Manual Tcc Modelo.docx

CURSO DE TECNICO EM QUIMICA

Helington Luis Oliveira

TÍTULO DO TRABALHO

Sorocaba

2019

HELINGTON LUIS OLIVEIRA

TÍTULO DO TRABALHO

Monografia apresentada á Escola Tableau como parte dos requisitos exigidos para a conclusão do Curso de Técnico em Química.

Orientador: Prof. Dr., MSc., Ms., e o Nome Obs.: fonte Times New Roman, corpo 12

Sorocaba

Ano

Mendonça, Carolina R.; Santos, Márcia Maria Marchi dos Amostragem de água subterrânea para monitorar a contaminação provocada pelas indústrias farmacêuticas. / Carolina R. Mendonça e Márcia Maria Marchi dos Santos. São Paulo, 2007. 82f.

Monografia apresentada à Escola Tableau como parte dos requisitos exigidos para a conclusão do curso de Tecnico em Quimica. Orientador: K. M. Mellito

1. Contaminação da água subterrânea 2. Amostragem de água subterrânea I. Santos, Márcia Maria Marchi dos II. Mellito, K. M. (orientador) III. Título CDD

ANEXO E (MODELO DA FOLHA DE APROVAÇÃO)

HELINGTON LUIS OLIVEIRA

TÍTULO DO TRABALHO

Monografia apresentada à Escola Tableau como parte dos requisitos exigidos para a conclusão do Curso de Técnico em Química.

Trabalho aprovado em (dia), de (mês ) de (ano).

Título acadêmico e nome do Orientador Instituição a que pertence

Título acadêmico e o nome do membro da Banca Examinadora Instituição a que pertence

Título acadêmico e o nome do membro da Banca Examinadora Instituição a que pertence

Sorocaba

SUMÁRIO 1

INTRODUÇÃO

7

LITERATURA

9

.....................................................................................................

2

REVISÃO

DA

............................................................................ 2.1

1

HISTÓRICO.........................................................................................................

1

2.2

1

EXPLICAÇÃO.....................................................................................................

2.2.1

1

Demonstrações

................................................................................................ 2.2.1.1

5

Demonstração

..................................................................................

7 analítica

1 8

3 MATERIAIS E MÉTODOS

1 9

3.1

MATERIAIS

........................................................................................................ 3.2

0

METODOLOGIA

ANALÍTICA

.........................................................................

4

RESULTADOS

2

2 2

E

.......................................................................... 4.1

7 RESULTADOS

...................................................................................................

2 9

4.2

DISCUSSÃO

.......................................................................................................

5

2

DISCUSSÃO

3 0

3

CONCLUSÕES

.....................................................................................................

2

3

REFERÊNCIAS .......................................................................................................

4

3

APÊNDICES ............................................................................................................

7

4

ANEXOS ...................................................................................................................

Obs: utilize espacejamento simples entre as subseções e duplo entre as seções

0

INTRODUÇÃO O Ferro é um elemento amplamente distribuído na natureza , desempenhando um papel importantíssimo nos processos geológicos e biológicos do planeta sendo amplamente utilizado pelos seres humanos nas suas mais diversas formas, cotais como: minério de ferro , pigmentos, pirotecnia , catalizadores, etc... Neste trabalho abordaremos a produção do óxido de Ferro, seus vários tipos , sua utilização e meios de Obtenção . Óxido de ferro ou óxido férrico, recebe denominações variadas tais como: hematita, óxido de ferro vermelho, ou simplesmente ferrugem, é o composto químico de fórmula Fe2O3. De maneira breve e através de explicações simples, demonstraremos toda a importância desse produto derivado do ferro, que vem sendo usado pela humanidade desde os Primórdios da História. Este trabalho foi realizado através de pesquisa de produção de pigmentos realizada em LANXESS Ind. De Prod. Químicos, através dos processos produtivos, organizacionais e ambientais.

1. PERFIL ORGANIZACIONAL: DADOS DA EMPRESA Nome: Lanxess Ind. De Prod. Químicos e Plast. Ltda. Endereço: Rod. Marechal Rondon Km 139 – Bairro Campo Largo – S/ Nº Telefone: (15) 3261-9300 CONTEXTO SÓCIO – ECONÔMICO DA LOCALIZAÇÃO 

Cidade: Porto Feliz - SP



Principal Renda Cidade: Indústrias, Produção Cana de Açúcar e Comércio.



Horário de Funcionamento: De Segunda a Domingo, 24 horas por dia



Atividades Afins: Produção de Pigmentos (óxido de ferro).



Número de Funcionários: 284



Horário dos Turnos: 

1º turno 07h00 as 15h00



2º turno 15h00 as 23h00



3º turno 23h00 as 07h00



4º turno 07h00 as 17h00 segunda a sexta (Administrativo)

HISTÓRICO DA EMPRESA: NO CORAÇÃO DA INDÚSTRIA QUÍMICA Lanxess é uma empresa líder em especialidades químicas, com vendas de EUR 9,7 bilhões em 2017. Atualmente a empresa tem cerca de 15.500 funcionários em 33 países e está representada em 59 locais de produção em todo o mundo. O Core Business da Lanxess é o desenvolvimento, fabricação e comercialização de intermediários e especialidades químicas, aditivos e plásticos. A Lanxess está listada nos principais índices de sustentabilidade do índice Dow Jones de sustentabilidade (DJSI World e Europa) e FTSE4Good.

Figura 1- Vista Aérea LANXESS

Fonte:http://lanxess.com.br/pt/at-a-glance-brazil/our-sites-in-brazil/porto-feliz/fatos-ecuriosidades. Acesso em 20/09/2018

2. INTRODUÇÃO TÉORICA O ferro é a matéria prima principal para produção do aço, sendo nimportante a produção adequada à competitividade no mercado, sendo que novas tecnologias têm surgido a fim de aumentar a produtividade. 2.1 O ÓXIDO DE FERRO Os pigmentos a base de óxido de ferro são utilizados pelo homem desde a préhistória, quando pintavam seus desenhos nas paredes das cavernas. Essas pinturas feitas há milhares de anos, demonstra a altíssima resistência do óxido de ferro sobre as intempéries, que é o critério principal para a avaliação de pigmentos. Existem vários tipos de óxido de ferro, porém os dois mais utilizados são o óxido ferroso ( Fe2 O3 ), e o óxido férrico ( Fe3 O4 ) . Normalmente o Fe2O3 é o mais encontrado na natureza, também chamado hematita, sendo o principal minério de ferro. A hematita tem sua origem etimológica na palavra grega “haimatites”, que significa “como sangue”, pois quando em pó, possui a coloração avermelhada. A hematita (Fe2O3) é o maior estado de oxidação do ferro possuindo 69,94% de ferro e 30,06% de oxigênio, quando pura. A hematita é reduzida em alto fornos, de acordo com a Reação Genérica : 2 Fe2O3 + 3C

4Fe + 3CO2

Na verdade essa Reação se passa em várias etapas, porém esta é reação total.

Figura 2 - Processo de Fabricação

Ferro metálico

água

Reação

Ácido sulfúrico

Sulfato ferroso ar

reação

FeOOH amarelo

Fonte:

Figura 3 - Macrofluxo dos Processos

Início

ETA Sulfato Ferroso Mistura Fria

Em Suspensão

Diluição p/ Gramagem

Resfriamento cristalizar

Reação Quente

Amarelo

Estoque Material suspensão

Filtração Lavagem material

Door Oliver

Filtro Prensa Filtração

Filtração Lavagem material Secagem

Secagem

Moagem/ Granulado Moagem

Ensaque

Homogeneização Ensaque

Final

Fonte: http//lanxess.com.br/pt/at-a-glance-brazil/our-sites-inbrazil

Figura 4 - Pigmentos á Base de Óxido

Fonte:https://portuguese.alibaba.com/p-detail/iron-oxide-copperphthalocyanine-blue-1560-pigment-60569715114.html

Os pigmentos a base de óxido são muito utilizados graças as suas características tais como: opacidade elevada, alto poder de cobertura,

facilidade de uso, ótima relação custo/benefício,

possibilidade de produtos

micronizados e baixa absorção de óleo. Tabela 1- Demonstrativo dos produtos mais comuns à base de óxido

Cor

Componente

Fórmula

Variações de Cor

Vermelho

Óxido de ferro III

α - Fe2O3

Amarelo – Azul

Amarelo

Hidróxido de Ferro

α - FeOOH

Verde – Vermelho

Preto

Óxido de ferro II e III

Fe3O4

Azul – Vermelho

Marrom

Óxido de ferro

Misturas

Verde

Óxido de Cromo

Cr2O3

Azul – Amarelo

Azul

Óxido de Cobalto

Co(Al,Cr)2O4

Vermelho – Verde

Fonte: https://www.portalsaofrancisco.com.br/quimica/corantes-epigmentos acesso em Os óxidos, por sua forte ligação química metálica, possuem resistência extremamente forte à luz. Isto também se dá devido à ligação do íon ferro ser a mais estável, ou seja, sua oxidação garante uma estabilidade que, em condições normais, não é quebrada. Em índices comparativos, os óxidos têm resistência à luz de 8, em pleno e em corte. O pH dos óxidos pode variar e suas aplicações são diversas. No entanto, em geral, são utilizadas em sistemas base solventes, água, plásticos, fibras e construção civil entre outras aplicações. Devido à alta opacidade e poder de cobertura, são comumente utilizados em combinação com outros pigmentos orgânicos e corantes para “dar fundo” e reduzir custos de formulações. Existem ainda alguns óxidos amarelos que são constituídos por Fe. ZNO, Fe (MnO4), que são produtos especiais para altas resistências térmicas, especialmente desenvolvidas para o mercado de plásticos. Os óxidos naturais (em geral de ferro) são produtos diferentes dos óxidos sintéticos. Eles mantêm as propriedades químicas dos mesmos, porém, mesmo existindo produtos com excelente qualidade, em geral, possuem teor

de Fe2O3 (como é medido o teor de óxidos) em proporção menor e contaminantes. Tabela 2 - Comparativo entre os óxidos naturais e sintéticos

Natural

Sintético

Minério processado

Processo Químico

Baixo teor de Fe2O3

Alto teor de Fe2O3

Alto consumo de Produto

Baixo consumo de Produto

Alto teor de impurezas

Baixo teor de impurezas

Custo mais baixo

Custo mais alto

Opacidade mais baixa

Opacidade mais alta

Poder colorístico menor

Poder colorístico maior

Saturação de cor menor

Saturação de cor maior

Estável ao concreto e intempéries

Estável ao concreto e intempéries

Limitações Colorimétricas

Alto range colorimétrico

2.2 AMARELOS DE CROMO E ALARANJADOS DE MOLIBDÊNIO Os pigmentos de amarelos de cromo são constituídos de cromato de chumbo e/ou de uma solução sólida de cromato de chumbo e sulfato de chumbo, em proporções diferentes, de acordo com a coloração que se deseja. O Amarelo Primeiro é o mais esverdeado de todos, passando para os amarelos de cromo claro e limão, e em seguida para o amarelo de cromo médio, o qual tem tonalidade avermelhada. Os pigmentos de Laranja de Molibdênio são constituídos de uma solução sólida de cromato de chumbo, sulfato de chumbo e molibdato de chumbo.

Sua

tonalidade

varia

desde

laranja

amarelado

até

laranja

avermelhado, com súbitos azulados. A tonalidade é dada pelo tamanho das partículas do pigmento – quanto mais azulado, maior elas são. Existem dois

tipos de pigmentos, os normais e os resistentes ao dióxido de enxofre (SO2). A resistência é proporcionada por tratamento efetuada o processo de produção. Os pigmentos amarelos de cromo e laranja de molibdênio são utilizados em tintas e plásticos. O amarelo é utilizado também em tintas de demarcação viária. Outros critérios, além da afinidade por certa fibra têxtil, influenciam na aplicação de um determinado corante. O processo de tingimento é um dos fatores. Em sua maioria, esses processos podem ser divididos em categorias (contínuo, semicontínuo e por esgotamento), o que define a escolha do corante adequado. São também fatores decisivos para a seleção do corante adequado as características técnicas que se quer atingir em matérias de solidez como, por exemplo, à luz, à fricção, ao suor, etc. A utilização de corantes no Brasil concentra-se, principalmente, nos corantes reativos para fibras celulósicas, que hoje respondem por 57% do mercado, seguidos pelos corantes dispersos, com 35%, poliamida, com 3% e acrílico, com 2 %. A reação é conduzida até que o cristal atinja o tamanho desejado e dependendo da característica do cristal forneça a cor desejada. O crescimento do cristal ocorre pela incorporação do ferro III e água presente na solução na rede cristalina do cristal base. O processo final consiste numa moagem que garante a desaglomeração dos cristais devido aos processos de filtração e secagem. Na moagem ocorre a uniformização das partículas e um maior tingimento pelo aumento da área de cobertura. O processo de produção do óxido de ferro via Penimann - Zoph pode ser dividido nas seguintes etapas principais: produção de Sulfato Ferroso, produção do cristal base (Semente), reação a Quente (crescimento do cristal), filtração, secagem, moagem, homogeneização e ensaque. 2.3 DESCRIÇÃO DOS PROCESSOS A produção de sulfato ferroso é feita mediante reação de sucata de ferro com adição do ácido sulfúrico concentrado.

As quantidades de sucata, ácido sulfúrico e água devem ser balanceadas para evitar problemas como formação de produtos indesejáveis como o pirossulfito ferroso (sólido de cor esbranquiçada) ou cristalização do sulfato ferroso por supersaturação. A reação de formação de sulfato ferroso é descrita a seguir: Fe +

H2SO4 +7H2O

FeSO4+7H2O + H2

2.3.1 REAÇÕES DE FORMAÇÃO: Mistura fria, conhecida também como semente (“Seed”) ou (“MF”), é a etapa fundamental do processo, pois é nessa fase que são definidos o tipo e o formato da estrutura cristalina. A denominação de mistura fria está relacionada com a temperatura da formação da semente em relação à fase seguinte que ocorre a quente. Os óxidos de ferro são caracterizados por possuírem redes cristalinas bastante porosas e com grande área superficial, principalmente na fase da formação do cristal base. Figura 5 - Formação do Pigmento Amarelo Figura

4 H2O

2 Fe(OH)2 + ½ O2

2

FeOOH + H2O

2 Fe2+

4 H+

Δ /ar 2 H2

2 Fe0

Fonte:

O processo de formação do óxido de ferro é iniciado com a adição de soda cáustica sobre o sulfato ferroso diluído convenientemente com água. A adição de soda deve ser homogênea mediante agitação mecânica para formar flocos uniformes de hidróxido de ferroso em suspensão.

A reação de formação do hidróxido ferroso é descrita a seguir: 1 FeSO4.7H2O + 2 NaOH

1 Fe(OH)2

+ 1 Na2SO4 + 7 H2O

Figura 6 - Reação

•

Cristais de Óxido de Ferro.

•

Cristal de Óxido de Ferro(zoom) Zoom da Superfície

•

Em Reação com Água formamos o Óxido Amarelo (FeOOH)

1 Molécula Óxido Amarelo

Fonte:

A próxima etapa consiste na oxidação do hidróxido ferroso através da injeção de ar. Dependendo da temperatura, concentração dos reagentes e taxa de oxidação da suspensão do hidróxido ferroso são possíveis as seguintes reações: 2.4. FORMAÇÃO DO ÓXIDO DE FERRO AMARELO O óxido de ferro amarelo é na verdade um cristal de Fe 2O3 hidratado, com fórmula molecular fundamental Fe2O3.nH2O  2 FeOOH. O cristal do óxido de ferro amarelo tem estrutura acicular ( formato de agulha ). Como a formação do cristal base é fundamentalmente uma precipitação de um metal, a presença de outros compostos metálicos na solução acarreta fatores que modificam a característica desejada do cristal. Esses fatores ocorrem principalmente com a coprecipitação. Os principais tipos de coprecipitação são: a) Por adsorção superficial b) Por inclusão isomórfica c) Por inclusão não isomórfica

d) Por oclusão Outros fatores que afetam os precipitados estão relacionados com o envelhecimento dos cristais ocasionado por aperfeiçoamento dos cristais individuais, cimentação das partículas, maturação de Ostwald, transformação de forma instável em forma estável e transformação química. 2.4.1 REAÇÃO A QUENTE (RQ) - DESENVOLVIMENTO Essa etapa é responsável pelo crescimento dos cristais de tal forma que os mesmos atinjam o tamanho e conseqüentemente a cor desejada. A reação envolvida no crescimento do cristal na reação a quente pode ser descrita como: 2 Fe + 1 O2 + 2 H2O

2 FeOOH + 1 H2

A reação mostra que há um consumo de água para a formação do óxido amarelo. Esse consumo representa cerca de vinte por cento da massa envolvida na reação. Com o aumento de tamanho a concentração do óxido em suspensão aumenta proporcionalmente, tornando-a mais densa e viscosa. A produção do óxido de ferro trata-se de uma reação de oxidação, assim o oxigênio é fundamental para a velocidade da mesma. Figura 7 - Produção de Reação à Quente

O aumento da viscosidade provocada pelo aumento de concentração do óxido na reação diminui a mobilidade do óxido em suspensão, necessitando, portanto de uma agitação adequada para que o mesmo desenvolva-se da forma desejada e não ocorra diminuição significativa na velocidade da reação. No processo de crescimento dos cristais os reagentes do sistema são o oxigênio, a sucata e a água. O sulfato ferroso faz parte do sistema como eletrólito, ou seja, é o responsável pelo ciclo de oxidação do ferro. No entanto existe um pequeno consumo do sulfato ferroso durante a RQ. Outro fator importante é a temperatura, pois é responsável pelo aumento de energia cinética do sistema, aumentando assim a velocidade. A cor do óxido de ferro depende do formato e do tamanho do retículo cristalino, assim a cor é uma consequência do desenvolvimento do tamanho do cristal base. A cor do óxido de ferro é devido à reflexão da luz na estrutura cristalina, assim além do formato o tamanho do cristal é fundamental para a cor desejada. No processo ideal todos os cristais teriam o mesmo tamanho no final da reação, no entanto isso não acontece e a cor é produzida pela média do formato e do tamanho dos cristais presentes na suspensão. Alguns contaminantes como o manganês afetam a qualidade do óxido de ferro por sua característica atômica similar a do ferro incorporando facilmente a rede cristalina produzindo um cristal escuro. A qualidade da sucata também interfere no crescimento cristalino, pois é a matéria-prima principal do sistema. A tixotropia da suspensão de óxidos está relacionada com a concentração e com a quantidade de sais presentes. Dentre eles podemos citar o sulfato de sódio oriundo da produção de MF. Os sais dissolvidos competem com a suspensão de óxidos reduzindo suas forças de interação com a água, pois esses sais necessitam da presença de água para a sua mobilidade. Em reações bastante concentradas o comportamento pode ser diferente dependendo do estágio de crescimento do cristal. Quanto maior o cristal maior a ação da gravidade sobre ele, dessa forma o cristal tente a precipitar mais rapidamente, provocando um aspecto floculado na reação.

Figura 8 - Reator em funcionamento

Fonte:

https://www.industr.com/de/P-und-A-Magazin/verfahrenstechnik/klein-

aber-oho-2304683 2.4.2 FILTRAÇÃO DO ÓXIDO AMARELO Os óxidos de ferro são considerados insolúveis em água, dessa forma os mesmos podem ser separados por meio de filtração em tecidos. Os tecidos devem possuir uma abertura bastante pequena, pois os cristais são muitíssimos pequenos. A filtração pode ser feita em equipamentos rotativos a vácuo ou em filtros-prensa. A filtração é responsável pela eliminação dos sais solúvel presentes na suspensão de óxidos. Dentre esses sais podemos citar o sulfato de sódio e o sulfato ferroso como os de maior relevância. A retirada desses sais é feita mediante a lavagem com água limpa, pois são bastante solúveis e de fácil retirada. O óxido estocado é peneirado e filtrado em filtro Door Oliver ou filtro-prensa. Durante a filtração é lavado com

água industrial e hidróxido de sódio para retirada de sais solúveis que é a determinação do teor de pigmento solúvel em água, e neutralização do pigmento. Os tamanhos dos cristais de óxido de ferro também influenciam no processo de filtração e lavagem. Os materiais que apresentam cristais mais desenvolvidos favorecem a lavagem devido a maior porosidade encontrada nos mesmos. A umidade também é afetada já que cristais mais desenvolvidos são menos tixotrópicos. Fator mecânico como malha do tecido, espessura da torta, pressão da água de lavagem e pressão sobre o material filtrado também modificam as condições de lavagem no processo de filtração. 2.4.4 SECAGEM A torta proveniente da filtração é misturada com um aditivo para melhorar na fluidez e é secada em secadores contínuos. O processo de filtração fornece uma torta com umidade que variam de 40% a 70%, portanto é necessário um processo de secagem antes do processo de moagem. A secagem pode ser feita em batelada (estufas) ou em secadores contínuos. A umidade do material nesses equipamentos deve ser menor que um por cento (1%) para evitar problemas nas fases posteriores como transporte nas roscas e tubulações além de entupimento de filtros de exaustão e formação de agregados após o processo de moagem. 2.4.5 MOAGEM A moagem é responsável pela desagregação total das partículas de óxido ocasionadas pelo processo de filtração e secagem. A intensidade da força exercida sobre o cristal determina o tamanho da partícula. Na realidade os processos de moagem produzem partículas das mais variadas formas e tamanhos, sendo que num processo bem conduzido a distribuição granulométrica é a menor possível.

Nos processos de moagem usam-se medidas de fineza para a sua avaliação da eficiência. Essas medidas garantem que a maior parte das partículas seja menor que o maior valor aceitável, no entanto não definem a real distribuição das partículas. Teoricamente o tamanho da partícula pode ser reduzido a um cristal fundamental, no entanto o tamanho seria tão reduzido que não haveria reflexão da luz visível. Assim os processos de moagem são conduzidos a uniformizar o tamanho das partículas de forma que consigamos a reflexão desejada, ou seja, a cor desejada. Figura 9 - Pigmentos Óxidos

Fonte:http://www.classificados.com/pigmentos-oxidos-sinteticos-oxidode-ferro-em-po2.4.5 RESUMO DOS PROCESSOS Amarelo (FeOOH) 

O Material é filtrado em um sistema de Sucção e expulsão das partículas de água, controlando o Sais Solúveis, pH e Umidade.



Depois desse processo acima, o material é direcionado para um processo de secagem a uma temperatura de ± 80ºC



O mesmo é analisado suas especificações.

3 APLICAÇÕES DO ÓXIDO DE FERRO Tintas: pigmentos inorgânicos de alta cobertura, pigmentos orgânicos, cargas sintéticas, tintas regeneradas para usos diversos e composto pronto concentrado. Absorvente de hidrocarbonetos e produtos químicos: sorbex Cerâmica: pigmentos inorgânicos para cerâmica esmaltada, pigmentos inorgânicos para cerâmica artística, matérias primas micronizadas para cerâmica técnica, caulins e feldspatos sintéticos, barbotinas brancas e vermelhas para cerâmica, argilas em pó para cerâmica artística, esmaltes coloridos, blocos cerâmicos especiais e materiais auxiliares. Plásticos: pigmentos orgânicos convencionais e Negro de Fumo, pigmentos inorgânicos para reciclados, cargas sintéticas e resinas com fibra de vidro regenerada. Borrachas: borracha regenerada para novas vulcanizações, pigmentos orgânicos e inorgânicos, óleos especiais e cargas minerais e sintéticas. Construção Cívil: rejuntes coloridos para pisos e azulejos, pigmentos inorgânicos para cimento, pigmentos para telhas de concreto, pigmentos à base de óxidos metálicos para telhas de fibrocimento, isolantes termoacústicos, ceras cremosas para pisos e blocos de concreto estrutural. Fundição e microfusao de metais:

metais regenerados, mulitas,

chamotes, areias silicosas e de zircônio, areias de jateamento e areias de fundição Vidro: pigmentos inorgânicos, materiais auxiliares e vidros regenerados. EVA para solados: regeneração de EVA e cargas sintéticas Poliuretanos: PU regenerados flexíveis, PU regenerados rígidos e pigmentos orgânicos micronizados. Adubo: micronutrientes diversos Papel e celulose: papel e papelão reciclado e cargas inorgânicas. Filtros: diatomitas filtrantes, carvão ativado, ciatomita com carvão ativo e areias filtrantes. Utilidades Domésticas: ceras para pisos cerâmicos e madeira. esponjas para limpeza, tapetes de borracha e colas regeneradas.

4. PROCESSO PENNIMAN AND ZOPH Outra rota de produção por precipitação é conhecida como processo Penniman and Zoph (PENNIMAN, ZOPH, 1917; PENNIMAN, ZOPH, 1920). O Processo Penniman-Zoph é, provavelmente, o método mais amplamente usado na produção de pigmento de óxido de ferro amarelo (PENNIMAN, ZOPH, 1917; PENNIMAN, ZOPH, 1920). Esse método é economicamente vantajoso, tendo como característica a redução de sais neutros formados como subprodutos e as matérias-primas usadas no processo Penniman-Zoph são principalmente produtos de outras indústrias como sucata de ferro, sulfato de ferro (II) proveniente da produção de dióxido de titânio ou através da reação de ácido sulfúrico com sucata de ferro, o cloreto de ferro (II) também é usado. O processo consiste normalmente de dois estágios principais. No primeiro estágio os núcleos são preparados por precipitação de sulfato de ferro (II) através de hidróxido de sódio com temperaturas entre 20 a 50 °C com aeração. Dependendo das condições podem ser obtidos núcleos amarelos, laranja ou vermelhos. A suspensão obtida é transferida para reatores carregados com sucata de ferro e diluídos com água. O processo é completado com o crescimento do óxido de ferro sobre o núcleo. O residual sulfato de ferro (II) da suspensão de núcleos é oxidado para sulfato de ferro (III) por injeção de ar com temperaturas entre 75 a 90 °C. O sulfato de ferro (III) é hidrolizado para goetita (FeOOH) ou hematita (Fe 2O3). O ácido liberado reage com a sucata de ferro para formar sulfato de ferro (II) que será oxidado novamente pelo ar. O tempo de reação depende das condições escolhidas de temperatura, quantidade de semente introduzida, vazão de ar para oxidação e da cor desejada do pigmento, podendo variar de dias até semanas. No final da reação, impurezas metálicas e partículas grosseiras são removidas por peneiras ou hidrociclones e os sais solúveis são removidos por lavagem através de filtros rotativos a vácuo ou filtros-prensa. A secagem é feita por secadores contínuos ou em batelada e a moagem por micronizadores ou moinhos de diversos tipos. A principal vantagem desse processo em relação ao processo de precipitação direta, mencionada anteriormente, está ligada à pequena quantidade de álcalis e sulfato de ferro (II) requerido. Os álcalis são

usados somente na formação dos núcleos e uma pequena quantidade de sulfato de ferro (II) é necessária inicialmente, pois é renovado através da dissolução do ferro por reação com o ácido sulfúrico liberado pela hidrólise. O óxido de ferro produzido pelo processo Penniman-Zoph têm características bastante desejáveis para pigmentos: são leves, têm tonalidades puras, boas propriedades de absorção de água e tendência de floculação muito pequena (PENNIMAN, ZOPH, 1917; PENNIMAN, ZOPH, 1920; FRAZEE, 1927; FIREMAN, 1936; 1954). O processo Penniman-Zoph é bastante seguro quanto a sua operação, pois não são produzidas quantidades significativas de calor nas reações envolvidas, não são exigidos sistemas pressurizados e os subprodutos dessas reações são normalmente sais como sulfato ou cloreto de sódio. (FIREMAN, 1937; PLEWS, 1937; MARSH, 1951, BENNETCH, 1952; HUND, 1954). O processo também permite a reutilização das águas dos processos reduzindo a quantidade necessária para sua condução. A geração de resíduos é reduzida, tendo com principais componentes partículas metálicas e areia provenientes da sucata, associadas a uma pequena quantidade de óxidos, que são separadas da suspensão por peneiramento ou hidrociclones. Na produção em larga escala pela indústria de óxidos de ferro sintéticos pelo processo Penniman-Zoph a etapa de produção de sulfato ferroso é realizada separadamente, sendo realizada em reatores de fibra fechados acoplados a torres de lavagem de gases. A reação é produzida mediante o uso de sucata de ferro , ácido sulfúrico concentrado e água para manter uma diluição adequada ao final da reação para evitar a cristalização do sulfato ferroso na sua forma heptaidratada. Além das reações de precipitação, outras etapas como filtração, secagem e moagem são necessárias para melhorar a qualidade do pigmento produzido quanto à quantidade de sais presentes, umidade e fineza, respectivamente.

Figura 10 - Esquema do Processo Criado por Penniman and Zoph

Fonte:

5.1 ATIVIDADES DESEMPENHADAS NA FUNÇÃO. - Estoque em suspensão - Filtração - Secagem - Moagem

- Homogeneização - Ensaque

4.1 ESTOQUE EM SUSPENSÃO O material na reação estando dentro da sua especificação definida é direcionado aos pré estoques para ser peneirado para retirada dos resíduos que é coletado uma amostra em frasco para analise em laboratório, físico químico. 1.1

FILTRAÇÃO A filtração do material é através de sucção de ar para retirada do

excesso de água, ficando assim apenas o material (torta), o mesmo é coletado uma amostra para analise de umidade, pH e sais solúveis. 4.2 SECAGEM Depois de filtrado o material, é secado em estufas para eliminação da umidade restante a uma temperatura de 60 a 120ºC, a cada hora é avaliado os parâmetros de temperatura no inicio, meio e fim da estufa. Após 18 horas de secagem, é coletada uma amostra testes físicoquímico no laboratório, verificando a porcentagem da umidade, pH, porcentagem dos sais solúveis e cor. 4.3 MOAGEM A moagem é através de um moinho de martelo, que deixa a granulométrica do material uniforme que é regulado por um parâmetro de velocidade. Logo após é coletado uma amostragem para o laboratório de controle de processos para verificação de cor, Hegman (fineza) e Retenção. 4.4 HOMOGENEIZAÇÃO

A homogeneização é para deixar todo material um mesmo padrão devido a moagem ter variações, depois de homogeneizado por ± 30 minutos é coletado uma amostragem para analise em laboratório de controle de processos para confirmação da moagem. 4.4 ENSAQUE Depois de aprovado o material pelo laboratório de controle de processos o mesmo é direcionado para ensaque big-bag ou sacaria, é feita uma nova amostragem

para analise no laboratório de controle de qualidade para

aprovação do produto final (acabado).

Figura 11 - Ensaque Big-Bag ou Sacaria

ACABADO AMARELO

ACABADO VERMELHO

ACABADO PRETO

Fonte:http://bayferrox.com.br/pt/about-bayferrox/global-network/porto-felizbrazil/