Determinação das espécies de cromo nas cinzas da incineração de couro wet-blue em reatores de leito fixo e leito fluidizado

Abstract

Este trabalho tem como objetivo a determinação quantitativa da concentração de cromo (III, VI e total) nas cinzas de serragem de couro wet-blue, incineradas em reatores de leito fixo nas temperaturas de 450, 550 e 650 °C e reator de leito fluidizado nas temperaturas de 730, 780, 830 e 850 °C, verificando se estes resultados estão dentro dos limites permitidos pelas normas ambientais brasileiras e, consequentemente, se em relação à concentração de cromo, os processos de incineração utilizados são uma maneira adequada de promover a eliminação ambientalmente aceitável da serragem de couro wet-blue. Realizou-se, neste trabalho, o estudo dos procedimentos para digestão da amostra, dos métodos analíticos quantitativos para a determinação da concentração de cromo que constatou-se depender da valência a ser analisada. As determinações de cromo total e cromo hexavalente contido nas cinzas foram realizadas após digestão ácida e digestão alcalina da amostra, respectivamente. Após o processo de digestão o cromo total (na forma de Cr (VI)) e o cromo hexavalente foram determinados por dois métodos espectrofotométricos na forma de Cr (VI) em meio ácido com difenilcarbazida (DPC) e após redução na forma de Cr (III), complexado com EDTA. O cromo total também foi determinado por volumetria empregando o método titulométrico. Este método não foi empregado na determinação de cromo hexavalente devido aos baixos teores deste nas cinzas. O teor de Cr (III) foi obtido pela diferença entre o cromo total e cromo hexavalente. Procedendo-se a análise estatística dos resultados de cromo hexavalente e total nas cinzas pelos diferentes técnicas analíticas, independente do tipo de incinerador, verificou-se que não há diferenças significativas entre os mesmos. Podendo, portanto, utilizar quaisquer uma das técnicas para avaliá-los. Comparando-se os resultados das análises obtidos na incineração da serragem de couro wet-blue em reator de leito fixo e reator de leito fluidizado em diferentes temperaturas, verificou-se que no reator de leito fixo o teor de Cr (VI) nas cinzas geradas foi muito baixa, praticamente inexistente; enquanto que no reator de leito fluidizado se a temperatura de combustão não for muito alta o teor de Cr (VI) ficará dentro dos limites aceitáveis. As cinzas provenientes de qualquer um dos processos de incineração analisadas, neste trabalho, tanto do reator de leito fixo como de leito fluidizado não é conveniente que seja descartada diretamente no solo. As mesmas devem ser aproveitadas na indústria de cerâmicos, ou mesmo em algum processo que visa recuperar o cromo.

This work aims to analyze the quantitative results obtained out of the concentration ofchromium (III), chromium (VI) and total chromium in the ashes of sawdust of wet-blueleather, incinerated in fix bed reactor under the temperature of 450°, 550°, and 650° C andfluidized bed reactor under the temperature of 730°, 780°, 830° and 850° C, by checkingwhether these results are within the limits allowed by the Brazilian environmental regulationsor not. Consequently, in relation to the concentration of chromium, whether the processes ofincineration applied are a proper manner to promote the environmentally acceptableelimination of the sawdust of wet-blue leather. The bibliography employed approaches the processes of incineration, types of tannery effluents, main existing treatments for these effluents, presence of chromium, its behavior,tolerance and analyses. In the chapter III of this work the material and equipment used in the characterizationare presented as well as the description of analytical, qualitative and quantitative methods andtechniques employed for the determination of chromium concentration, which has beenassumed to depend on the valency of the element. The analyses of total and hexavalent chromium contained in the ashes were made afteracid and alkaline digestion of the sample, respectively. After the process of digestion the total chromium diphenylcarbazide and hexavalent chromium were determined by two spectrophotometric methods in the form of Cr (VI) in acid with diphenylcarbazide (DPC) and, in the form of Cr (III), after redution complexed with EDTA. The total chromium was alsodetermined by volumetry by the use of the titulometric method, but it has not been applied todetermine the Cr (VI) due to its low content in the ashes. The content of Cr (III) has beenobtained by the difference between the total chromium and the Cr (VI). Proceeding to the statistic analysis of the hexavalent and total chromium results by different analytic techniques, in both reactors, it has been verified that there is no significant distinctions between them. Being possible, therefore, to utilize anyone of the techniques to evaluate them. Comparing the results of the analyses obtained in the incineration of the sawdust of wet-blue leather in fix bed reactor to the one in fluidized bed reactor under different temperatures,we have verified that the content of Cr (VI) in the sawdust generated was very low in fix bed reactor, practically inexistent; while, it is found within the acceptable limits in fluidized bed reactor, even though the results indicate a bigger concentration of Cr (VI) in the effluents.