Estudo da viabilidade de utilização de lama de aciaria como matéria prima para produção de materiais magnéticos.

Abstract

A lama de aciaria é um rejeito sólido de complexa composição química e difícil disposição final. A busca por um via ambientalmente correta para a reciclagem deste rejeito tem motivado o desenvolvimento de diversos trabalhos. O presente estudo está inserido neste contexto e tem como objetivo, avaliar a viabilidade de utilização da lama de aciaria como matéria-prima para fabricação de materiais magnéticos. A fração fina da lama (< 45 m) e microesferas extraídas da fração grossa (> 45 m) foram tratadas com solução de HCl (10 % v/v). Os rejeitos tratados e não tratados foram submetidos a prensagem uniaxial a 250 MPa e tratamento térmico a 900 por 1 hora em ar para avaliar o comportamento magnético do rejeito quando submetido a compactação e tratamento térmico. A caracterização química e o estudo da estrutura dos pós foram realizados por espectrofotometria de emissão atômica com fonte plasma (OES-ICP) e difratometria de raios X (DRX), respectivamente. A morfologia dos pós e a microestrutura dos compactos foram examinadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). A caracterização magnética foi realizada empregando um magnetômetro de amostra vibrante (MAV). As propriedades magnéticas dos rejeitos foram avaliadas comparativamente com pó de ferro de alta pureza (99,98%) e a matéria-prima comercial Somaloy® 700 1P. As análise OES-ICP mostraram que a lama fina de aciaria é composta por uma complexa composição química com a presença majoritária do elemento ferro seguido pelo elemento cálcio. As fases majoritárias detectas na lama fina foram : ferro no estado metálico; wustita (FeO) ; magnetita (Fe3O4) e calcita (CaCO3). De acordo com as análises MEV-EDS, as microesferas são constituidas majoritariamente por núcleos de ferro no estado metálico encapsulados tanto por camadas de oxidação quanto por aglomerados de complexa composição química. Nas condições empregadas neste trabalhos, os compactos apresentaram campo coercivo classificados em uma faixa intermediária entre materiais magnético duros e macios. O estudo comparativo entre as propriedades magnéticas dos pós de rejeitos, ferro de alta pureza e da matéria-prima Somaloy® mostrou que a lama fina é, em função da complexa composição química, inadequada para a utilização como matéria-prima para a produção de materiais magnéticos. As microsferas tratadas com HCl, por outro lado, apresenta resultados satisfatórios e surgem como uma possibilidade na substituição parcial de matérias-primas comerciais que utilizam pós de ferro com tamanho de partícula semelhante ao da microesfera.