100, b) calcular os ingredientes em uma composição de matéria-prima por meio da formulação de minerais sjgregados de clínquer que incluem C2S, C4A3S e C4AF; c) pesar as matérias-primas por porcentagem em peso: 40 a 55% de lama vermelha, 20 a| 30% de calcário, 1,5 ja 3% de pó de ferro, 20 a 30% de minérios de alumínio e 1 a 5% de gipsita; d) misturar e calcinar, misturando e triturando uniformemente os ingredientes, em que a temperatura de calcinagem seja entre 1250°C a 1350°C; e e) preparar tipos diferentes de endurecimento rápido de cimento de aluminato ferroso. O endurecimento rápido de cimento de aluminato ferroso possui as vantagens de qúe o rápido endurecimento do cimento de aluminato ferroso tem alta resistência inicial, boa resistência ao frio, resistência à corrosão e alta impermeabilidade. O cimento de aluminato ferroso é adequado para o tempo frio, recuperação, preparação de concreto projetado, a produção dos niembros pré-fabricados, e assim por diante. Além disso, o cimento de endurecimento rápido com utilização de lama vermelha cria maior benefício social e benefício econômico. k O documento CN102500592 trata de um processamento do conteúdo alcalirio em lama vermelha de alumina que compreende: i) reduzir a lama vermelha de aliimina e transportá-la para um tanque de reação de desalquilação, ii) realizar a desalquilação, transmitir a lama para um filtro à vácuo após lavagem, realizar uma separação sólido-líquido e transmitir o sólido em um forno rotativo, iii) realizar a redução de caicinação e adição de cálcio no material alcalino, iv) transportar a lama vermelha em uní separador, separando em parte magnética e não-magnética, transportar a parte magnética em um moinho, realizar filtração por pressão da parte não-magnética, e secar utilizando uma argamassa seca O documento PI9602657-0 trata de um resíduo de bauxita de lama vermelha produzido pelo Processo Bayer, tratado em várias centrífugas e tanques de re-t -ituração para lavar sueessivamente e retirar a água da lama vermelha. Um licor concentrado final é obtido enii uma primeiro estágio de centrífuga a montante que é rico em valores de alumina e cáujstícos para respectiva recuperação e re-utilização. O bolo de lama vermelha concentrado produzido na etapa de centrífuga/lavagem a jusante final é inferior em concentralão de cáustico e alumina permitindo descarte ambientalmente aceitável. O bolo de lama vermelha concentrado é re-lameado e misturado com areia de bauxita parp descarte em uma área de represamento de empilhado a seco. A patente PI9602530-1 trata de um processo em que a lama vermelha, resíduo na produção da a umina pelo Processo Bayer, é lixiviada com os ácidos sulfúricos e clorídricos sob agitação e aquecimento. O resíduo sólido é separado da solução, que contém os íons metálicos extraídos, através de uma filtração. O resíduo sólido que corjtem silicatos, teores reduzidos de alumínio e titânio, baixos teores de cálcio, magnésio, sódio, potássio e ferro, constitui-se numa matéria-prima de baixo custo para a indústria vitro-cerâmica. Para a fabricação de materiais vitro-cerâmicos, esse ' resíduo é fundido, sendo a massa vítrea cristalizada através de um tratamento térmico. O ferro II presente lia solução filtrada é oxidado a ferro III pela ação oxidante do peróxido de hidrogênio e é precipitado como hidróíddo férrico através da adição de uma solução cáustica. Após sua separação por filtração o alumínio é recuperado da solução por precipitação corro hidróxido de alumínio, através da adição da mesma solução cáustica usada anteriormente. 1 Os documentos apresentados no estado da técnica tratam da correção da coloração avermelhada da argila calcinada para a cor cinza, a partir da mistura de carvão com argila durante a queima em ambiente redutor, o que requer equipamento especial para tal, elevando os custos de maneira não atrativa. i j Em contrapartida, a tecnologia que se trata o presente pedido de patenjte utiliza no mínimo 70% de lama vermelha, corrigindo-se a composição química com calcário para um mínimo de 10% de CaO, e com material silicoso para uma porcentagem mínima de 30% de Si02. Queima-se a dita lama vermelha a temperaturas na ordem de 1250°C, resultando em um produto que não possui nenhuma propriedade hidráulica por si só. Desta maneira, trata-se de uma adição ativa que só adquire propriedades cinentantes quando em combinação com clínquer de cimento Portland, e para complementar a mineralogia do material produzido é principalmente material amorfo. Objetivos: O presente pedido de patente tem como intenção tornar viável a utilizarão de matérias primas existentes em áreas de mineração já abertas, evitando assim a abertura de novas jazidas a distâncias maiores das fábricas onerando seus custos e aumentando as emissões de C02 por conta do transporte a longas distâncias. ISome documents dealing with this subject have been found in the literature, as described below: 1. I CN101439938 is a rapid method for the treatment of hardening ferrous aluminate made of red mud. The method comprises a) processing the red sludge, i.e. drying, grinding and filtering through a malljia sieve 100, b) calculating the ingredients in a raw material composition by formulating clinker-aggregated minerals including C2S C4A3S and C4AF; c) weigh the raw materials by weight percentage: 40 to 55% of red mud, 20 to | 30% limestone, 1.5 to 3% iron dust, 20 to 30% aluminum ores and 1 to 5% gypsum; (d) mixing and calcining by uniformly mixing and grinding the ingredients in which the calcining temperature is between 1250 ° C and 1350 ° C; and e) preparing different types of fast hardening ferrous aluminate cement. The fast hardening of ferrous aluminate cement has the advantages that the fast hardening of ferrous aluminate cement has high initial strength, good cold resistance, corrosion resistance and high impermeability. Ferrous aluminate cement is suitable for cold weather, recovery, projected concrete preparation, the production of prefabricated limes, and so on. In addition, fast hardening cement using red mud creates greater social benefit and economic benefit. Document CN102500592 deals with processing the alkaline red mud alkali content comprising: i) reducing the red alumina mud and transporting it to a dealkylation reaction tank, ii) performing the dealkylation, transmitting the mud to a vacuum filter after washing, perform a solid-liquid separation and transmit the solid in a rotary kiln, iii) carry out caicination reduction and calcium addition in the alkaline material, iv) transport the red mud in a separator, separating in magnetic part and non-magnetic, transport the magnetic part in a mill, perform pressure filtration of the non-magnetic part, and dry using a dry mortar. PI9602657-0 deals with a Bayer Red Mud Bauxite residue treated with various centrifuges and re-tilling tanks to thoroughly wash and remove water from the red mud. A final concentrated liquor is obtained in a first upstream centrifuge stage which is rich in alumina and caustic values for their recovery and reuse. The concentrated red mud cake produced in the final downstream centrifuge / wash step is lower in caustic and alumina concentration allowing for environmentally acceptable disposal. The concentrated red mud cake is re-rolled and mixed with bauxite sand to discard in a dry stacked damming area. The patent PI9602530-1 deals with a process in which the red sludge, waste in the production of the amine by the Bayer Process, is leached with the sulfuric and hydrochloric acids under agitation and heating. The solid residue is separated from the solution containing the extracted metal ions by filtration. The solid residue containing silicates, low aluminum and titanium content, low calcium, magnesium, sodium, potassium and iron content is a low cost raw material for the in vitro ceramic industry. For the manufacture of in vitro ceramic materials, this residue is melted and the glass mass crystallized by heat treatment. Iron II present in the filtered solution is oxidized to iron III by the oxidizing action of hydrogen peroxide and is precipitated as ferric hydroxide by the addition of a caustic solution. After its separation by filtration aluminum is recovered from the solution by precipitation with aluminum hydroxide by the addition of the same caustic solution used previously. 1 The documents presented in the prior art deal with the correction of the reddish coloration of the calcined clay to the gray color, from the mixture of coal and clay during burning in a reducing environment, which requires special equipment for this, raising the costs significantly. not attractive. In contrast, the technology under consideration in this patent application uses at least 70% red mud, correcting the chemical composition with limestone to a minimum of 10% CaO, and silicose material to a minimum percentage of 30%. % Si02. Said red sludge is burned at temperatures in the order of 1250 ° C, resulting in a product that has no hydraulic properties per se. Thus, it is an active addition that only acquires gray properties when combined with Portland cement clinker, and to complement the mineralogy of the material produced is mainly amorphous material. Objectives: The purpose of this patent application is to make viable the use of existing raw materials in already open mining areas, thus avoiding the opening of new deposits at greater distances from the factories by costing them and increasing CO2 emissions due to transportation. over long distances. I

Ainda no âmbito ambiental, o presente pedido evita que novos lagos dej represamento sejam abertos. Isto significa evitar que uma área de cerca de 50-70 acres seja contaminada, pois o solo destes lagos de represamento não é recuperável e são úteis por apenas 5 anos, fora o fato destes lagos apresentarem pH muito alto (suas águas são muito cáusticas) e de apresentarem seus ecossistemas totalmente danificado. No mundo há jcasos de rompimento de barreiras de lagos com depósito de “red mud” ou resíduos de bauxita, com consequências desastrosas para a população e para o meio ambiente. EÍifim, tanto o monitoramento de um lago para este I tipo de depósito como a criação de novos lagos custam muito caro para a indústria e ainda representam danos à natureza e perigos para o ser humano.Also in the environmental field, the present application prevents new reservoir lakes from being opened. This means preventing an area of about 50-70 acres from being contaminated as the soil of these dam lakes is not recoverable and is useful for only 5 years apart from the fact that these lakes have very high pH (their waters are very caustic) and to present their ecosystems totally damaged. In the world there are cases of breach of lake barriers with red mud deposits or bauxite residues, with disastrous consequences for the population and the environment. In fact, both monitoring a lake for this type of deposit and creating new lakes are very costly for the industry and still pose damage to nature and human hazards.

Além disso, a coloração da pozolana era um fator limitante a sua utilização. Com isso, o presente pedido tem por objetivo solucionar o problema das muitas jazidas de matérias primas para a fabricação de pozolanas que possuem i coloração vermelha, ou se tornam vermelhas após a calcinação, impossibilitando sua utilização na fJbricação de cimento. O presente pedido descreve uma alternativa para alterar a cor dos resíduos de bauxita (“red mud”) de vermelha para cinza escura ou preta, de tal forma que a cor final do cimento não seja alterada.In addition, the color of the pozzolan was a limiting factor in its use. Thus, the purpose of this application is to solve the problem of the many deposits of raw materials for the production of pozzolans that are red in color, or turn red after calcination, making their use in cement manufacture impossible. The present application describes an alternative to changing the color of bauxite residues (red mud) from red to dark gray or black such that the final color of the cement is not changed.

Tendo em vista os documentos apresentados no Estado da Técnica, a principal vantagem da utilização desta tecnologia é poder transformar um resíduo tóxico ao meio ambiente em um produto de valor comercial e social importante como cimento Portland, diminuindo assim, a pressão sobre o meio ambiente em várias áreas, mineraçjão da cimenteira, aterros para a planta de alumínio, trazendo fortes benefícios para! a sociedade como um todo, e criando uma importante sinergia entre as indústrias de cimento e alumínio.In view of the state-of-the-art documents, the main advantage of using this technology is that it can transform an environmentally toxic waste into a product of important commercial and social value such as Portland cement, thus reducing the pressure on the environment. various areas, mining the cement plant, landfills for the aluminum plant, bringing strong benefits to! society as a whole, and creating an important synergy between the cement and aluminum industries.

Descrição das Figuras i O invento será mais bem compreendido à luz das figuras em anexo, dadas aj título meramente exem plificativo, mas não limitativo, nas quais: - Fig 1: Fluxograma da reutilização de resíduos de bauxita. - Fig 2: Avaliação termogravimétrica da redução do consumo térmico para k produção da adição ativa de lama vermelha (“red-mud”) quando comparada com uma farinha típica parii fabricação de clínquer. - Fig 3: Teste de queima da lama vermelha em laboratório: 1 — amostra de lama vermelha; 2 — teste da etapa de queima em laboratório; 3 - lama vermelha à temperatura de 1250°C após a queima. - Fig 4: Fotos do forno piloto especialmente projetado e construído parâ o desenvolvimento do presente pedido, equipamento único no Brasil. I 4 - é uma vista frontal do forno piloto; 5 - é uma vista lateral do forno piloto; 6 - amostra de adição ativa coletada no interior do forno piloto; 7 - final de batelada - descarga do material produzido. - Fig 5: Lama vermelha e seus estágios de processamento até corpos de prova, em que se pode verificar a alteração de cor da referida lama vermelha após^ seu processamento, para avaliação do desempenho da mistura com cimento. 8 - lama vermelha úmida 9 - lama vermelha seca 10 τ lama vermelha calcinada 11 j lama vermelha com cal 12 j- lama vermelha com cimento - Fig. 6: Gráfico dos testes de qualificação da adição ativa fabricada com l;ama vermelha. IAP- com cal = índice de atividade pozolânica com cal. IAP-CAL = índice de atividade pozolânica com cal. IAP CIM = índice de atividade pozolânica com cimento. MPA = mega Pascal. - Fig. 7: Gráfico do desempenho da adição ativa no cimento e no concreto. I^IPA = mega Pascal. - Fig 8: Gráfico dos resultados dos primeiros testes efetuados em tiancada para avaliar desempenho da adição ativa produzida com RED-MUD frente as normas Brasileiras relerente ao produto Pozolana (adição ativa). Os primeiros testes não foram satisfatóriol até que a composição química e a temperatura de queima fossjem adequadamente ajultadas. O teste efetuado no forno piloto (Figura 4) já contemplava os ajustes das composições químicas e de temperatura, e por este motivo os requisitos mínimos de norma foram atendidos. Em função disso, foi avaliada a eficiência do desempenho da adição ativa assim produzida em cimentos e concretos, cujos resultadojs foram satisfatórios, e equivalentes aos obtidos quando da utilização de pozolanas típicas tais como fly ash. IAP = índice de Atividade pozolânica. - Fig. 9: Gráfico dos resultados da avaliação do desempenho da adição ati\la com cimento e com concreto, onde é possível constatar que o desempenho mecânico atende as necjessidades da fabricação de cimento e concreto e atende aos reqjjisitos das Normas Brasileiras de cimento. Mpa= Mega Pascal Descrição Resumida da Invenção i Processo | para obtenção de composição química para produção de adição ativa capaz de substituir clínquer Portland compreendendo as seguintes etapas: (a) tratanrjento químico: ao resíduo do processamento de bauxita adicionja-se calcário ou derivados de carbonatos de cálcio e areia ou derivados de sílica ou argilaíi silicosas até obter-se ijm teor de Si02 > 30%, de CaO >10% % e Na20 < 10,0%; prefere icialmente SiOz entre 30 a 40%, CaO entre 10 a 15% %, e NazO entre 4 e 6,0%; (b) etapa* de homogeinização: a mistura obtida no item anterior sofre o! processo de homogenipção; (c) tratamento térmico: em seguida a massa da mistura obtida no processo (b) é aquecida à temperatura entre 1000°C a 1500°C com fusão parcial e alteração de cor; (d) resfriamento: o processo de resfriamento ocorre em resfriador que fjode ser de satélite ou grelha; (e) produto final: o produto final é obtido quando a cor da adição ativa ebtiver cinza escura, com desempenho similar as cinzas “fly ash” e a presença de CaO livre for inferior a 1,0%; (f) moagem: o produto final é então submetido ao processo de moagem em conjunto com clínquer de cimento Portland para a produção de cimentos contendo a adição ativa segundo a norma brasileira NBR 12653, e granulometria na faixa de 0,01 a 5 polegadas de tamanho.Description of the Figures The invention will be better understood in light of the accompanying figures, given by way of example only, but not limitation, in which: Fig. 1: Flow chart for the reuse of bauxite residues. - Fig 2: Thermogravimetric assessment of the reduction in thermal consumption for the production of the active addition of red mud when compared to a typical clinker flour meal. - Fig 3: Red mud burn test in laboratory: 1 - red mud sample; 2 - testing of the firing step in the laboratory; 3 - red mud at a temperature of 1250 ° C after burning. - Fig 4: Photos of the specially designed and built pilot furnace for the development of this application, unique equipment in Brazil. I 4 - is a front view of the pilot oven; 5 is a side view of the pilot oven; 6 - active addition sample collected inside the pilot oven; 7 - end of batch - discharge of the material produced. Fig. 5: Red sludge and its processing stages up to specimens, in which the color change of said red sludge after processing can be verified to evaluate the performance of the cement mixture. 8 - wet red sludge 9 - dry red sludge 10 τ calcined red sludge 11 j red lime sludge 12 j - red sludge with cement - Fig. 6: Chart of the qualification tests of the active addition made with red mud. IAP- with lime = pozzolanic activity index with lime. IAP-CAL = pozzolanic activity index with lime. IAP CIM = pozzolanic activity index with cement. MPA = mega Pascal. - Fig. 7: Performance graph of active addition in cement and concrete. IPA = mega Pascal. - Fig 8: Graph of the results of the first tests performed in tiancada to evaluate performance of the active addition produced with RED-MUD against the Brazilian standards regarding the Pozolana product (active addition). The first tests were not satisfactory until the chemical composition and firing temperature were properly adjusted. The pilot furnace test (Figure 4) already contemplated the temperature and chemical composition adjustments, and for this reason the minimum standard requirements were met. As a result, the performance efficiency of the active addition thus produced in cements and concretes, whose results were satisfactory, and equivalent to those obtained when using typical pozzolans such as fly ash, was evaluated. IAP = pozzolanic activity index. - Fig. 9: Graph of the results of the performance evaluation of cement and concrete addition, where it can be seen that the mechanical performance meets the needs of cement and concrete manufacturing and meets the requirements of the Brazilian cement standards. Mpa = Mega Pascal Summary Description of the Invention i Process | for obtaining a chemical composition for the production of active addition capable of substituting Portland clinker comprising the following steps: (a) chemical treatment: to the bauxite processing residue is added limestone or calcium carbonate derivatives and sand or silica or clay derivatives silicose to a SiO content> 30%, CaO content> 10% and Na 2 O <10.0%; it initially prefers SiOz between 30 and 40%, CaO between 10 and 15%, and NazO between 4 and 6.0%; (b) homogenization step *: the mixture obtained in the previous item suffers the! homogeniption process; (c) heat treatment: thereafter the mass of the mixture obtained in process (b) is heated to a temperature between 1000 ° C to 1500 ° C with partial melting and color change; (d) cooling: the cooling process takes place in a satellite or grid chiller; (e) final product: the final product is obtained when the color of the active addition is dark gray, with performance similar to fly ash and the presence of free CaO is less than 1.0%; (f) grinding: the final product is then subjected to the grinding process in conjunction with Portland cement clinker to produce cements containing the active addition according to Brazilian standard NBR 12653, and particle size in the range of 0.01 to 5 inches. size.

Descrição DetJlhada da Invenção O resíduo de bauxita denominado “red-mud" possui na sua composição química altos teores de ferro, o que torna o material vermelho intenso.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Bauxite residue called "red-mud" has in its chemical composition high levels of iron, which makes the material red intense.

Sabe-se que nem todos os resíduos de bauxita podem ser transformados pozolanas ou em adição ativa, apenas pelo efeito de calcinação, pois as composições químicas dos resíduos são muito variadas.It is known that not all bauxite residues can be transformed into pozzolans or in active addition, just by the calcining effect, because the chemical compositions of the residues are very varied.

Desta forma, a tecnologia proposta na presente invenção se diferencia das demais porque obrigatoriamente é feito um ajuste da composição química do resíduo, e após sua calcinação a alta temperatura em uma faixa preferencial de 1150°C a 1300°C, temos como resultado uma adição ativa de cor cinza escura de alto I 1 desempenho capaz de substituir parcialmente o clínquer sem perdas de desempenho mecânico no ci nento e concreto resultante de sua aplicação. Desta forma, o processo de obtenção da composição química para emprego de adição ativa substituinte de clínquer Portland se torrla altamente ecológico, pelo fato de haver redução da emissão de carbono do cimento proauzido com a substituição parcial do clínquer Portland. A tecnologia do presente pedido consiste em um processo para obtenção jte composição química para produção de adição ativa compreendendo as seguintes etapas. (a) tratamento químico: ao resíduo do processamento de bauxita adiciona-se calcário ou derivados de carbonatos de cálcio e areia ou derivados de sílica ou argilaJ siiicosas até obter-se tm teor de SiÓ2 > 30%, de CaO > 10% % e Na20 < I i 10,0%; preferencialmente Si02 entre 30 a 40%, CaO entre 10 a 15% %, e Na20 entre 4 e 6,0%; (b) etapa de homogeinização: a mistura obtida no item anterior sofre o processo de homogenização; (c) tratamento térmico: em seguida a massa da mistura obtida no processo (b) é aquecida à temperatura entre 1000°C a 1500°C com fusão parcial e alteração de cor; (d) resfriamento: o processo de resfriamento ocorre em resfriador que ppde ser de satélite ou grelha; (e) produto final: o produto final é obtido quando a cor da adição ativa esnver cinza escura, co|m desempenho similar as cinzas “fly ash” e a presença de CaO livre for inferior a 1,0%; (f) moagem: o produto final é então submetido ao processo de moagem em' conjunto com clínquer de cimento Portland para a produção de cimentos contendo a adição ativa segundo a norma brasileira NBR 12653, e granulometria na faixa de 0,01 a 5 polegadas de tamanho. A composição compreendendo o resíduo de processamento da bauxita apresenta um teor de Si02 > 30% e de CaO > 10%, ou seja, a proporção de Si02:CaO é de 3:1, e coloração cinza, similar ao cimento. O resultado final é obtido através de uma mistura entre argila vermelha + calcário + argila silicosa + queima a uma faixa de temperatura preferencial djs 1150°C a 1300°C, ainda mais preferencialmente 1250°C. Esta combinação produz uma adição ativa com características adequadas em relação às Normas BrasilJiras (NBR 12653). A correção da composição química, a temperatura de queima elevada acima de 1150°C com fusão parcial do material e alteração de cor, são as principais inovações deste processo em relação às tecnologias existentes. O estado da técnica não faz menção â alterarão de cor e temperaturas de queima acima de 1000°C, pois as tecnologias existentes recomendam queimas do material a temperaturas de 500°C a 90Q°C.Thus, the technology proposed in the present invention differs from the others because the chemical composition of the waste must be adjusted, and after its calcination at high temperature in a preferential range of 1150 ° C to 1300 ° C, we have as a result an addition high performance dark gray active material capable of partially replacing clinker without loss of mechanical performance in cement and concrete resulting from its application. Thus, the process of obtaining the chemical composition for the use of active addition of Portland clinker substituent is highly ecological, due to the fact that there is a reduction in carbon emission of the cement produced with the partial replacement of Portland clinker. The technology of the present application is a process for obtaining a chemical composition for active addition production comprising the following steps. (a) chemical treatment: to the bauxite processing residue is added limestone or calcium carbonate and sand derivatives or silica or silica clay derivatives to a SiO2> 30%, CaO> 10%% and Na 2 O 10.0%; preferably Si02 from 30 to 40%, CaO from 10 to 15%%, and Na20 from 4 to 6.0%; (b) homogenization step: the mixture obtained in the previous item undergoes the homogenization process; (c) heat treatment: thereafter the mass of the mixture obtained in process (b) is heated to a temperature between 1000 ° C to 1500 ° C with partial melting and color change; (d) cooling: the cooling process occurs in a satellite or grid chiller; (e) final product: the final product is obtained when the color of the active addition is dark gray, with a performance similar to fly ash and the presence of free CaO is less than 1.0%; (f) grinding: the final product is then subjected to the grinding process in conjunction with Portland cement clinker for the production of cements containing the active addition according to Brazilian standard NBR 12653, and particle size in the range of 0.01 to 5 inches. of size. The composition comprising the bauxite processing residue has a Si02 content> 30% and a CaO content> 10%, ie the Si02: CaO ratio is 3: 1 and gray in color, similar to cement. The end result is obtained by a mixture of red clay + limestone + silica clay + burning at a temperature range of preferably from 1150 ° C to 1300 ° C, most preferably 1250 ° C. This combination produces an active addition with adequate characteristics in relation to BrasilJiras Standards (NBR 12653). The correction of chemical composition, the high firing temperature above 1150 ° C with partial melting of the material and color change, are the main innovations of this process in relation to existing technologies. The state of the art makes no mention of color change and firing temperatures above 1000 ° C, as existing technologies recommend burning of the material at temperatures of 500 ° C to 90 ° C.

I O novo produto é uma adição ativa de alto desempenho, que permite a substituição de até 30% de cimento com desempenho satisfatório deste, contribuindo do maneira significativa fiara redução da emissão de carbono do cimento e concreto. 1. Tratamento químico do resíduo de bauxita. O processo segundo a invenção parte de resíduos do processamento da bauxita ou alumina que em geral apresentam a coloração avermelhada devido ao excesso de fei^ro (Fe203) na composição fazendo com que após a queima, o mateVial adquira a cor vermèlha. Esta coloração é um grande entrave para o seu emprego na fabricação de cimento|, pois este mercado é muito conservador e rejeita fortemente qualquer alteração na coloração do cimento. A composição habitual deste resíduo também é conhecida pelo nome de lama vermelha (“red murf') e em geral é descartado na forma de lama em aterros. A comfiosição química de base deste resíduo é principalmente os componentes Al203, Fe203, Sji02, CaO e Na20. Sua coloração é devida a presença de íons ferro, que neste caso é cerca de 20% da composição da lama vermelha.I The new product is a high performance active addition, which allows the replacement of up to 30% of cement with satisfactory performance, thereby significantly reducing the carbon footprint of cement and concrete. 1. Chemical treatment of bauxite residue. The process according to the invention departs from bauxite or alumina processing residues which are generally reddish in color due to the excess of Fe (Fe203) in the composition causing the material to turn red after firing. This coloring is a major barrier to its use in cement manufacturing, as this market is very conservative and strongly rejects any change in cement coloring. The usual composition of this residue is also known by the name of red murf and is generally disposed of as landfill sludge. The basic chemical composition of this residue is mainly Al203, Fe203, Sji02, CaO and Na20 components. Its coloring is due to the presence of iron ions, which in this case is about 20% of the composition of the red mud.

Descobriu-se agora que para se eliminar a coloração vermelha e aincla melhorar as propriedades mineralógicas deste resíduo seus teores de Si02 deve ser > 30% e de CaO > 10%. Para isso, ao resíduo de alumina deve-se adicionar calcá io + argila de composição química adequada de tal maneira a atender a condição acima mencionada numa proporção molar ou de massa que varie de 10:30 para CaO e de 30:50 de Si02 ou silicatos ou areia em relação à massa de resíduo a ser tratada.It has now been found that in order to eliminate the red color and improve the mineralogical properties of this residue, its Si02 content must be> 30% and CaO> 10%. For this purpose, to the alumina residue must be added limestone + clay of suitable chemical composition in such a way as to meet the above condition in a molar or mass ratio ranging from 10:30 to CaO and 30:50 of Si02 or silicates or sand in relation to the mass of waste to be treated.

Preferencíalmente reduz-se a porcentagem de Na20 do resíduo de alumina por processamenio químico e filtragem para valores menores que 6,0% em massa. 2. Etapa de homogeneização: A mistura obtida no item anterior sofre o processo de ) 1 homogeneização. 3. Tratamento térmico: A massa obtida no processo de homogeneização é introduzida em! forno rotativo e aquecida a uma temperatura maior do que 1000°C ou temperatura de fusão parcial, preferenciaImente entre cerca de 1150°C até 1500°C, ainda mais preferencíalmente 1250°C, por idtervalo de tempo maior do que 30 minutos ou até que a coloração saia de vermelho parJ cinza escura ou preta. O processo de fusão parcial é fundamental para garantir a propriedade pozolânica do material calcinado e também para a correção da cor da adição ativa de vermejlho para cinza escuro e/ou preto, bem como para otimizar o processo de resfriamento n<j>s resfriadores de satélite e/ou grelhas. A presença de 10 a 50% de líquido no material calcinado é fundamental para garantir as propriedades acima mencionadas. 4. Resfriamento: O processo de resfriamento ocorre em resfriador que pode ser dé satélite' (tipo de resfriador de forno de cimento), ou grelha (também tipo de resfriador de forno de cimento). Após a etapa de resfriamento do produto, este é recolhido em silos e/ou depósitos cobertos. 5. Produto final: O produto final é obtido quando a cor da adição ativa estiver cinza escura, com desempenho similar as cinzas "fly ash”e a presença de CaO livre for inferior a 1,0% bem como boa parte da sua estrutura mineralógica estiver amorfa ou não cristalina. A coloração da adição ativa é medida de acordo com o modelo colorimetrico CIE L*a*b* (CIELAB). Este modelo descreve todas as cores visíveis para o olho humano, no qual uma cor é localizada por três valores: L (luminância, expressa em porcentagem), em que L = 0,0 se refere ao preto absoluto (ausência de cor) e L = 100,0 se lefere ao branco absoluto (reflete todas as cores); a e b são duas gamas de cor que vão jrespectivamente do verjde ao vermelho e do azul ao amarelo com valores que vão de -120 a +120.Preferably the Na20 percentage of the alumina residue is reduced by chemical processing and filtration to values less than 6.0% by mass. 2. Homogenization Step: The mixture obtained in the previous item undergoes the process of 1) homogenization. 3. Heat treatment: The mass obtained in the homogenization process is introduced into! rotary kiln and heated to a temperature greater than 1000 ° C or partial melting temperature, preferably between about 1150 ° C to 1500 ° C, even more preferably 1250 ° C, for a time period greater than 30 minutes or until the coloring is red to dark gray or black. The partial fusion process is critical for ensuring the pozzolanic property of the calcined material and also for the color correction of the active addition of red to dark gray and / or black, as well as for optimizing the cooling process in the <<> coolers. satellite and / or grids. The presence of 10 to 50% of liquid in the calcined material is fundamental to guarantee the above mentioned properties. 4. Cooling: The cooling process takes place in a chiller that can be satellite '(type of cement kiln chiller), or grid (also type of cement kiln chiller). After the product cooling step, it is collected in silos and / or covered deposits. 5. Final product: The final product is obtained when the color of the active addition is dark gray, with performance similar to fly ash and the presence of free CaO is below 1.0% as well as much of its mineralogical structure. amorphous or non-crystalline The color of the active addition is measured according to the CIE L * a * b * (CIELAB) colorimetric model This model describes all colors visible to the human eye, in which one color is located by three values: L (luminance, expressed as a percentage), where L = 0.0 refers to absolute black (no color) and L = 100.0 refers to absolute white (reflects all colors), a and b are two ranges red and blue to yellow with values ranging from -120 to +120.

I 6. Moagern: O produto final é então submetido ao processo de moagern em conjunto ccjm clínquer de cimento Portland para a produção de cimentos contendo a adição ativa segundo a norma brasileirL NBR 12653, e granulometria na faixa de 0,01 a 5 polegadas de tamanho.I 6. Moagern: The final product is then submitted to the process of moagern together with a Portland cement clinker for the production of cements containing the active addition according to Brazilian standard NBR 12653, and particle size in the range of 0.01 to 5 inches. size.

De modo preferencial, a composição da adição ativa através da utilização da lama vermelha é o que segue na tabela 3 abaixo: Além do calcário como fornecedor de CaO para que a porcentagem mínima de CaO seja superior a 10%, pode-se adicionar qualquer fonte contendo CaO,! tais como escória básica de alto forno, outros resíduos industriais, como lama de cal oriunda da lavagem de gases e/ou outras fontes de cálcio.Preferably, the composition of the active addition through the use of red mud is as follows in table 3 below: In addition to limestone as a CaO supplier so that the minimum CaO percentage is greater than 10%, any source may be added. containing CaO! such as basic blast furnace slag, other industrial waste such as lime sludge from gas scrubbing and / or other sources of calcium.

Desta forma, a composição da adição ativa da presente invenção compreende resíduo de pro|cessamento da bauxita apresentando um teor de Si02 > 30%, de |CaO > 10%, porcentagim de Na20 < 6,0% e coloração máxima de L = 10 a 50, preferencialmente L=<40.Accordingly, the active addition composition of the present invention comprises bauxite processing residue having a Si02 content> 30%, a CaO content> 10%, a Na20 percentage <6.0% and a maximum coloration of L = 10. at 50, preferably L = <40.

Assim, a correção da cor utilizando a adição de calcário + alta temperatura de calcinação, veio corrigir o problema, tornando viável a utilização de matérias primas existentes em áreas de mineração já abertas, evitando, assim, a abertura de noyas jazidas a distâncias maiores das fábricas onerando seus custos e aumento das ejmissões de C02 por conta do transporte a longas distâncias, além de evitar que uma vasta área seja contaminada, uma vez que o solo dos lagos de represamento não é recuperável e é útill por apenas 5 anos.Thus, color correction using the addition of limestone + high calcination temperature corrected the problem, making it feasible to use existing raw materials in already open mining areas, thus avoiding the opening of noyas lying at greater distances than the others. factories burdening their costs and increasing CO2 emissions due to long-distance transport, and preventing a large area from becoming contaminated, since the soil of the dam lakes is not recoverable and is useful for only 5 years.

Exemplo 1: Abaixo se encontra a tabela comparativa entre a composição química da matéria prima da fabricação de clínquer denominada de farinha crua comum e a adição ativa da presente invenção. A farinha a que se refere esta tabela é a matéria prjima crua antes da calcinação para fabricação de clínquer de cimento Portland. ^ Tabela 4: Comparação da composição quimicá da farinha comum e da adição ativa da presente invenção.Example 1: Below is the comparative table between the chemical composition of the raw material of clinker manufacture called common raw flour and the active addition of the present invention. The flour referred to in this table is the raw material prior to calcination for the manufacture of Portland cement clinker. Table 4: Comparison of the common flour chemical composition and active addition of the present invention.

Foram efetuados inúmeros testes de bancada conforme as figuras 3 a 7. Os testes foram efetjados para definição da composição química e temperaturas ideais para obtenção das propriedades desejadas para o material (adição ativa). Desta maneira, partiu-se da calcinação da lama vermelha pura a temperaturas de 500°C, e após cada teste foram avaliadas as composições mineralógicas do produto formado, e seus desempenhos como adição ativa. Identificada a composição química mínima necessária para obtenção das propriedades desejadas e a temperatura adequada para obtenção da cor cinza, foi efetuado um teste em forno piloto (Figura 5), para obtenção do material em maior escala a fim de avaliar o desempenho da adição ativa produzidja em misturas com cimento nas porcentagens de 15% e 30% de substituição do!cimento Portland, avaliando o desempenho da adição ativa no cimento e no concreto em testes preconizados pelas normas brasileiras (figura 7).Numerous bench tests were performed according to figures 3 to 7. The tests were performed to define the chemical composition and ideal temperatures to obtain the desired properties for the material (active addition). Thus, the pure red mud was calcined at temperatures of 500 ° C, and after each test the mineralogical compositions of the product formed and their performance as active addition were evaluated. Identifying the minimum chemical composition required to obtain the desired properties and the appropriate temperature to obtain the gray color, a pilot furnace test was performed (Figure 5) to obtain the material on a larger scale to evaluate the performance of the active addition produced. in cement mixtures with 15% and 30% substitution percentages of Portland cement, evaluating the performance of active addition in cement and concrete in tests recommended by Brazilian standards (Figure 7).

Partiu-se de 100% de lama vermelha com a seguinte composição abhixo, até a composição química final (figura 5, subitem 12).From 100% red sludge with the following bleached composition, it was started to the final chemical composition (figure 5, sub-item 12).

Tabela 5: Composição da lama vermelha e composição da adição ativa da presente invenção.Table 5: Red mud composition and active addition composition of the present invention.

Exemplo 3: Testes de qualificação para as normas brasileiras NBR 12653 da adiçãp ativa fabricada com lama vermelha (Tabela 6).Example 3: Qualification tests for Brazilian NBR 12653 Standards of Active Addition manufactured with red mud (Table 6).

Teste 1 - lama vermelha aquecida à temperatura > 1150°C. Quando avaliada segundo a NBR 12653, o teste de medição da atividade pozolânica com cal foi zero, quando o limite mínimo dsi norma NBR 12653 é de 6,0 Mpa, indicando com isso, que o material assim produzido não é uma pozolana. Em teste com cimento, o valor obtido foi de 74i% do valor de referência sendo que o valor mínimo de norma é de 75,0%. Desta forma, foi confirmado no teste anterior em que o material não é uma pozolana capaz de atender aos requisitos da norma Brasileira.Test 1 - Red sludge heated to temperature> 1150 ° C. When evaluated according to NBR 12653, the test for measuring pozzolanic activity with lime was zero, when the minimum limit of NBR 12653 is 6.0 Mpa, indicating that the material thus produced is not a pozzolan. In cement testing, the value obtained was 74i% of the reference value and the minimum norm value is 75.0%. Thus, it was confirmed in the previous test that the material is not a pozzolan capable of meeting the requirements of the Brazilian standard.

Teste 2 - No segundo teste foi acrescentado 20% de material silicoso para corrigir a porcentagem de Si02 da lama vermelha (red mud). Após calcinação nas mesmas condições di teste 1, foi efetuado a avaliação do índice de atividade pozolânica com cal e foi obtido valor de 2,2 Mpa, quando o índice de atividade pozolânica míni no é de 6,0 Mpa. No entanto, na avaliação com cimento, o valor obtido foi de 84%, quandjò o limite mínimo é de 75%; portanto, o produto está aprovado apenas parcialmente.Test 2 - In the second test was added 20% silicose material to correct the percentage of Si02 of the red mud. After calcination under the same conditions as test 1, the pozzolanic activity index with lime was evaluated and a value of 2.2 Mpa was obtained, when the minimum pozzolanic activity index is 6.0 Mpa. However, in the evaluation with cement, the value obtained was 84%, when the minimum limit is 75%; therefore, the product is only partially approved.

Teste 3 - Em função dos resultados insatisfatórios dos testes 1 e 2, foi acresjcentado 10% de calcário na composição do teste 2, afim de obter uma mistura com o vjalor mínimo de 30% de Si02 e 10% de CaO. Com esta nova composição e calcinação nas mesmas condições dos testes anteriores, foi obtido material cuja avaliação do índice de atividade pozolânica com cal foi de 3,5 Mpa, e o índice de atividade pozoljânica com cimento foi dè 94,4%, quando o valor mínimo exigido por norma é de 75,0%.Test 3 - Due to the unsatisfactory results of tests 1 and 2, 10% limestone was added to the composition of test 2, in order to obtain a mixture with a minimum value of 30% Si02 and 10% CaO. With this new composition and calcination under the same conditions as previous tests, material was obtained whose evaluation of the pozzolanic activity index with lime was 3.5 Mpa, and the pozzoljanic activity index with cement was 94.4%, when the value minimum required by standard is 75.0%.

Teste 4 - Para o teste n°4 foi mantida a composição química do teste n°3, porém, foi reduzida a porcentagem de Na20 de 12,0% para menos de 6,0%, sendo esta a alteração da composição que estava faltando para que os resultados a serem obtidos com a adição ativa permitissem o atendimento das normas Brasileiras. Desta forma, podemos observar que ο IAP (índice de Atividade Pozolânica) com cal obtido no teste n°4 foi de 6,2 Mpa, sendo que o valor mínimo de norma é de 6,0 Mpa. O teste de IAP (írdice de Atividade Pozolânica) com cimento obtido no teste n°4 foi de 94% quando o mínimo da norma BrasileirJ é de 75,0%. Assim, estes resultados confirmam que a adição ativa assim produzida atende integralmente aos requisitos das normas Brasileiras pari que este produto esteja habilitado a substituir parcialmente o clinquer Portland na fabjicação de cimento Portland. O teste n°4 foi efetuado em forno piloto, com o objetivo de produzir um volume maior de material suficiente para serem efetuados os testes de avaliação de disempenho em cimento e concreto. A Figura 6 mostra a evolução dos resultados em função das alterações nas composições químicas.Test 4 - For test # 4 the chemical composition of test # 3 was maintained, but the Na20 percentage was reduced from 12.0% to less than 6.0%, which was the change in the composition that was missing. so that the results to be obtained with the active addition allowed the fulfillment of the Brazilian norms. Thus, we can observe that ο IAP (Pozzolanic Activity Index) with lime obtained in test No. 4 was 6.2 Mpa, and the minimum norm value is 6.0 Mpa. The IAP (Pozzolanic Activity Index) test with cement obtained in test No. 4 was 94% when the minimum of the BrasileirJ standard is 75.0%. Thus, these results confirm that the active admixture thus produced fully meets the requirements of Brazilian standards so that this product is able to partially replace Portland clinker in Portland cement fabrication. Test no. 4 was performed in a pilot kiln with the objective of producing a larger volume of material sufficient to perform the performance evaluation tests on cement and concrete. Figure 6 shows the evolution of results as a result of changes in chemical compositions.

Podemos avaliar o desempenho da adição ativa NBR 12653 no cimento e no concreto através dos resultados obtidos nos testes finais de aplicação da adição ativa de resíduos de bauxita ria fabricação de cimentos e concreto através da Figura 7. Foram efetuados dois testes de avaliação do desempenho da adição ativa de resíduo de bauxita em substituição parcial ao clinquer Portland, substituindo-se em 15% e 30%. Os resultados mínimos exigidos pelas normas Brasileiras para ambas as misturas são de resistência mecânica obtida em argamassa padrão aos 3 dias, mínimo de 10 Mpa (valores obtidos nos testes 15% = 27,7 MPa e 30%= 22,2 Mpa), as resistências mecânicas aos 7 dias, mínimo de 20,0 Mpa (valores obtidos nos testes 15%=31,4 Mpa e 30% = 25,7 Mpa), as resistências mecânicas aos 28 dias, mínimo de 32,0 Mpa (valores obtidos nos testes 15% = 37,8 Mpa (3 30% 34,2 Mpa). Os desempenhos em concreto não necessitarli atender a norma especifica, porém, foram comparados com os resultados obtidos de cimentos similares produzidos com pozolanas tradicionais tais como fly ash \fíy ash = cinza volante, ou cinza produzida em caldeira de usina termoelétrica), e os resultados obtidos s ão equivalentes. Portanto, é possível concluir que a adição ativa produzida com a lama vermelha de composição química corrigida através do processo mencionado, atende a todos os requisitos das normas Brasileiras de pozolana e de cimento, e permite a produção de concretos com desempenho similares as pozolanas tradicionais utilizadas.We can evaluate the performance of the active addition NBR 12653 in cement and concrete through the results obtained in the final application tests of the active addition of bauxite residues in cement and concrete manufacturing through Figure 7. Two tests of performance evaluation of active addition of bauxite residue in partial replacement to Portland clinker, replacing by 15% and 30%. The minimum results required by the Brazilian standards for both mixtures are mechanical strength obtained in standard mortar at 3 days, minimum of 10 Mpa (values obtained in the tests 15% = 27.7 MPa and 30% = 22.2 Mpa), mechanical resistances at 7 days, minimum of 20.0 Mpa (values obtained in the tests 15% = 31.4 Mpa and 30% = 25.7 Mpa), mechanical resistances at 28 days, minimum of 32.0 Mpa (values obtained in tests 15% = 37.8 Mpa (3 30% 34.2 Mpa). Concrete performances did not need to meet the specific standard, but were compared with the results obtained from similar cements produced with traditional pozzolans such as fly ash \ (ash = fly ash, or ash produced in a power plant boiler), and the results are equivalent. Therefore, it can be concluded that the active addition produced with the red mud of chemical composition corrected by the mentioned process meets all the requirements of the Brazilian pozzolan and cement standards, and allows the production of concretes with performance similar to the traditional pozzolans used. .

Claims

1. Process for obtaining a chemical composition for the production of active addition capable of replacing Portland clinker characterized by the fact that it comprises the following steps: (a) chemical treatment: to the bauxite processing residue is added limestone or calcium carbonate derivatives and sand. or silica or silica clay derivatives to a SiO 2> 30%, CaO> 10% and Na 2 O <10.0%; preferably Si02 from 3 (j) to 40%, CaO from 10 to 15%%, and Na20 from 4 to 6.0%; (b) homogenization step: the mixture obtained in the previous item undergoes the homogenization process; (c) heat treatment: thereafter the mass of the mixture obtained in process (b) is heated to a temperature between 1000 ° C to 1500 ° C with partial melting and color change; (d) cooling: the cooling process takes place in a cooler that may be satellite or grid; (e) final product: the final product is obtained when the color of the active addition is dark gray, with performance similar to fly ash and the presence of free CaO is less than 1.0%; (f) grinding: the final product is then subjected to the grinding process in conjunction with Portland cement clinker to produce cements containing the active addition according to Brazilian standard NBR 12653, and particle size in the range of 0.01 to 5 inches. size.

Process according to Claim 1, characterized in that the alumina residue, CaO and Si02 is added to a CaO: Si02 molar ratio which may vary from 10 to 30:30 to 50 with respect to the total mass to be treated. .

Process according to Claim 1, characterized in that the ratio of Si02: Ca0 is 3: 1, and Na20 <10.0%.

Process according to Claim 1, characterized in that the presence of free CaO is less than 2.0%, preferably between 0.5 and 1.0%, and much of its mineralogical strength is amorphous or non-crystalline. .

Process according to Claim 1, characterized in that the percentage of Na 2 C> of the alumina residue is reduced by chemical processing and filtration to values below 10.0 mass%, preferably between 2 and 6.0 mass%. .

Process according to claim 1, characterized in that the melting temperature is preferably from 1150 ° C to 1300 ° C for a period of time greater than 30 minutes or until the coloration turns from red to dark gray or Black

Chemical composition according to any one of the preceding claims, characterized in that it is a bauxite processing residue chemical composition for use in active addition with Si02> 30% and CaO> 10% and Na20 <10 content. , 0% [with its color change from red to gray.

8. Claim missing in original document.

9. Claim missing in original document.

Chemical composition according to claim 7, wherein the active addition composition preferably consists of: 9 to 12% CaO; 30 to 38% Si02; 0.0 to 6.0% Na20, relative to the total mass of the composition

Chemical composition according to Claims 7 to 11, characterized in that the composition of the active addition further comprises: 11% CaO; 36% Si02; <6% Na20.

Use of the chemical composition according to claims 7 to 11, characterized in that said composition can replace up to 30% Portland clinker in pozzolanic-type cements.