Estudo exploratório do processo de lixiviação controlada da escória de aciaria visando emprego em pavimento

Abstract

Este trabalho aborda a caracterização das propriedades físicas, químicas e mecânicas da escória de aciaria para emprego como agregado antes e após ensaio de lixiviação controlada em extrator Soxhlet. O material, proveniente da Harsco Metals localizada em Volta Redonda/RJ - empresa que gerencia resíduos da Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) - foi caracterizado antes de passar por processo de estabilização (escória virgem) e após lixiviação controlada em períodos distintos de 24, 56, 96, 120 horas. A escória foi submetida, em laboratório, a uma simulação de precipitação em equipamento Soxhlet visando avaliar suas propriedades físicas, químicas e mecânicas após cada período. O estudo do processo de lixiviação em escória de aciaria buscou melhor entendimento da influência do processo de lavagem no comportamento da escória. A caracterização física se deu por meio dos ensaios tradicionais de agregados graúdos e pelo AIMS (Aggregate Imaging System); a caracterização química através dos ensaios de Microscopia Eletrônica por Varredura (MEV) completada pela análise de Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS) e Difração de Raio-X; a caracterização mecânica por meio de ensaios de expansão normatizado e adaptado. A amostra virgem, sem receber processo de estabilização por lixiviação controlada, apresentou bons resultados na caracterização física quando comparada a agregados convencionais, a caracterização química comprovou ser uma escória de aciaria com elevados teores de CaO, MgO e FeO, enquanto a caracterização mecânica demonstrou que, apesar do grau de expansibilidade da escória ser baixo pelos padrões atuais, este não deve ser desconsiderado em obras para pavimentação. Após lixiviação controlada a escória não apresentou perda significativa de suas propriedades físicas, mas quando analisada sua textura, esfericidade e angularidade por meio de ensaio AIMS verificou-se diferenças na topografia do agregado devido ao arraste de material no processo de lixiviação. Quanto aos ensaios mecânicos de expansão houve redução no potencial de expansibilidade após os períodos de lixiviação. Conclui-se que o processo de lixiviação em extrator Soxhlet é de importância no estudo das propriedades da escória de aciaria, uma vez que contemplando vários dias de lixiviação houve redução do potencial de expansão, característica limitante no uso da escória de aciaria em pavimentação._________________________________________________________________________________

ABSTRACT: This work addresses the characterization of physical, chemical and mechanical properties of steel slag as an alternative aggregation before and after leaching testing controlled Soxhlet extractor. The material is from the Harsco Metal located in Volta Redonda / RJ - the company that manages the Company National Steel's (CSN ) waste - it was characterized before going through the natural leaching process and after controlled leaching in different periods of 24, 56, 96, 120 hours. The steel slag was subjected in the laboratory to simulate the precipitation in Soxhlet equipment to evaluate its physical, chemical and mechanical properties after each period described. The study of the process of leaching in steel slag searched for the best understanding of the influence of the washing process in a slag behavior in such a process. The physical characterization occurred through traditional testing of coarse aggregates and AIMS (Aggregate Imaging System), the chemical characterization through the testing of Scanning Eletron Microscopy (SEM) completed by Dispersive Spectroscopy Energy (DSE) and X- ray diffraction and the mechanical characterization through testing of standardized expansion and adapted. The sample virgin, without receiving process of stabilization by controlled leaching, showed good results in the physics characterization when compared to conventional aggregates, the chemical characterization proved to be a steel slag with high contents of CaO, MgO and FeO, the mechanical characterization demonstrated that, although the degree of expansibility of the slag is low demonstrated that this should not be disregarded in the paving work. After controlled leaching the steel slag showed no significant loss of its physical properties, but when analyzed its texture, sphericity and angularity by AIMS testing there were differences in the topography of the aggregate due to drag of material in the leaching process, as the mechanical testing of expansion had decreased the potential of expansibility after leaching periods. It is concluded that the steel slag constitutes an aggregate of favorable use in paving works, once characterized the results the steel slag virgin and leached with compatible parameters and some cases better than conventional aggregates.