Publicação: Estudo e otimização da reação de hidratação do hidróxido de cálcio
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA
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Coorientador
Damasceno, João Jorge Ribeiro
Resumo
Leite de cal é uma suspensão de hidróxido de cálcio em água que pode conter até
40% de sólidos em suspensão. É uma base barata, de alto teor alcalino, muito utilizada na
indústria nos processos de tratamento de água e esgoto, tratamento de efluentes, nas etapas de
clarificação do açúcar, em sistemas de limpeza de gases, dentre inúmeros outros. A qualidade
das suspensões de leite de cal produzidas dependem, além da qualidade da cal utilizada na
etapa de hidratação, de um controle adequado das variáveis operacionais. Um leite de cal de
qualidade trata-se de um produto com uma baixa quantidade de resíduos insolúveis, com uma
alta área específica, alto teor alcalino, pequeno tamanho de partículas e baixa viscosidade.
Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar as melhores condições de temperatura, de
concentração (relação cal/ água), granulometria da cal e agitação para se produzir um leite de
cal de qualidade. Diante dos resultados obtidos, foi feita uma análise estatística a fim de
otimizar as condições operacionais. Observou-se que pequenos tamanhos de partículas de cal,
temperaturas da ordem de 74 °C e concentrações entre 217 g/L e 228 g/L minimizam a
quantidade de resíduo insolúvel e que as mesmas condições de granulometria e temperatura,
porém concentrações de 175 g/L contribuem para um aumento da área específica do hidróxido
de cálcio. Concluiu-se ainda que a agitação não interfere de forma significativa em nenhuma
das propriedades do leite de cal avaliadas. As suspensões de leite de cal produzidas
apresentaram comportamento de um fluido de Bingham generalizado, necessitando de uma
tensão inicial para começarem a escoar. Verificou-se através de etapas de caracterização, a
relação entre a reatividade das partículas e a área específica e aglomerados observados nas
imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura. A otimização paramétrica utilizada
revelou a possibilidade de produção de leite de cal de excelente qualidade.
Abstract
Slaked lime is a suspension of hydrated lime in water that can contain up to 40% of
solids in suspension. It is a cheap base with high alkaline content. It is used in a variety of
industrial applications such as process of treatment of water and sewerage, treatment of waste,
in the stages of sugar clarification, in gas cleaning systems, among several other processes.
The quality of the suspensions of slaked lime depends on the quality of lime used and on a
careful choice of the conditions during the hydration process. A high quality slaked lime is a
product with a small quantity of insoluble residues, high specific surface area, high alkaline
content, small particle size and low viscosity. Therefore, the objective of this work was study
the best conditions of temperature, concentration (relation lime/water), lime particle size, and
agitation to produce a superior slaked lime. A statistic analysis was performed using the
results obtained in order to optimize the operational conditions of the hydration process. It
was observed that the use of small lime particle size, a temperature around 74 °C and
concentrations between 217 g/L e 228 g/L minimize the amount of insoluble residue. The use
of the same particle size and temperature, with a concentration around 175 g/L contributes to
increase of the specific surface area of calcium hydroxide. It was observed that the degree of
agitation does not interfere in any slaked lime properties investigated. The majority of the
slaked lime suspensions presented a pseudoplastic fluid behavior. It was verified that the
samples with high reactivity and high surface area presented smaller agglomeration observed
by images of scanning electron microscopy. Parametric optimization disclosed the conditions
necessary to produce a slaked lime suspension of fine quality.
Palavras-chave
Hidratação, Leite de cal, Caracterização, Otimização, Hydration, Slaked lime, Characterization, Optimization, Cal - Industria
Citação
SILVA, Alaine Cardoso. Estudo e otimização da reação de hidratação do hidróxido de cálcio. 2007. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2007.