MODELOS MATEMÁTICOS DE TRANSFERÊNCIA DE CALOR E MASSA: EXTRAÇÃO DE METAIS POR MEMBRANAS POLIMÉRICAS E SINTERIZAÇÃO DE MATERIAIS CERÂMICOS
Membrana de Inclusão de polímeros, Extração Multicomponente, Resíduo de Bauxita, Agregados Sintéticos, Sinterização, Modelo de transferência de Calor e massa.
Este trabalho apresenta a proposta de dois modelos matemáticos, um voltado para recuperação de íons metálicos utilizando membranas poliméricas planas e o segundo para o processo de sinterização de agregados sintéticos de resíduo de bauxita. A maioria dos modelos são limitados ao estudo de um único componente e não levam em consideração a seletividade e os efeitos de um segundo metal na cinética de reação. Logo, na primeira etapa é proposto um modelo de transferência de massa multicomponente capaz de simular a extração de metais de forma simultânea. O modelo foi baseado na equação de conservação de massa, resolvido utilizando a Abordagem das Equações Integrais Acopladas (CIEA) e validado utilizando medidas experimentais e simuladas obtidas por alguns pesquisadores. Na segunda etapa foi realizado um estudo experimental e numérico da produção de agregados graúdos sintéticos utilizando resíduo de bauxita. O estudo experimental consistiu em produzir e caracterizar os agregados em diferentes composições e temperaturas de sinterização. No estudo numérico foi proposto um modelo matemático de transferência de calor e massa que represente as principais reações de estado sólido e seus efeitos durante o processo de sinterização do agregado. Para análise do processo de sinterização foi construído um pequeno forno elétrico com uma balança acoplada para medir a perda de massa em função da temperatura e do tempo. O modelo será resolvido por CIEA e validado utilizando medidas experimentais.