PT86996B - Processo para fabricar a partir de lixos granulos que podem ser utilizados como material de construcao - Google Patents
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Description
presente invento tem por objecto um processo para fabricar, a partir de lixos, grânulos que podem ser utilizados como material de partida.
Como se sabe, os problemas postos pela necessidade de eliminar, limitando os riscos de poluição e outros danos, uma quantidade em aumento constante de lixos e de diversos resíduos, têm-se vindo a tornar cada vez mais difíceis de resolver.
Com o objectivo de fornecer uma solução aceitável para estes problemas, foi proposto transformar os lixos, previamente moídos e desembaraçados de corpos metálicos, de maneira já conhecida, mas sem outra operação especial de separação, em corpos sólidos de formas e dimensões diversas, com utilização como material de construção.
Deste modo, por exemplo,a patente francesa No. 2.098.777 descreve a fabricação de blocos duros compactos, susceptíveis de serem utilizados como material de construção ou de aterro, por incorporação dum silicato metálico numa massa de lixos moídos não separados, compactação à prensa sob alta pressão da massa assim tratada na forma de blocos e endurecimento final dos blocos, seja à temperatura ambiente, seja por aquecimento, por exemplo a uma temperatura entre 80°C e 200°C.
A patente francesa N2 2.337.588 descreve um processo de eliminação dos lixos domésticos, segundo o qual se incorpora, num pó fino de lixos moídos e desembaraçados de corpos metálicos, um ligante escolhido entre os silicatos, diversas resinas sintéticas, os breus e a cal, um plastificante tal como a celulose em pó e uma substancia tal como o cloreto de sódio, de cálcio, ou de magnésio qualificado de catalisador apropriado ao plastificante e uma carga mineral tal como o carbonato de cálcio, a cal viva, as cinzas de carvão, as cinzas volantes de alto forno, etc., λ
-4e se submete a mistura a uma granulação sob pressão elevada, por exemplo de 5.000 a 90.000 KPa (50 a 900 bars), de maneira a se formarem grânulos sólidos que podem ser utilizados como cascalho artificial. Esta patente menciona que, a fim de se acelerar o endurecimento destes grânulos, eles podem ser eventualmente aquecidos até uma temperatura não superior a 200°C.
O pedido de patente francesa No. 2.472.421 descreve um processo de tranformação de lixos domésticos em gravilha artificial, segundo o qual se faz reagir uma massa de lixos moídos, isenta de corpos metálicos contendo pelo menos 30% em peso de celulose, possuindo esta massa uma taxa de humidade de 20 a 45%, em peso, com a cal, viva e/ou com um sal de cálcio, a uma temperatura compreendida entre 250° e 450°C, de maneira a se obter um produto pulverulento que se aglomera em seguida por compressão, após adição de um ligante, para formar os grânulos.
I
Este pedido de patente francesa descreve também uma variante do processo em que os grânulos são submetidos a um tratamento térmico final, a uma temperatu i ra compreendida entre 150 e 350°C, durante um periodo de tempoj suficiente para provocar o seu aquecimento até ao interior.
Como ligante para realizar o processo, o pedido descreve uma composição aquosa contendo uma mistura de várias substancias minerais e orgânicas, por exemplo o fosfato monocálcio, o sulfato de cal, a ureia, a caseína, cola de osso, e o acetato de polivinilo, bem como as fibras de algodão e o pó de cré.
i ί
Por outro lado, este pedido de patente indica que se podem incorporar cargas diversas,tais como os resíduos industriais, as resinas e os silicatos,nos lixos, seja antes da sua moagem, seja antes da operação de aglomeração. í
Os processos de acordo com a técnica anterior,particularmente aqueles que são descritos nos documentos da patente acima mencionada não são todavia inteira mente satisfatórios, especialmente pelo facto de eles não permitirem a obtenção de corpos sólidos apresentando ao mesmo tempo boas propriedades mecânicas uma grande inércia química e biológica, bem como uma solubilidade na água praticamente nula, como seria desejável face à sua utilização como material de construção.
presente invento tem precisamente por objectivo fornecer um processo que permita a obtenção de grânulos que apresentem uma combinação óptima de propriedades mecânicas e fisico-químicas, particularmente bem adequada à sua utilização como material de contrução, especialmente como granulado para a preparação do betão.
Deste modo, o processo segundo o in vento é caracterizado por se misturar, de maneira homogénea, lixos moídos, isentos de corpos metálicos, com pelo menos uma substancia mineral em pó, contendo o óxido de cálcio no estado livre ou combinado, se granular sob pressão a mistura assim obtida e se submeter os grânulos assim formados a um tratamento térmico a uma temperatura compreendida entre 130 e 230°C durante uma duração tal que o seu teor em humidade seja reduzido até um valor de 0,1 a 1% em peso, após o que se moie finamente os grânulos e se mistura o pó assim obtido com cimento hidráulico e uma quantidade de água apropriada para a presa do cimento, de maneira a se formar uma mistura pulverulenta homogénea, a qual é granulada sob pressão e, finálmente , se deixar endurecer os grânulos como consequência da presa do cimento.
Assim, o processo de acordo com o invento é baseado na combinação dum tratamento térmico dos primeiro grânulos, obtidos por granulação sob pressão duma mistura homogénea de lixos moídos e de substancia mineral con-
-6tendo o óxido de cálcio com uma segunda operação de granulação sob pressão do pó resultante da moagem dos primeiros grânulos, após o seu tratamento térmico, sendo o cimento hidrauli^ co utilizado como ligante para conferir uma resistência mecânica elevada aos grânulos finalmente obtidos.
Constatámos, de maneira surpreendente, que esta nova combinação de operações permite obter grânulos com uma resistência mecânica elevada, bem como com uma grande inércia química e biológica, associada a uma solubilidade na água praticamente nula, podendo estes grânulos ser empregues como material de construção, sem riscos de polu£ ção e de outros danos.
A substancia mineral contendo o óxido de cálcio, no estado livre ou combinado, pode ser, por exemplo, escolhida entre a cal, as cinzas volantes, a calcite, a dolomia e as matérias argilosas.
Vantajosamente, as proporções da mistura de lixos moídos e de substancias mineral contendo o óxido de cálcio são de 90 a 95%, em peso , de lixos para 5 a 10%, em peso, desta substancia mineral.
Por outro lado, pode-se incorporar na mistura de lixos moídos e de substancia mineral contendo o óxido de cálcio, pelo menos uma substancia mineral contendo carbonato de cálcio e de magnésio, no estado livre ou combina do, por exemplo a dolomite. Pode-se eventualmente incorporar pelo menos uma substancia mineral em pó, pouco solúvel em água e sem interferência com a presa do cimento, na mistura do pó resultante da moagem dos primeiros grânulos, com cimento hidráulico e água.
Esta substancia mineral adicional pode ser, por exemplo, escolhida entre a cal, o carbonato de cálcio, a calcite, a dolomia, as cinzas volantes, a magnesite e as matérias argilosas.
Vantajosamente, a proporção de cimento hidráulico, na mistura final, é de 5 a 25%, em peso, de cimento, relativamente ao pó obtido por moagem dos grânulos .
Como cimento hidráulico, utiliza-se vantajosamente um cimento com uma resistência à compressão W28 de 45 N/mm2.
Pode-se eventualmente utilizar, além do cimento hidráulico, pelo menos um ligante adicional por exemplo, silicato de sódio.
Vantajosamente, regula-se o teor em humidade, na mistura final, para um valor da ordem de 5 a 6% em peso. De preferencia, esta regulação é efectuada por doseamento apropriado da quantidade de água incorporada na mistura final.
A relação ponderai entre a quantidade de água e a de cimento, na mistura final, é vantajosamente da ordem de 0,5 a 0,6.
Podem-se efectuar as diferentes operações necessárias para a realização do processo segundo o invento de qualquer maneira apropriada, particularmente por utilização das técnicas conhecidas e equipamento clássico para o tratamento dos lixos.
Em particular, para a obtenção de lixos sem praticamente nenhuns corpos metálicos, podem-se utilizar os lixos provenientes dos locais de recolha e que são submetidos às operações habituais de separação e crivagem, a fim de se separarem os objectos eventualmente recuperáveis e/ou recicláveis tais como, particularmente as massas metálicas de grandes dimensões.
-8Após o que, se podem por os lixos sob a forma duma mistura pulverulenta homogénea praticamente isenta de substancias metálicas, e especialmente de ferro. Para isto, podem-se submeter os lixos a operações de moagem e mistura, efectuadas simultaneamente ou separadamente e combinadas eventualmente com uma ou mais operações de separação destinadas à separação de pedaços metálicos e mais particularmente de pedaços de materiais à base de ferro. Por exemplo, podem-se submeter os lixos separados a uma primeira moagem até um tamanho médio de partícula de 50 mm, sendo esta moagem efectuada antes ou depois de uma separação magnética destinada a retirar partículas de ferro e de outros materiais ferro-magnéticos e sendo seguida por uma segunda moagem efectuada, por exemplo, por meio dum moinho rotativo de martelos e dum destroçador, de maneira a reduzir os lixos a partículas, sob a forma de grãos e de fibras, com as dimensões máximas inferiores a 10-20 milímetros.
A operação de mistura da massa de lixos moídos com a substancia mineral contendo o óxido de cálcio pode igualmente ser efectuada por utilização de qualquer i técnica e equipamento apropriados nomeadamente por meio de dispositivos doseadores e misturadores automáticos funcionando de maneira intermitente ou contínua.
Para a preparação dos grânulos a partir da mistura de lixos moídos e de substancias mineral contendo o óxido de cálcio, pode-se vantajosamente utilizar um granulador rotativo de rolos e fieira, tal como um aparelho empregue na produção de alimentos granulados para o gado,possibilitando a obtenção de comprimidos com a forma de corpos cilíndricos com, por exemplo, um comprimento de 6 a 30 milime tros, e um diâmetro de 2 a 20 milímetros, por granulação sob uma pressão da ordem dos 15.000 a 90.000 KPa (150 a 900 bars).
λ ,-9-
tratamento térmico dos grânulos pode ser vantajosamente efectuado por passagem na direcção através do forno rotativo tubular disposto com o seu eixo de rotação em posição praticamente horizontal, ou ligeiramente inclinado no sentido de avanço das matérias primas no interior do forno, e munido duma parede interior helicoidal que assegura a circulação dos grânulos. A duração do aquecimento apropriado para a obtenção do teor de humidade requerido, com preendido entre 0,1 e 1% em peso, é, por exemplo, da ordem dos 30 minutos.
Exemplo 1
Prepara-se uma primeira mistura homogénea de 952 kg de lixos domésticos moídos com um teor de humidade de lixos de 30% em peso (resultantes de se retirarem 48 kg de ferro-velho duma massa de 1000 kg de lixos domésticos provenientes directamente da recolha), 50 kg de cal viva e 5 kg de carbonato de cálcio.
Granula-se esta mistura, sob uma pressão de 60.000 KPa (600 bars), num granulador rotativo de rolos e fieira, de maneira a formar grânulos cilíndricos com um diâmetro de 8 mm e um comprimento variável, compreendido entre 10 e 20 mm, aproximadamente
-10Submetem-se estes grânulos a um tratamento térmico de 200°C , durante 30 minutos, num forno tubular rotativo de eixo horizontal.
Obtêm-se assim 720 kg de granulados com um teor de humidade ligeiramente inferior a 1% em peso. I í
Reduzem-se estes granulados a pó fino, por meio dum moinho de martelos. Prepara-se em seguida, por meio dum misturador do tipo betoneira, uma mistura homogé nea de 101 kg de cimento Portland, 101 kg de dolomia em pó, 91 kg de carbonato de cálcio técnico pulverulento e 50,5 kg de água. Enfim, prepara-se num malaxador a mistura final, compos ta por uma mistura de cimento, dolomia, carbonato de cálcio e água, obtida da maneira descrita anteriormente, e de pó fino resultante da moagem dos granulados. Imediatamente após a formação desta mistura final, granula-se toda a massa pulverulenta assim obtida, sob uma pressão de 60.000 KPa (600 ' bars), num granulador rotativo de martelos e fieira, similar ao que é utilizado para efectuar a granulação da primeira mistura, formando igualmente grânulos cilíndricos com um diâmetro de 8 mm e um comprimento compreendido entre 10 e 20 mm.
Obtêm-se assim cerca de 1050 kg de grânulos que começam a endurecer, aquecendo espontaneamente, como resultado da presa do cimento.
Após arrefecimento até à temperatu ra ambiente, os grânulos apresentam um teor de humidade dos 4 a 4,5%, em peso.
-11Exemplo 2
Procede-se da mesma forma que no exemplo 1, mas utilizando-se, para a preparação da primeira mistura, 939 kg de lixos domésticos moídos, com um teor em humidade de 25% em peso (resultantes de se retirarem 61 kg de ferro-velho duma massa de 1.000 kg de lixos moídos provenientes da recolha; 100 kg de cal viva e 50 kg de carbonato de cálcio.
A mistura final é preparada a partir de 864 kg de pó possuindo um teor em humidade ligeiramente inferior a 1% , obtidos por moagem dos grânulos formados a partir duma primeira mistura e por tratamento térmico nas mesmas condições que as indicadas no exemplo 1, 84 kg de cimen to Portland, 84 kg de dolomia em pó, 84 kg de carbonato de cálcio e 42 kg de água. Esta mistura tem um teor de humidade de cerca de 5% em peso.
Obtêm-se finalmente 1.157 kg de granulados.
-12Exemplo 3
Procede-se como nos exemplos 1 e 2, por utilização dos ingredientes seguintes para a preparação das duas misturas:
lã. mistura
947 kg de lixos domésticos, a 20% de humidade em peso kg de cal viva kg de pó de dolomia i
i
I i
Mistura final
857 kg de pó obtido por moagem dos grânulos formados a partir duma primeira mistura
| 212 | kg | de | cimento | Portland |
| 212 | kg | de | dolomia | |
| 127 | kg | de | CaCo3 | |
| 41 | kg | de | silicato | de sódio |
| 61 | kg | de | água |
O teor de humidade da mistura final é de 7% em peso. Obtém-se finalmente 1.500 kg de granulados .
Claims (5)
15. - Processo para fabricar, a partir de lixos, grânulos que podem ser utilizados como material de construção, caracterizado por se misturar, de forma homogénea, lixos moídos, isentos de corpos metálicos, possuindo pelo menos uma substância mineral em pó, contendo óxido de cálcio no estado livre ou combinado, por se granular sob pressão a mistura assim obtida e se submeter os grânulos assim formados a um tratamento térmico a uma temperatura compreendida entre 130 e 230°C, durante um período de tempo tal que o seu teor em humidade seja reduzido até um valor de 0,1 a 1%, em peso, depois por se moer finamente os grânulos e se misturar o pó assim obtido com cimento hidráulico e uma quantidade de água apropriada para a presa do cimento, de maneira a se formar uma mistura pulverulenta homogénea, por se granular esta mistura sob pressão e, finalmente, por se deixar endurecer os grânulos como resultado da presa do cimento.
25. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a substância mineral contendo o óxido de cálcio no estado livre ou combinado ser escolhida entre a cal, as cinzas volantes, a calcite, a dolomia e as substâncias argilosas.
35. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por as proporções da mistura de lixos moidos e de substância mineral contendo o óxido de cálcio serem de 90 a 95%, em peso, de lixos, para 5 a 10%, em peso, desta substância mineral.
45. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por se incorporar igualmente, na mistura de lixos moídos e de substância mineral contendo o óxido de cálcio, pelo menos uma substância mineral contendo carbonato de cálcio e de magnésio, no estado livre ou combinado.
--145â. - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por a substância mineral contendo o carbonato de cálcio e de magnésio ser a dolomite.
6â. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por se incorporar igualmente, na mistura em pó resultante da moagem dos primeiros grânulos, de cimento hidráulico e água, pelo menos uma substância mineral em pó pouco solúvel em água e sem interferência na presa do cimento.
7â. - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a referida substância mineral ser escolhida entre a cal, o carbonato de cálcio, a calcite, a dolomia, as cinzas volantes, a magnesite e as substâncias argilosas.
8§. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por se regular o teor em humidade, na mistura final, para um valor da ordem dos 5 a 6% em peso.
9â. - Processo de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a proporção de cimento hidráulico, na mistura final ser de 5 a 25%, em peso, de cimento em relação ao pó resultante da moagem dos primeiros grânulos.
101. - Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a relação ponderai entre a quantidade de água e a de cimento, na mistura final, ser da ordem de 0,5 a 0,6.
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