Indústriais de Metais não ferrosos

RESUMO
O presente documento de referência sobre as melhores técnicas disponíveis na indústria de
metais não ferrosos reflecte o intercâmbio de informações levado a efeito em conformidade com
o Artigo 16 (2) da Directiva 96/61/CE do Conselho. Este documento deve ser visto à luz do
prefácio, no qual são descritos os objectivos do documento e a sua aplicação.
Para tratar de uma área tão complexa como a da produção de metais não ferrosos, foi adoptada
uma abordagem com a qual se pretende englobar, num só documento, a produção de metais
obtidos tanto a partir de matérias-primas primárias como a partir de matérias-primas secundárias
e tratar dos metais em 10 grupos. Esses grupos são:
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Cobre (incluindo Sn e Be) e suas ligas.
Alumínio.
Zinco, chumbo e cádmio, (+ Sb, Bi, In, Ge, Ga, As, Se, Te).
Metais preciosos.
Mercúrio.
Metais refractários.
Ferro-ligas
Metais alcalinos e alcalino-terrosos.
Níquel e cobalto.
Carbono e grafite.
A produção de carbono e grafite foi também incluída num grupo separado, porquanto muitos
desses processos estão associados à fusão redutora do alumínio primário. Os processos de
ustulação e sinterização de minérios e concentrados e de produção de alumina foram também
incluídos nestes grupos, onde aplicável. A exploração mineira e o tratamento dos minérios nas
minas não são objecto do presente documento.
As informações constantes deste documento são apresentadas em doze capítulos, que abrangem:
informações de carácter geral no capítulo 1, processos comuns no capítulo 2 e, seguidamente,
processos metalúrgicos de produção de dez grupos de metais nos capítulos 3 a 12. O capítulo
13 apresenta as conclusões e as recomendações. Também se incluem anexos que incidem nos
custos e regulamentações internacionais. Os processos comuns, relativos ao Capítulo 2, estão
divididos da seguinte maneira:
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Utilização do capítulo – instalações complexas.
Utilização e apresentação de dados relativos às emissões.
Gestão, concepção e formação.
Recepção, armazenagem e manuseamento das matérias-primas.
Processamento prévio e tratamento prévio das matérias-primas e transferência para os
processos de produção.
Processos de produção de metais – tipos de fornos e técnicas de controlo dos processos.
Recolha de gases e técnicas de tratamento de redução de poluentes atmosféricos.
Tratamento de efluentes e reutilização da água.
Minimização, reciclagem e tratamento dos resíduos do processo (incluindo subprodutos
e resíduos).
Recuperação de energia e de calor residual.
Questões relacionadas com os efeitos colaterais.
Ruído e vibrações.
Odores.
Aspectos relacionados com a segurança.
Desactivação.
i
Cada um dos capítulos 2 a 12 inclui secções relativas aos processos e técnicas aplicados, aos
níveis actuais de consumo e emissão, às tecnicas a considerar na determinação das melhores
técnicas disponíveis e às conclusões sobre as melhores técnicas disponíveis. No que diz
respeito ao capítulo 2, apenas são tiradas conclusões sobre as melhores técnicas disponíveis
relativamente ao manuseamento e à armazenagem dos materiais, ao controlo do processo, à
recolha e tratamento de redução de gases, à eliminação de dioxinas, à recuperação de dióxido de
enxofre, ao tratamento de redução de mercúrio e ao tratamento de efluentes/reutilização da
água. Devem consultar-se as conclusões sobre as melhores técnicas disponíveis contidas em
todos estes capítulos, tendo em vista uma compreensão total desta matéria.
1. Indústria dos Metais Não Ferrosos
NA UE são produzidos, pelo menos, 42 metais não ferrosos mais ferro-ligas, carbono e grafite,
os quais são utilizados em múltiplas aplicações relativas às indústrias metalúrgica, química, da
construção, dos transportes e de produção/transmissão de electricidade. Por exemplo, o cobre
de elevada pureza é essencial para a produção e distribuição de electricidade e pequenas
quantidades de níquel, ou o uso de metais refractários permite melhorar as propriedades de
resistência à corrosão ou outras propriedades do aço. Estes metais também são usados em
muitos desenvolvimentos de tecnologias de ponta, em particular nas indústrias da defesa,
informática, electrónica e telecomunicações.
Os metais não-ferrosos são produzidos a partir de uma grande variedade de matérias-primas
primárias e secundárias. As matérias-primas primárias são extraídas de minérios que são
explorados e submetidos a um tratamento subsequente, antes de serem objecto de um
processamento metalúrgico para produzir o metal bruto. O tratamento dos minérios é
normalmente levado a cabo na proximidade das minas. As matérias-primas secundárias são
sucatas e resíduos nativos e podem também ser submetidas a um tratamento prévio para
remover os materiais de recobrimento.
Na Europa, os jazigos minerais que contêm metais em concentrações viáveis têm vindo a ser
progressivamente esgotados, restando já poucas fontes nativas. A maior parte dos concentrados
é importada de diversas fontes espalhadas por todo o mundo.
A reciclagem constitui uma componente importante do abastecimento de matérias-primas de
vários metais. O cobre, o alumínio, o chumbo, o zinco, os metais preciosos e os metais
refractários, entre outros, podem ser recuperados a partir dos respectivos produtos ou resíduos e
ser devolvidos ao processo de produção sem perda de qualidade ao nível da reciclagem. Por
toda a parte, as matérias-primas secundárias são responsáveis por uma quota-parte importante
da produção, reduzindo assim o consumo de matérias-primas e de energia.
O produto industrial pode ser quer o metal refinado, quer os denominados produtos semiacabados ou semimanufacturados, ou seja, lingotes vazados de metais e ligas metálicas ou perfis
laminados, perfis obtidos por extrusão, folhas, chapas, bandas, barras, etc.
A estrutura da indústria varia de metal para metal. Nenhuma empresa produz todos os metais
não ferrosos, embora hajam algumas empresas pan-europeias que produzem vários metais
como, por exemplo, cobre, chumbo, zinco, cádmio, etc.
A dimensão destas empresas que produzem metais e ligas metálicas na Europa varia entre um
número reduzido que emprega mais de 5000 pessoas, e um elevado número que tem entre 50 e
200 trabalhadores. No que diz respeito aos proprietários destas empresas, a situação varia entre
grupos pan-Europeus e grupos nacionais da indústria de metais, holdings industriais, empresas
públicas independentes e empresas privadas.
Alguns metais são essenciais como elementos em quantidades vestigiais, mas em concentrações
mais elevadas caracterizam-se pela toxicidade do metal, do ião ou dos compostos, estando
ii
muitos deles incluídos em várias listas de materais tóxicos. O chumbo, o cádmio e o mercúrio
contam-se entre os metais mais preocupantes.
2. Questões ambientais enfrentadas pela indústria
As principais questões ambientais, que decorrem da produção da maioria dos metais não
ferrosos a partir de matérias-primas, primárias, são as potenciais emissões de poeiras e
metais/compostos metálicos para a atmosfera além do de dióxido de enxofre, caso seja feita a
ustulação e a fusão redutora de concentrados de sulfuretos, ou caso sejam utilizados
combustíveis ou outros materiais que contenham enxofre. A captura do enxofre e a sua
conversão ou remoção são, pois, factores importantes na produção de metais não ferrosos. Os
processos pirometalúrgicos constituem fontes potenciais de poeiras e metais provenientes dos
fornos, dos reactores e da transferência do metal fundido.
O consumo de energia e a recuperação de calor e energia são factores importantes na produção
de metais não-ferrosos. Estes factores dependem do aproveitamento eficiente do teor energético
dos minérios contendo sulfuretos, das necessidades energéticas das várias fases do processo, do
tipo e do método de abastecimento de energia utilizados e do recurso a métodos eficazes de
recuperação de calor. São apresentados exemplos práticos no capítulo 2 do documento.
As principais questões ambientais associadas à produção de metais não ferrosos a partir de
matérias-primas secundárias estão também relacionadas com os efluentes gasosos provenientes
dos vários fornos e das várias transferências que envolvem poeiras, metais e, em algumas fases
do processo, gases ácidos. Há também um potencial de formação de dioxinas devido à presença
de pequenas quantidades de cloro nas matérias-primas secundárias; a destruição e/ou a captura
de dioxinas e compostos orgânicos voláteis (COV) é uma questão que tem vindo a ser seguida
de perto.
As principais questões ambientais relacionadas com o alumínio primário são a produção de
polifluoro-hidrocabonetos e de fluoretos durante a electrólise, a produção de resíduos sólidos a
partir das células electrolíticas e a produção de resíduos sólidos durante a produção de alumina.
A produção de resíduos sólidos constitui também um problema na produção de zinco e de
outros metais durante as fases de remoção do ferro.
Outros processos utilizam frequentemente reagentes perigosos, tais como HCl, HNO3, Cl2 e
solventes orgânicos para a lixiviação e purificação. Existem técnicas de processamento
avançadas, capazes de confinar estes materiais e de os recuperar e reutilizar. A boa vedação dos
reactores é uma questão importante neste aspecto.
Na maioria dos casos, estes gases resultantes do processamento são depurados em filtros de
mangas de tecido, pelo que são reduzidas as emissões de poeiras e compostos metálicos, como,
por exemplo, chumbo. A depuração dos gases por recurso a sistemas de lavagem de gases por
via húmida e a precipitadores electrostáticos por via húmida é particularmente eficaz para os
gases do processo que sejam submetidos à recuperação de enxofre numa instalação de ácido
sulfúrico. Os sistemas de lavagem de gases por via húmida são também eficazes em alguns
casos, quando as poeiras são abrasivas ou difíceis de filtrar. A utilização de uma boa vedação
dos fornos, bem como as transferências do metal e a armazenagem em espaços fechados são
medidas importantes para a prevenção de emissões resultantes de fugas.
Em suma, as principais questões em ligação com os processos de produção de cada grupo de
metais abrangem as seguintes componentes:
•
Relativamente à produção de cobre: SO2, poeiras, compostos metálicos, compostos
orgânicos, água residual (compostos metálicos) e resíduos, tais como revestimentos dos
iii
•
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fornos, lamas, poeiras de filtração e escórias. Constitui também um problema a
formação de dioxinas durante o tratamento dos materiais do cobre secundário.
Relativamene à produção de alumínio: fluoretos (incluindo HF), poeiras, compostos
metálicos, SO2, COS, PAH, COV, gases que contribuem para o efeito de estufa (PFC e
CO2), dioxinas (secundárias), cloretos e HCl. Resíduos, tais como resíduos de bauxite,
revestimentos já gastos das cubas de electrólise, poeiras de filtração, escórias contendo
sais e água residual (óleo e amoníaco).
Relativamente à produção de chumbo, zinco e cádmio: poeiras, compostos metálicos,
COV (incluindo dioxinas), odores, SO2, outros gases ácidos, água residual (compostos
metálicos) e resíduos, tais como lamas, resíduos ricos em ferro, poeiras de filtração e
escórias.
Relativamente à produção de metais preciosos: COV, poeiras, compostos metálicos,
dioxinas, odores, NOx, outros gases ácidos, tais como cloro e SO2. Resíduos, tais como
lamas, poeiras de filtração, escórias e água residual (compostos metálicos e compostos
orgânicos).
Relativamente à produção de mercúrio: vapor de mercúrio, poeiras, compostos
metálicos, odores, SO2, outros gases ácidos, água residual (compostos metálicos) e
resíduos, tais como lamas, poeiras de filtração e escórias.
Relativamente à produção de metais refractários, pó de metal duro e carbonetos
metálicos: poeiras, metal duro em fase sólida e compostos metálicos, água residual
(compostos metálicos) e resíduos, tais como poeiras de filtração, lamas e escórias. Os
produtos químicos do processo, como seja o fluoreto de hidrogénio (HF), utilizados
para o processamento de tântalo e nióbio são altamente tóxicos. É preciso considerar
este facto no manuseamento e na armazenagem destas substâncias.
Relativamente à produção de ferro-ligas: poeiras, compostos metálicos, CO, CO2, SO2,
recuperação de energia, água residual (compostos metálicos) e resíduos, tais como
poeiras de filtração, lamas e escórias.
Relativamente à produção de metais alcalinos e alcalino-terrosos: cloro, HCl, dioxinas,
SF6, poeiras, compostos metálicos, CO2, SO2, água residual (compostos metálicos) e
resíduos, tais como lamas, aluminatos, poeiras de filtração e escórias.
Relativamente à produção de níquel e cobalto: COV, CO, poeiras, compostos metálicos,
odores, SO2, cloro e outros gases ácidos, água residual (compostos metálicos e
compostos orgânicos) e resíduos, tais como lamas, poeiras de filtração e escórias.
Relativamente à produção de carbono e grafite: hidrocarbonetos aromáticos policíclicos
(PAH), hidrocarbonetos, poeiras, odores, SO2, prevenção de água residual e resíduos,
tais como poeiras de filtração.
3. Processos aplicados
Há uma ampla gama de matérias-primas disponíveis para as várias instalações, o que significa
que são utilizados diversos processos metalúrgicos de produção. Em muitos casos, a escolha do
processo rege-se pelas matérias-primas. Os quadros seguintes apresentam uma síntese dos
fornos utilizados para a produção de metais não ferrosos:
iv
Forno
Secador com
serpentina de vapor
Secador em leito
fluido
Secador de acção
rápida
Forno rotativo
Forno de leito
fluidizado.
Máquina de
sinterização por
sucção pela parte
superior.
Máquina de
sinterização por
sucção pela parte
inferior
Máquina de
sinterização de
correia sem fim de
aço
Herreshoff
Metais Utilizados
Cu e alguns outros
A maior parte dos metais
para secagem. Formação
de fumos de ZnO.
Calcinação de alumina,
Ni e ferro-ligas.
Queima de película
fotográfica para a
produção de metais
preciosos.
Extracção de óleo de
sucatas de Cu e Al.
Cobre e zinco
Al2O3
Zinco e chumbo
Materiais
Utilizados
Concentrados
Minérios,
concentrados,
sucatas, e resíduos
diversos.
Comentários
Aplicações em
secagem, calcinação e
formação de fumos.
Utilização como
incinerador
Concentrados.
Al(OH)3
Concentrados e
materiais
secundários
Calcinação e
ustulação
Sinterização
Zinco e chumbo
Concentrados e
materiais
secundários
Sinterização
Ferro-ligas, Mn, Nb
Minério.
São possíveis outras
aplicações
Mercúrio.
Molibdénio (recuperação
de rénio)
Minérios e
concentrados
Ustulação, calcinação
Fornos de secagem, ustulação, sinterização e calcinação
Forno
Metais Utilizados
Material Utilizado
Comentários
v
Cadinhos fechados com
revestimento refractário
Forno de poço aberto
Baiyin
Forno de Arco Eléctrico
Contop/Ciclone
Forno de Arco Eléctrico
Submerso
Metais refractários,
ferro-ligas especiais
Metais refractários,
ferro-ligas especiais
Cobre
Ferro-ligas
Cobre
Metais preciosos, cobre,
ferro-ligas
Óxidos metálicos
Óxidos metálicos
Concentrados
Concentrados, minério
Concentrados
Escórias, materiais
secundários,
concentrados
Forno rotativo
Alumínio, chumbo,
cobre, metais preciosos
Forno rotativo
basculante
Alumínio
Forno de revérbero
Alumínio, cobre, outros
Sucata e outros
materiais secundários,
cobre negro
Vanyucov
ISA Smelt/Ausmelt
Cobre
Cobre, chumbo
QSL
Chumbo
Kivcet
Chumbo
Cobre
Cobre
Cobre
Cobre (TBRC),
metais preciosos
Concentrados
Materiais
intermediários,
concentrados e
materiais secundários
Concentrados e
materiais secundários
Concentrados e
materiais secundários
Concentrados
Concentrados
A maioria dos materiais
secundários, incluindo
lamas
Sucata
Noranda
El Teniente
TBRC
TROF
Miniforno de fusão
redutora
Alto-forno e ISF
Forno de acção rápida
Inco
Forno de fusão redutora
de acção rápida
Outokumpu
Processo Mitsubishi
Peirce Smith
Hoboken
Cobre/chumbo/estanho
Chumbo,
chumbo/zinco, cobre,
metais preciosos, ferromanganês com elevado
teor de carbono
Cobre, níquel
Concentrados, a maioria
dos materiais
secundários
Cobre, níquel
Concentrados
Cobre
Concentrados e sucata
de ânodos
Mate e sucata de
ânodos
Cobre (convertidor),
ferro-ligas, produção de
óxidos metálicos
Cobre (convertidor)
Convertidor de acção
Cobre (convertidor)
rápida Outokumpu
Convertidor Noranda
Cobre (convertidor)
Convertidor Mitsubishi Cobre (convertidor)
Fornos de fusão redutora e refinação
vi
Sucata e outros
materiais secundários,
cobre poroso (ou cobre
blister)
Sucata e outros
materiais secundários
Concentrados
Mate e sucata de
ânodos
Mate
Mate
Mate
Para a produção de
ferro-ligas utilizam-se
os tipos aberto,
semifechado e fechado
Oxidação e reacção
com substratos
Minimiza a utilização
de fundentes contendo
sais
Fusão redutora de
concentrados de cobre
noutras partes do
mundo
Para a produção de
ferro-manganês só se
utiliza em conjunto com
recuperação de energia
Forno
Metais Utilizados
Materiais Utilizados
Forno de indução
A maior parte dos
metais
Metais e sucatas
depurados
Forno de
bombardeamento
electrónico
Forno rotativo
Metais refractários
Metais e sucata
depurados
Alumínio, chumbo
Várias qualidades de
sucata
Forno de revérbero
Alumínio (primário e
secundário)
Várias qualidades de
sucata
Contimelt
Cobre
Forno de cuba
Cobre
Tambor (Thomas)
Cadinhos aquecidos
(caldeiros indirectos)
Cadinhos aquecidos
directamente
Cobre
Chumbo, zinco
Ânodos de cobre,
sucata depurada e
cobre poroso (ou cobre
blister)
Cátodos de cobre e
sucata depurada.
Sucata de cobre
Sucata depurada.
Metais preciosos
Metais depurados
Comentários
A agitação induzida
apoia a formação de
ligas. Pode ser
aplicado vácuo
relativamente a alguns
metais
São utilizados
fundentes e sais para
matrizes complexas
Pode variar a
configuração do banho
ou da soleira. Fusão ou
conservação
Sistema de forno
integrado
Condições redutoras.
Fusão, refinação ígnea
Fusão, refinação,
formação de ligas
Fusão, formação de
ligas.
Fornos de fusão
São também utilizados processos hidrometalúrgicos. Utilizam-se ácidos e álcalis (NaOH e, por
vezes, também Na2CO3) para dissolver o teor de metal de vários produtos de calcinação,
minérios e concentrados, antes da refinação e da extracção por electrólise. O material a lixiviar
encontra-se, normalmente, na forma de óxido, quer sob a forma de um minério oxidoso, quer
sob a forma de um óxido produzido por ustulação. Também a lixiviação directa de alguns
concentrados ou mates é levada a cabo tanto a pressões elevadas como à pressão atmosférica.
Alguns minérios contendo sulfuretos de cobre podem ser igualmente lixiviados com ácido
sulfúrico ou com outros meios, utilizando por vezes as bactérias naturais para promover a
oxidação e a dissolução, mas os tempos de residência utilizados são muito longos.
Pode adicionar-se ar, oxigénio, cloro ou soluções contendo cloreto férrico aos sistemas de
lixiviação para lhes fornecer as condições adequadas à dissolução. As soluções produzidas são
tratadas de várias maneiras para refinar e extrair os metais. É prática comum devolver as
soluções empobrecidas à fase de lixiviação, nos casos em que isso seja apropriado, para
conservar os ácidos e as soluções alcalinas.
4. Consumos e emissões actuais
A gama de matérias-primas é também um factor significativo que afecta o consumo de energia,
a quantidade de resíduos produzida e a quantidade utilizada de outros materiais. Disso é
exemplo a remoção de impurezas, como do ferro para as escórias; a quantidade de impurezas
que se encontram presentes rege a quantidade de escória produzida e a energia utilizada.
vii
As emissões para o ambiente dependem dos sistemas de recolha ou de tratamento de redução
aplicados. O Quadro que se segue apresenta um resumo dos limites de variação relativamente a
vários processos de tratamento de redução, referidos durante o intercâmbio de informações:
Técnica de
tratamento de
redução
Emissões referidas
Componente
mínimo
Filtro de mangas Poeiras
de tecido, PE a (metais
em
quente e ciclone
função
da
composição)
Filtro de carvão
C total
Pós-queimador
C total
(incluindo
Dioxinas
arrefecimento
(TEQ)
rápido da
PAH (EPA)
temperatura para
HCN
as dioxinas)
Sistema de
SO2
lavagem de gases Hidrocarbonepor via húmida ou tos
semi-seca
Cloro
Sistema de
Poeiras
lavagem de
Hidrocarbonealumina
tos
PAH (EPA)
Recuperação de Cloro
cloro
Combustão
NOx
optimizada
Queimador de
redução de NOx
Sistema de
NOx
lavagem de gases
oxidante
Instalação de
de contacto
produção de ácido duplo
sulfúrico referida de contacto
como fazendo a
simples
conversão de SO2
Arrefecedor, PE,
PAH (EPA)
adsorção em
Hidrocarbonecal/carvão e filtro tos
de mangas de
tecido
< 1 mg/m3N
máximo
100 mg/m3N
< 20 mg/m3N
< 2 mg/m3N
100 mg/m3N
< 0,1 ng/m3N
5 ng/m3N
< 1 µg/m3N
< 0,1 mg/m3N
Emissões
específicas
(quantidade
por t de metal
produzida)
100 – 6000 g/t
10 - 80 g/t
5 - 10 µg/t
2500 µg/m3N
10 mg/m3N
< 50 mg/m3N
250 mg/m3N
500 – 3000 g/t
<10 mg de 200 mg de
C/m3N
C/m3N
< 2 mg/m3N
< 1 mg/m3N
20 mg/m3N
< 1 mg de 50 mg de
C/m3N
C/m3N
2000 µg/m3N
< 20 µg/m3N
< 5 mg/m3N
10 mg/m3N
500 mg/m3N
< 100 mg/m3N
99,3 %
99,7%
1 - 16 kg/t
95
99,1%
0,1 mg/m3N
20 mg de
C/m3N
6 mg/m3N
200 mg de
C/m3N
Limites de variação das actuais emissões, referidos
Os gases resultantes do processamento são capturados e seguidamente depurados em filtros de
mangas de tecido, tendo em vista a redução de emissões de poeiras e compostos metálicos,
como sejam os compostos de chumbo. Os tecidos dos filtros modernos apresentam melhorias
significativas ao nível da sua eficiência, fiabilidade e vida útil. Utilizam-se pós-queimadores e
absorção em carvão para eliminar as dioxinas e os COV.
viii
No entanto, os gases não capturados e as emissões resultantes de fugas não são objecto de
qualquer tratamento. Também ocorrem emissões de poeiras provenientes da armazenagem, do
manuseamento e do tratamento prévio das matérias-primas, casos estes em que as emissões de
poeiras resultantes de fugas desempenham igualmente um papel importante. Isto é verdade tanto
no que diz respeito à produção primária como no que diz respeito à produção secundária, pois
essas emissões podem revestir-se de uma importância muito maior que a das emissões que são
captadas e sujeitas a um tratamento de redução. São necessários, um projecto cuidado da
instalação e operações de processamento cuidadosas para captar e tratar os gases resultantes do
processamento nos casos em que as emissões resultantes de fugas sejam significativas.
ix
O Quadro que se segue mostra que as emissões não captadas ou resultantes de fugas são
problemas importantes:
Produção de ânodos
t/ano
Emissões resultantes de
fugas
Total da unidade de
fusão redutora
Linha da cobertura da
unidade de fusão
redutora
Emissões na chaminé
da unidade de fusão
redutora primária
Unidade de fusão
redutora/ instalação de
produção de ácido
Chaminé-chapéus
secundários
Emissão de poeiras kg/ano
Antes da recolha
Após recolha secundária
secundária adicional de
adicional de gases (1996)
gases (1992)
220000
325000
66490
32200
56160
17020
7990
7600
2547
2116
Comparação entre as cargas de poeiras que são objecto de tratamento de redução e aquelasque
resultam de fugas numa unidade de fusão redutora primária de cobre
Muitos processos utilizam sistemas bem vedados de água de refrigeração e de água de
processamento, mas continua a haver a possibilidade de descarregar metais pesados para a água.
No capítulo 2 são analisados os métodos que visam reduzir o consumo de água ou a produção
de água residual, e tratar as águas utilizadas no processo.
A produção de resíduos é igualmente um factor importante nesta indústria, mas os resíduos
contêm, em muitos casos, uma grande quantidade de metais susceptíveis de serem recuperados,
pelo que é prática comum utilizar os resíduos in situ ou noutras instalações com vista à
recuperação dos metais. Muitas das escórias produzidas são inertes e não lixiviáveis, pelo que
são utilizadas em muitas obras de engenharia civil. Outras escórias, tais como as escórias
contendo sais, podem ser tratadas com vista à recuperação de outros componentes destinados a
serem utilizados noutras indústrias, mas é necessário que a indústria assegure que essas
operações de recuperação são levadas a cabo de acordo com elevados padrões ambientais.
5. Conclusões-chave sobre as melhores técnicas disponíveis
O intercâmbio de informações, levado a efeito durante a elaboração do documento de referência
sobre as melhores técnicas disponíveis para a produção de metais não ferrosos, permitiu tirar
conclusões sobre as melhores técnicas disponíveis, aplicáveis aos processos de produção e aos
processos associados. Por esse motivo, deve recorrer-se às secções de cada um dos capítulos
que descrevem as melhores técnicas disponíveis para se compreenderem perfeitamente as
melhores técnicas disponíveis e os processos e emissões que lhes estão associados. Apresentase abaixo um resumo dos principais resultados.
•
Actividades a montante
A gestão do processo, a supervisão e o controlo do processo e dos sistemas de tratamento de
redução são factores muito importantes. O recurso a boas acções de formação e a uma boa
instrução e motivação dos operadores é também importante, em especial para prevenir a
x
poluição ambiental. A aplicação de boas técnicas de manuseamento de matérias-primas pode
impedir a ocorrência de emissões resultantes de fugas. Outras técnicas importantes incluem o
seguinte:
•
•
•
•
Estudo das implicações ambientais de um novo processo ou de uma nova matéria-prima
logo no início do projecto, seguido de revisões periódicas efectuadas posteriormente.
Concepção do processo de forma que este aceite a gama de matérias-primas prevista.
Podem advir problemas graves se, por exemplo, os volumes de gás forem muito elevados ou
se o consumo de energia do material for superior ao esperado. A fase de projecto é o
período mais eficaz em termos de custos, para que se introduzam as melhorias no
comportamento funcional global em termos ambientais.
Utilização de uma sucessão de relatórios de auditoria de projecto e processo de decisão que
mostrem a forma como foram tidos em consideração os vários processos e as várias opções
de tratamento de redução.
Planificação dos procedimentos de entrada em funcionamento de novas instalações ou de
instalações modificadas.
O quadro que se segue apresenta um resumo das técnicas de armazenagem e manuseamento de
matérias-primas com base no tipo e nas características do material.
Matéria-prima
Grupo de
Método de
Método de
Comentários
metais
manuseamento
armazenagem
Concentrados
Material granular de
partículas de pequena
dimensão
(por exemplo, pós
metálicos)
Matérias-primas
secundárias
Fundentes
Todos, se
derem
origem à
formação de
poeiras
Todos, se
não derem
origem à
formação de
poeiras
Metais
refractários
Todas –
materiais de
grande
dimensão
Todas –
materiais de
pequena
dimensão
Todas –
materiais
com
partículas de
pequena
dimensão
Todos, se
derem
origem à
formação de
poeiras
Transportadores
em espaços
fechados ou
transportadores
pneumáticos
Transportadores
cobertos
Edifício fechado
Prevenção da
contaminação das
águas
Armazém coberto
Transportadores
em espaços
fechados ou
transportadores
pneumáticos.
Transportadores
cobertos
Carregador
mecânico
Tambores,
depósitos e
tremonhas
fechados
Prevenção da
contaminação das
águas e de
emissões
resultantes de fugas
para a atmosfera
Aberto
Vagonetas de
carregamento
Espaços cobertos
Prevenção da
contaminação das
águas ou de
reacções com a
água. Escoamento
das substâncias
oleosas da limalha
de ferro
Em espaços
fechados ou no
estado aglomerado
Em espaços
fechados caso se
tratem de materiais
pulverulentos
Transportadores
em espaços
fechados ou
transportadores
pneumáticos
Edifício fechado
Prevenção da
contaminação das
águas
xi
Combustíveis sólidos
& coque:
Todos,se não
derem
origem à
formação de
poeiras
Todos
Combustíveis líquidos
e GPL
Todos
Gases do processo:
Todos
Solventes
Cu, Ni,
grupo do Zn,
metais
preciosos
(MP),
carbono
Todos
Produtos – cátodos,
varão para o fabrico de
fios, biletes, lingotes,
massas, etc.
Resíduos do processo
para recuperação
Resíduos para
eliminação (por
exemplo,
revestimentos de
fornos)
Transportadores
cobertos
Armazém coberto
Transportadores
cobertos,
se não derem
origem à formação
de poeiras
Tubagem aérea
Armazém coberto,
se não derem
origem à formação
de poeiras
Tubagem aérea
Tubagem sob
pressão reduzida
(Cloro, CO)
Tubagem aérea
Manual
Depende das
condições
Todos
Depende das
condições
Todos
Depende das
condições
Armazenagem
certificada
Zonas em aterro.
Armazenagem
certificada
Tambores,
reservatórios
Área aberta de
betão ou
armazenagem em
armazém coberto
Armazém aberto,
coberto ou em
espaço fechado, em
função da
formação de
poeiras e da
reacção com a água
Espaços abertos,
cobertos ou
fechados ou bem
vedados
(tambores), em
função do material
Retroventilação
das condutas
forçadas
Monitorização das
perdas de pressão,
alarmes para gases
tóxicos.
Retroventilação
das condutas
forçadas.
Sistema de
escoamento
apropriado
Sistema de
escoamento
apropriado
Sistema de
escoamento
apropriado
Resumo das matérias-primas e das técnicas de manuseamento
A concepção do(s) forno(s), a utilização de métodos adequados de tratamento prévio e o
controlo do processo foram identificados como sendo características importantes das melhores
técnicas disponíveis.
O recurso à dosagem e mistura das matérias-primas para optimizar o processo evita que sejam
utilizados materiais inadequados e maximiza a eficiência do processo. A amostragem e a análise
dos materiais de alimentação e a segregação de alguns materiais são factores importantes nesta
técnica.
É importante haver uma boa concepção, uma boa manutenção e uma boa vigilância em todas as
fases do processo e do tratamento de redução. A amostragem e a monitorização das emissões
para o meio ambiente devem ser levadas a cabo em conformidade com métodos normalizados
nacionais ou internacionais. Os parâmetros importantes que podem ser utilizados para o
controlo do processo ou do tratamento de redução devem ser objecto de monitorização. Deve
ser levada a cabo uma vigilância contínua dos parâmetros-chave, desde que tal seja exequível.
•
xii
Controlo do processo
As técnicas de controlo do processo concebidas para medir e manter os parâmetros óptimos, tais
como a temperatura, a pressão, os componentes dos gases e outros parâmetros críticos do
processo, etc., são consideradas as melhores técnicas disponíveis.
Amostragem e análise das matérias-primas para controlar as condições da instalação. Deve
conseguir-se uma boa mistura dos diferentes materiais de alimentação para se obter uma óptima
eficiência de conversão e reduzir as emissões e quantidade de materiais rejeitados.
A utilização de sistemas de pesagem e medição do material de alimentação, a utilização de
microprocessadores para controlar a velocidade de alimentação do material, as condições
críticas de processamento e de combustão e a adição de gases permitem optimizar a operação do
processo. Para este efeito, podem ser medidos diversos parâmetros e fornecidos alarmes para os
parâmetros críticos, que incluem:
•
•
•
•
•
•
A monitorização em linha da temperatura, da pressão no forno (ou depressão) e do
volume ou caudal de gases.
A monitorização de componentes gasosos (O2, SO2, CO, poeiras, NOx, etc.).
A monitorização em linha de vibrações com o objectivo de detectar obstruções e
possíveis falhas do equipamento.
A monitorização em linha da corrente e da tensão aplicadas nos processos electrolíticos.
A monitorização em linha das emissões para controlar os parâmetros críticos do
processo.
A vigilância e o controlo da temperatura dos fornos de fusão para impedir a produção
de fumos metálicos e fumos de óxidos metálicos por sobreaquecimento.
Os operadores, os técnicos e as restantes pessoas envolvidas devem ser objecto de formação
contínua e de avaliação quanto à aplicação das instruções de serviço, à aplicação das técnicas
modernas de controlo e quanto ao significado dos alarmes e às acções a empreender quando os
alarmes são accionados.
Optimização dos níveis de supervisão por forma a tirar partido do acima exposto e a manter a
responsabilidade dos operadores.
•
Recolha de gases e respectivo tratamento de redução
Os sistemas utilizados para a recolha de fumos devem explorar os sistemas de vedação dos
fornos ou dos reactores e ser concebidos para manter uma pressão reduzida que evite fugas e
emissões resultantes de fugas. Devem ser utilizados sistemas que mantenham uma boa vedação
dos fornos ou uma disposição correcta das coberturas. São disso exemplos: adições de material
através dos eléctrodos; adições através de tubeiras ou lanças e a utilização de válvulas rotativas
robustas nos sistemas de alimentação. A recolha secundária de fumos é dispendiosa e consome
muita energia, mas é necessária no caso de alguns fornos. O sistema utilizado deve ser um
sistema inteligente, capaz de direccionar a extracção de fumos para a fonte e determinar a
duração dos fumos.
Sendo utilizados em toda a parte para a remoção de poeiras e metais associados, os filtros de
mangas de tecido (a jusante da recuperação de calor ou do arrefecimento dos gases) podem
proporcionar o melhor desempenho, contanto que, sejam utilizados tecidos modernos,
resistentes ao desgaste, que as partículas sejam próprias para o efeito, e que seja levada a cabo
uma monitorização contínua para detectar falhas. Os tecidos modernos utilizados nos filtros (por
exemplo, filtros de membrana) apresentam melhorias significativas em termos do seu
comportamento funcional, da sua fiabilidade e da sua vida útil e, por conseguinte, proporcionam
poupanças ao nível dos custos a médio prazo. Estes filtros podem ser utilizados em instalações
já existentes e podem ser instalados durante as operações de manutenção. Têm, como
característica, sistemas de detecção do rebentamento do(s) saco(s) e métodos de limpeza em
linha.
xiii
Os precipitadores electrostáticos ou os sistemas de lavagem de gases por via húmida podem ser
eficazes para as poeiras viscosas ou abrasivas, desde que sejam correctamente concebidos para a
aplicação em vista.
O tratamento de gases para a fase de fusão redutora ou de incineração deve incluir uma fase de
remoção do dióxido de enxofre e/ou uma pós-combustão, se tal for considerado necessário para
evitar problemas na qualidade do ar a nível local, regional ou a longa distância, ou se houver a
hipótese de presença de dioxinas nos gases.
Podem haver variações ao nível das matérias-primas que influenciem a gama de componentes
ou o estado físico de alguns componentes, como sejam a dimensão e as propriedades físicas das
poeiras produzidas. Estas variações devem ser objecto de uma avaliação a nível local.
•
Prevenção e destruição de dioxinas
No que diz respeito a muitos dos processos pirometalúrgicos de produção de metais não
ferrosos, é preciso ter em linha de conta a presença de dioxinas ou a sua formação durante um
dado processo. São referidos exemplos específicos nos capítulos respeitantes especificamente
aos metais e, nesses casos, considera-se que as seguintes técnicas correspondem às melhores
técnicas disponíveis para a prevenção da formação de dioxinas e a destruição das dioxinas
presentes. Estas técnicas podem ser utilizadas combinadas entre si. Há referências ao facto de
alguns metais não ferrosos catalisarem a síntese de novo, pelo que é por vezes necessário dispor
de um gás depurado antes de se proceder a um tratamento de redução ulterior.
•
•
•
•
•
•
•
Controlo da qualidade da sucata que entra no processo, em função do processo
utilizado. Utilização do material de alimentação correcto para o forno ou processo em
questão. A escolha e separação para prevenir a adição de material contaminado com
substâncias orgânicas ou precursores podem reduzir o potencial de formação de
dioxinas.
Utilização de pós-queimadores bem concebidos e operados e arrefecimento rápido e
expedito dos gases quentes até < 250°C.
Utilização de condições óptimas de combustão. Utilização de injecção de oxigénio na
parte superior do forno para assegurar a combustão completa dos gases do forno, se isso
for necessário para o conseguir.
Absorção em contacto com carvão activado num reactor de leito fixo ou de leito móvel
ou por injecção no caudal de gases e remoção sob a forma de poeiras de filtração.
Remoção de poeiras com alta eficiência, por exemplo, em filtros cerâmicos, filtros de
mangas de tecido de alta eficiência ou no trem de depuração de gases que antecede uma
instalação de ácido sulfúrico.
Utilização de uma fase de oxidação catalítica ou de filtros de mangas de tecido que
tenham um revestimento catalítico incorporado.
Tratamento das poeiras recolhidas em fornos de altas temperaturas para destruir as
dioxinas e recuperar os metais.
As concentrações na emissão associadas às técnicas acima mencionadas variam entre <0,1 e 0,5
ng/m³N TEQ, em função do material de alimentação, do processo de fusão redutora ou do
processo de fusão e das técnicas ou da combinação de técnicas utilizadas para remover as
dioxinas.
•
Processos Metalúrgicos
É ampla a gama de matérias-primas disponíveis para as várias instalações, o que significa que
há necessidade de incluir vários processos metalúrgicos de produção nas secções da maioria dos
grupos de metais respeitantes às melhores técnicas disponíveis. Em muitos casos, a escolha do
xiv
processo rege-se pelas matérias-primas, pelo que o tipo de forno não afecta significativamente
as melhores técnicas disponíveis, desde que o forno tenha sido concebido para as matériasprimas utilizadas e seja aplicada uma recuperação de energia, sempre que tal seja exequível.
Há excepções. A utilização de pontos de alimentação múltipla de alumina, por forma a centrar
as células de pré-cozimento, foi identificada como a melhor técnica disponível para o alumínio
primário, tal como a utilização de fornos bem vedados na produção de algumas ferro-ligas, para
permitir a recolha de gases com elevado poder calorífico. O forno de revérbero não é
considerado como a melhor técnica disponível no que diz respeito ao cobre primário. Os outros
factores mais influentes são a dosagem e mistura das matérias-primas, o controlo do processo, a
gestão e a recolha de fumos. A hierarquia na escolha de um novo processo ou de um processo
modificado foi identificada como sendo:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
O prévio tratamento térmico ou mecânico dos materiais secundários para minimizar a
contaminação orgânica do material de alimentação.
A utilização de fornos ou outras unidades de processamento bem vedados, para evitar
emissões resultantes de fugas, permitir a recuperação de calor e possibilitar a recolha
dos gases resultantes do processamento para outras aplicações (por exemplo, CO como
combustível e SO2 como ácido sulfúrico) ou para serem objecto de um tratamento de
redução.
A utilização de fornos semivedados nos casos em que não hajam à disposição fornos
bem vedados.
A minimização das transferências de material entre os processos.
Sempre que essas transferências sejam inevitáveis, a utilização de canais de vazamento
de preferência à utilização de panelas para os materiais fundidos.
Em alguns casos, a restrição das técnicas àquelas que evitam as transferências do
material fundido poderá impedir a recuperação de alguns materiais secundários que
iriam entrar então no caudal de resíduos. Nestes casos, é adequado recorrer à recolha
secundária ou terciária dos fumos para que esses materiais possam ser recuperados.
A concepção de sistemas de coberturas e de condutas de forma a capturar os fumos
resultantes das transferências e da sangria do metal quente, do mate ou da escória.
Pode ser necessário recorrer ao encapsulamento dos fornos ou reactores para prevenir a
libertação de perdas de fumos para a atmosfera.
Nos casos em que seja de esperar que a extracção primária e o encapsulamento sejam
ineficazes, o forno poderá ser totalmente fechado e o ar de ventilação extraído por
ventiladores-extractores para um sistema adequado de tratamento e descarga.
O aproveitamento máximo do teor energético dos concentrados que contêm sulfuretos.
Emissões para a atmosfera
As emissões para a atmosfera provêm das fases de armazenagem, manuseamento e tratamento
prévio e das fases pirometalúrgicas e hidrometalúrgicas. A transferência de materiais reveste-se
de particular importância. Os dados fornecidos confirmaram a importância muito significativa
das emissões resultantes de fugas em muitos processos e o facto de as emissões resultantes de
fugas poderem ser muito maiores do que as emissões que são captadas e submetidas a um
tratamento de redução. Nestes casos, é possível reduzir o impacte ambiental seguindo a
hierarquia das técnicas de recolha dos gases provenientes da armazenagem e do manuseamento
dos materiais, dos reactores ou fornos e dos pontos de transferência de materiais. Há que tomar
em linha de conta potenciais emissões resultantes de fugas em todas as fases de concepção e
desenvolvimento do processo. A hierarquia da recolha de gases a partir de todas as fases do
processo é a seguinte:
•
•
•
Optimização do processo e minimização das emissões;
Reactores e fornos bem vedados;
Recolha de fumos direccionada.
xv
A recolha de fumos ao nível da linha de cobertura das instalações consome muita energia, pelo
que deve ser considerada como último recurso.
O quadro seguinte apresenta um resumo das potenciais fontes de emissão para a atmosfera e dá
também uma perspectiva dos métodos de prevenção e de tratamento. As emissões para a
atmosfera, referidas baseiam-se em emissões recolhidas. As emissões associadas são indicadas
como médias diárias, baseadas numa monitorização em contínuo durante o período de operação.
Nos casos em que não seja exequível levar a cabo uma monitorização em contínuo, o valor
corresponderá à média do período de amostragem. Foram utilizadas condições normalizadas:
273 K, 101,3 kPa, medição do teor de oxigénio e gases secos sem diluição dos gases.
A captura do enxofre é um requisito importante sempre que os minérios ou concentrados
contendo sulfuretos são objecto de ustulação ou de fusão redutora. O dióxido de enxofre
produzido pelo processo é recolhido e pode ser recuperado sob a forma de enxofre, gesso (se
não acarretar efeitos secundários) ou dióxido de enxofre ou pode ser convertido em ácido
sulfúrico. A escolha do processo depende da existência de mercados para o dióxido de enxofre
a nível local. A produção de ácido sulfúrico numa instalação de ácido sulfúrico de contacto
duplo, com um mínimo de quatro passagens, ou numa instalação de contacto simples com
produção de gesso a partir dos gases de cauda e utilizando um catalisador moderno são
consideradas como as melhores técnicas disponíveis. A configuração das instalações dependerá
da concentração do dióxido de enxofre produzido na fase de ustulação ou de fusão redutora.
Fase do processo
Manuseamento e
armazenagem de
materiais
Componentes nos efluentes
gasosos
Poeiras e metais
Moagem, secagem
Poeiras e metais
Sinterização/ustulação
Fusão redutora
Conversão
Refinação ígnea
COV, dioxinas.
Poeiras e compostos metálicos
Monóxido de carbono
Dióxido de enxofre
Tratamento de escórias.
Lixiviação e refinação
química
Refinação por carbonilo
xvi
Poeiras e metais.
Dióxido de enxofre
Monóxido de carbono
Cloro
Monóxido de carbono.
Hidrogénio.
Método de tratamento
Armazenagem, manuseamento e
transferência correctos. Recolha
das poeiras e filtração em filtros
de mangas de tecido, se
necessário
Operação do processo. Recolha
dos gases e filtração em filtros de
mangas de tecido
Pós-queimador, adição de
adsorventes ou de carvão activado
Recolha dos gases, depuração dos
gases em filtros de mangas de
tecido, recuperação de calor
Pós-queimador, se necessário
Instalação de ácido sulfúrico (para
os minérios contendo sulfuretos)
ou sistema de lavagem de gases
Recolha dos gases, arrefecimento
e filtração em filtros de mangas de
tecido
Sistema de lavagem de gases.
Pós-queimador
Recolha e reutilização dos gases,
sistema de lavagem de gases por
via húmida utilizando produtos
químicos
Processo bem vedado,
recuperação e reutilização.
Pós-queimador e remoção de
poeiras em filtros de mangas de
tecido para os gases de cauda
Extracção com solventes
Refinação térmica
COVs (depende do solvente
utilizado, devendo ser feita a
determinação in situ, a fim de
se avaliarem os possíveis
riscos).
Poeiras e metais.
Dióxido de enxofre.
Electrólise em sais
fundidos
Fluoretos, cloro, PFCs
Cozimento de
eléctrodos,
grafitização
Poeiras, metais, SO2,
Fluoretos, PAH, alcatrões
Produção de pós
metálicos
Produção de pó
Poeiras e metais
Redução a altas
temperaturas
Extracção por electrólise
Hidrogénio.
Fusão e vazamento
Poeiras e metais.
Poeiras, amoníaco
Cloro.
Nevoeiro ácido.
COVs, dioxinas (material de
alimentação orgânico)
Confinamento, recolha de gases,
recuperação do solvente.
Adsorção em carvão, se
necessário
Recolha dos gases e filtração em
filtros de mangas de tecido
Sistema de lavagem de gases, se
necessário
Operação do processo. Recolha
dos gases, sistema de lavagem
(alumina) e filtração em filtros de
mangas de tecido
Recolha dos gases, condensador e
precipitador electrostático (PE),
pós-queimador ou sistema de
lavagem de alumina e filtração em
filtros de mangas de tecido.
Sistema de lavagem de gases, se
necessário para o SO2
Recolha dos gases e filtração em
filtros de mangas de tecido
Recolha e recuperação dos gases.
Sistema de lavagem de gases em
meio ácido
Processo bem vedado, reutilização
Recolha dos gases e reutilização.
Sistema de lavagem de gases por
via húmida. Extracção de
nevoeiro.
Recolha dos gases e filtração em
filtro de mangas de tecido
Pós-queimador (injecção de
carvão)
Nota. A captura de poeiras mediante a utilização de um filtro de mangas de tecido pode requerer a remoção das
partículas quentes para impedir a ocorrência de incêndios. Os precipitadores electrostáticos a quente devem ser
utilizados num sistema de depuração de gases a montante de uma instalação de ácido sulfúrico ou para gases
húmidos.
Resumo das fontes e das opções de tratamento/redução
xvii
No quadro que se segue apresenta-se um resumo dos níveis de emissão associados aos sistemas
de tratamento de redução, considerados como as melhores técnicas disponíveis para os
processos de produção de metais não ferrosos. São dados mais pormenores nas conclusões
sobre as melhores técnicas disponíveis, constantes dos capítulos respeitantes especificamente
aos metais.
Técnica de
tratamento de
redução
Filtro de mangas de
tecido
Filtro de carvão ou
biofiltro
Pós-queimador
(incluindo
arrefecimento
rápido da
temperatura para
remoção das
dioxinas)
Condições
optimizadas de
combustão
Precipitador
electrostático (PE)
por via húmida
Filtro cerâmico
Sistema de lavagem
de gases por via
húmida ou semiseca utilizando
álcalis
Sistema de lavagem
de alumina
Recuperação de
cloro
Limites de variação associados
Comentário
Poeiras 1 - 5 mg/m3N
Metais – em função da composição
das poeiras
C orgânico total < 20 mg/m3N
Depende das características das
poeiras
C orgânico total < 5 - 15 mg/m3N
Dioxinas < 0,1 – 0,5 ng/m3N TEQ
PAH (OSPAR 11) < 200 µg de C/m3N
HCN < 2 mg/m3N
Projectado para o volume de gases.
Há outras técnicas disponíveis para
reduzir ainda mais as dioxinas por
meio de injecção de carvão/cal,
reactores catalíticos/filtros
C orgânico total < 5 - 50 mg/m3N
Poeiras < 5 mg/m3N
Depende das características por
exemplo, poeiras, humidade ou
alta temperatura
SO2 < 50 - 200 mg/m3N
Alcatrão < 10 mg/m3N
Cloro < 2 mg/m3N
Poeiras 1 - 5 mg/m3N
Hidrocarbonetos < 2 mg/m3N
PAH (OSPAR 11) < 200 µg de C/m3N
Cloro < 5 mg/m3N.
Sistema de lavagem
de gases oxidante
NOx < 100 mg/m3N
Queimador de
redução de NOx
Queimador de
combustível com
oxigénio
< 100 mg/m3N
< 100 - 300 mg/m3N
Instalação de ácido
sulfúrico
> 99,7% de conversão (contacto
duplo)
Arrefecedor, PE,
> 99,1% de conversão (contacto
simples)
PAH (OSPAR 11) < 200 µg de C/m3N
xviii
Fenol < 0,1 mg/m3N
O cloro é reutilizado. Possíveis
emissões acidentais resultantes de
fugas
Provenientes da utilização de ácido
nítrico – recuperação seguida de
remoção de vestígios
Os valores mais elevados estão
associados ao enriquecimento com
oxigénio para reduzir o consumo
de energia. Nestes casos, o
volume de gases e o caudal
mássico das emissões são
reduzidos
Incluindo o sistema de lavagem de
mercúrio pelo processo de
Boliden/Norzink ou o sistema de
lavagem de tiossulfato Hg < 1 ppm
no ácido produzido
adsorção em
cal/carvão e filtro
de mangas de
tecido
Hidrocarbonetos (voláteis)
< 20 mg de C/m3N
Hidrocarbonetos (condensados)
< 2 mg de C/m3N
Nota: Só emissões recolhidas. As emissões associadas são indicadas como médias diárias, baseadas numa
monitorização em contínuo durante o período de operação e em condições normalizadas de 273 K, 101,3 kPa, medição
do teor de oxigénio e gases secos sem diluição dos gases com o ar. Nos casos em que não seja exequível levar a cabo
uma monitorização em contínuo, o valor será a média do período de amostragem. No que diz respeito ao sistema de
tratamento de redução utilizado, serão tidas em consideração as características dos gases e das poeiras na concepção do
sistema e na temperatura correcta de serviço utilizada. Relativamente a alguns componentes, a variação da
concentração nos gases brutos durante os processos de carregamento pode afectar o desempenho do sistema de
tratamento de redução.
Emissões para a atmosfera associadas à utilização das melhores técnicas disponíveis
xix
Há vários reagentes específicos que são utilizados no tratamento químico de soluções de metais
ou em vários processos metalúrgicos. Passamos a indicar alguns dos compostos, algumas das
fontes e alguns dos métodos de tratamento dos gases gerados pela utilização desses reagentes:
Processos/reagentes
utilizados
Utilização de óxido de
arsénio ou de antimónio
(refinação de Zn/Pb)
Pez, etc.
Alcatrões e PAH
Solventes, COV
COV, odores
Ácido sulfúrico (+ enxofre
presente no combustível ou
na matéria-prima)
Água régia
Dióxido de enxofre
NOCl, NOx
Cloro, HCl
Cl2
Ácido nítrico
NOx
Na ou KCN
HCN
Amoníaco
NH3
Cloreto de amónio
Aerossóis
Hidrazina
N2H4 (possível
carcinogéneo)
Hidrogénio (perigo de
explosão)
Boro-hidreto de sódio
Componentes presentes
nos efluentes gasosos
Arsina/estibina
Ácido fórmico
Formaldeído
Clorato de sódio/HCl
Óxidos de Cl2 (perigo de
explosão)
Método de tratamento
Sistema de lavagem de gases
com permanganato
Pós-queimador, condensador e
PE ou torre de absorção por
via seca
Confinamento, condensação.
Carvão activado, biofiltro
Sistema de lavagem de gases
por via húmida ou semi-seca.
Instalação de ácido sulfúrico
Sistema de lavagem de gases
com substâncias cáusticas
Sistema de lavagem de gases
com substâncias cáusticas
Oxidação e absorção,
reciclagem, sistema de
lavagem de gases
Oxidação com peróxido ou
hipoclorito de hidrogénio
Recuperação, sistema de
lavagem de gases
Recuperação por sublimação,
sistema de lavagem de gases
Sistema de lavagem de gases
ou carvão activado
Evitar, se possível, no
processamento de metais do
grupo da platina (MGP) (em
especial Os, Ru)
Sistema de lavagem de gases
com substâncias cáusticas
Controlo da parte final do
processo
Sinopse dos métodos de tratamento químico de alguns componentes gasosos
•
Emissões para a água
As emissões para a água provêm de várias fontes, podendo ser aplicadas múltiplas opções de
minimização e tratamento, em função da fonte e dos componentes presentes. Em regra, as
águas residuais podem conter compostos metálicos solúveis e não solúveis, óleo e materiais
orgânicos. O quadro seguinte apresenta um resumo das potenciais águas residuais, dos metais
produzidos, dos métodos de minimização e dos métodos de tratamento utilizados.
xx
Fonte de água
residual
Água utilizada
no processo
Água de
refrigeração
indirecta
Processo associado
Produção de alumina
Ruptura de
acumuladores de
chumbo-ácido sulfúrico
Decapagem química
Arrefecimento do(s)
forno(s) para a maioria
dos metais.
Arrefecimento do
electrólito para Zn
Água de
refrigeração
directa
Granulação de
escórias
Vazamento de Al, Cu e
Zn.
Eléctrodos de carbono
Cu, Ni, Pb, Zn, metais
preciosos, ferro-ligas
Electrólise
Cu, Ni, Zn
Hidrometalurgia (descargas)
Zn, Cd
Sistema de
tratamento de
redução
(descargas)
Sistemas de lavagem de
gases por via húmida.
PE por via húmida e
sistemas de lavagem de
gases para instalações de
ácido nítrico
Todos
Água
superficial
Métodos de
minimização
Devolução ao processo
na medida do possível
Métodos de
tratamento
Neutralização e
precipitação.
Electrólise
Utilização de um sistema
bem vedado ou de um
sistema de refrigeração
do ar.
Vigilância do sistema
para detecção de fugas
Sedimentação.
Sistema de refrigeração
em circuito fechado
Sedimentação.
Sistema bem vedado.
Recuperação electrolítica
das purgas de electrólito
Sistema bem vedado.
Sedimentação.
Precipitação, se
necessário
Sedimentação.
Precipitação, se
necessário.
Neutralização e
precipitação.
Reutilização dos caudais
de ácido fraco, se
possível
Sedimentação.
Precipitação se
necessário.
Sedimentação.
Precipitação se
necessário
Boa armazenagem das
matérias-primas e
prevenção de emissões
resultantes de fugas
Sedimentação.
Precipitação, se
necessário.
Filtração
Sinopse das melhores técnicas disponíveis para os caudais de água residual
Os sistemas de tratamento de água residual podem maximizar a remoção de metais por meio de
sedimentação e, possivelmente, de filtração. Os reagentes utilizados para a precipitação podem
ser hidróxidos, sulfuretos ou uma combinação de ambos, em função da mistura de metais
presentes. Em muitos casos também é viável reutilizar a água tratada.
Água
utilizada
no
processo
Cu
<0,1
Pb
<0,05
Principais componentes [mg/l]
As
Ni
Cd
<0,01
<0,1
<0,05
Zn
<0,15
Nota: As emissões para a água associadas baseiam-se numa amostra aleatória qualificada ou numa amostra
composta de 24 horas.A extensão do tratamento da água residual depende da fonte em questão e dos metais contidos
na água residual.
Exemplo de emissões para a água associadas à utilização das melhores técnicas disponíveis
•
Resíduos do processo
xxi
Os resíduos de processamento são produzidos em diversas fases do processo e dependem, em
larga medida, dos constituintes das matérias-primas. Os minérios e concentrados contêm
quantidades de metais diferentes do principal metal que se visa extrair. Foram concebidos
processos para obter o metal-alvo puro e recuperar também outros metais valiosos.
Estes outros metais tendem a concentrar-se nos resíduos de processamento e, por sua vez, estes
resíduos constituem a matéria-prima para outros processos de recuperação de metais. O quadro
que se segue apresenta uma sinopse de alguns resíduos de processamento e das opções
disponíveis para lidar com os mesmos.
xxii
Fonte dos resíduos
Metais
associados
Todos os metais
Resíduos
Opções para lidar com os resíduos
Poeiras,
varreduras
Material de alimentação para o
processo principal
Todos os metais
Escórias
Ferro-ligas
Escórias ricas
Forno de conversão
Cu
Escórias
Fornos de refinação
Cu
Escórias
Pb
Metais preciosos
(MP)
Escuma
Escuma e
escórias
Material de construção após tratamento
da escória. Indústria de abrasivos.
Parte da escória pode ser utilizada
como material refractário por exemplo,
a escória resultante da produção de
metais contendo crómio
Matéria-prima para outros processos de
produção de ferro-ligas
Reciclagem para a unidade de fusão
redutora
Reciclagem para a unidade de fusão
redutora
Recuperação de outros metais valiosos
Reciclagem a nível interno
Tratamento de
escórias
Forno de fusão
Cu e Ni
Escória depurada
Todos os metais
Refinação
electrolítica
Cu
Extracção por
electrólise
Electrólise em sais
fundidos
Zn, Ni, Co, MP
Escuma.
Escórias e
escória contendo
sais.
Purgas do
electrólito.
Restos de
ânodos.
Lama anódica
Electrólito gasto
Manuseamento de
matériasprimas, etc.
Forno de fusão
redutora
Al
Na e Li
Destilação
Hg
Lixiviação
Zn, Cd
Zn
Cu
Ni/Co
Instalação de ácido
sulfúrico
Revestimentos dos
fornos
Fresagem,
rectificação
Decapagem química
Sistemas de
Todos os metais
Carbono
Cu, Ti
A maioria –
Material de construção. Mate
produzido
Devolução ao processo após
tratamento.
Recuperação dos metais, recuperação
de sais e outras substâncias
Recuperação de Ni.
Devolução ao convertidor.
Recuperação de metais preciosos
Reutilização no processo de lixiviação
Revestimentos já
gastos das cubas
de electrólise
Excedentes do
banho.
Fragmentos de
ânodos
Material das
células
Resíduos
(Hollines)
Resíduos
Resíduos
ferríticos
Resíduos
Carburante ou eliminação.
Venda como electrólito.
Recuperação
Resíduos de
Cu/Fe
Catalisador
Lamas ácidas
Ácido fraco
Materiais
refractários
Poeiras de
carbono e grafite
Ácido usado
Poeiras de
Recuperação, eliminação
Sucata de ferro após depuração
Reutilização como material de
alimentação do processo
Devolução ao processo
Eliminação segura, reutilização da
lixívia
Eliminação segura
Regeneração
Eliminação segura
Lixiviação, eliminação
Utilização como agentes escorificantes,
eliminação
Utilização como matéria-prima noutros
processos
Recuperação
Devolução ao processo
xxiii
tratamento de
redução por via seca
Sistemas de
tratamento de
redução por via
húmida
Lamas do
tratamento de águas
residuais
Digestão
utilizando filtros
de mangas de
tecido ou PE
A maioria –
utilizando
sistemas de
lavagem de gases
ou PE por via
húmida
A maioria
Alumina
filtração
Recuperação de outros metais
Lamas de
filtração
Devolução ao processo ou recuperação
de outros metais (por exemplo, Hg).
Eliminação
Lamas contendo
hidróxidos ou
sulfuretos
Lamas vermelhas
Eliminação segura, reutilização.
Reutilização
Eliminação segura, reutilização da
solução aquosa
Sinopse dos resíduos e opções disponíveis para lidar com os mesmos
As poeiras de filtração podem ser recicladas dentro da mesma instalação ou utilizadas para a
recuperação de outros metais noutras instalações de metais não ferrosos, por terceiros ou para
outras aplicações.
Os resíduos e as escórias podem ser tratados com vista a recuperar metais valiosos e a tornar os
resíduos aptos para outros fins, como, por exemplo, materiais de construção. Alguns
componentes podem ser convertidos em produtos vendáveis.
Os resíduos do tratamento de águas podem conter metais valiosos e, em alguns casos, ser
reciclados.
A entidade reguladora e o operador devem persuadir-se de que a recuperação de resíduos por
terceiros é levada a cabo de acordo com elevados padrões ambientais e não dá lugar a efeitos
secundários negativos.
•
Compostos tóxicos
A toxicidade específica de alguns compostos que poderão ser emitidos (e seu impacte ou suas
consequências em termos ambientais) varia de grupo para grupo. Alguns metais possuem
compostos tóxicos que poderão ser emitidos a partir dos vários processos e que,
consequentemente, precisam de ser reduzidos.
•
Recuperação de energia
A recuperação de energia, antes ou depois do tratamento de redução, pode ser aplicada na
grande maioria dos casos, mas há circunstâncias locais importantes, como, por exemplo, nos
casos em que não haja escoamento para a energia recuperada. As conclusões sobre as melhores
técnicas disponíveis relativamente à recuperação de energia são as seguintes:
•
•
•
•
•
•
•
xxiv
Produção de vapor e electricidade a partir do calor gerado nas caldeiras de recuperação.
Utilização do calor da reacção para reduzir ou ustular concentrados ou fundir sucatas
metálicas num convertidor.
Utilização dos gases quentes do processo para secar os materiais de alimentação.
Pré-aquecimento de uma carga do forno utilizando o teor energético dos gases do forno
ou dos gases quentes provenientes de outra fonte.
Utilização de queimadores equipados com recuperadores ou de pré-aquecimento do ar
de combustão.
Utilização do CO produzido como combustível gasoso.
Aquecimento das lixívias a partir dos gases quentes do processo ou das soluções
aquosas quentes do processo.
•
•
Aproveitamento do teor de plástico em algumas matérias-primas como combustível,
desde que não possam ser recuperados plásticos de boa qualidade e não haja emissões
de dioxinas e COV.
Utilização de materiais refractários de baixa densidade sempre que seja viável.
6. Grau de consenso e recomendações relativas a trabalhos futuros
O presente documento de referência sobre as melhores técnicas disponíveis teve um grande
apoio por parte do GTT e dos participantes no 7º encontro do Fórum de Intercâmbio de
Informações. As observações críticas incidiram principalmente sobre lacunas a nível das
informações prestadas e sobre aspectos relacionados com a apresentação (o Resumo deve incluir
pedidos de mais informações sobre os níveis de consumo e emissão associados às melhores
técnicas disponíveis).
Recomenda-se que este documento seja objecto de uma revisão no prazo de 4 anos. As áreas em
que devem ser desenvolvidos mais esforços no sentido de se estabelecer uma base de
informação correcta abrangem sobretudo as emissões resultantes de fugas e também dados
específicos sobre consumos e emissões, resíduos de processamento, águas residuais e aspectos
relacionados com as pequenas e médias empresas. O capítulo 13 contém mais recomendações.
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