PRODUÇÃO DE CIMENTO PORTLAND

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ 
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS 
COLEGIADO DE ENGENHARIA QUÍMICA 
PROCESSOS QUÍMICOS DE FABRICAÇÃO 
 
 
 
 
 
 
 
PROCESSOS INORGÂNICOS E 
APLICAÇÕES 
 
 
 
 
MIRELLA ALVES RAMOS 
 201611134 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ILHÉUS – BA 
2021 
• PROCESSOS INORGÂNICOS INDUSTRIAIS 
Os processos inorgânicos geralmente utilizam de materiais que advém de meios naturais, 
como solo, o ar ou de águas e são utilizadas para o consumo direto ou podem servir como 
matéria prima para outros produtos industrializados. São então, realizadas análises químicas 
afim de se obter as características predominantes desses materiais. Para isso, podem ser 
utilizadas de técnicas físico-químicas, mineralógicas, metalúrgicas, entre outras que em geral 
podem ser subdivididas em técnicas de vias úmidas ou secas. Além disso, podem ser 
submetidas a analises de desempenho com o objetivo de avaliar suas propriedades físicas. Os 
principais processos inorgânicos estão ligados a indústria de tratamento de água, a indústria 
de carboquímicas, cerâmica, cimento, vidro, ácidos, tintas e explosivos. 
 
 
• PRODUÇÃO DE CIMENTO PORTLAND 
Segundo a Associação Brasileira de Cimento Portland, o cimento pode ser definido como um 
“pó fino com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurecem sob a ação 
de água”. Atualmente, o cimento possui grande relevância para a sociedade em comum 
devido as suas características de uso e aplicações. Fatores como versatilidade, durabilidade e 
resistência faz com que esse material seja empregado em diversos setores industriais, sendo a 
construção civil como a principal fonte de absorção do produto. A produção de cimento 
Portland envolve as seguintes etapas: Extração da matéria prima, pré-tratamento, 
homogeneização, formação de clínquer Portland, moagem do cimento, armazenamento e 
distribuição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 – Fluxograma para o processo de fabricação do cimento Portland. 
 
 
Fonte: Autor, 2021. 
 
 
 
Extração de matéria-prima 
A produção de cimento é realizada próximo as jazidas de minérios, afim de assegurar o 
transporte de material bruto. Inicialmente é realizado a extração do calcário ou óxido de cálcio 
(CaO), matéria-prima para a fabricação do cimento, podendo chegar em até 95% de 
composição do clínquer. Geralmente, sua extração é realizada por meio de explosões nas 
jazidas a partir daí são transportadas até a indústria onde é então transferida para o pré-
tratamento. 
Pré-Tratamento 
O pré-tratamento consiste nas etapas de britagem e pré-homogeneização. A britagem ocorre 
para diminuir a granulometria dos fragmentos advindos das explosões e a pré-
homogeneização consiste em realizar correções com o objetivo de melhorar a qualidade do 
clínquer a ser produzido. Para isso, são adicionados argila (contribui com 𝐴𝑙2𝑂3), um material 
arenoso (contribui com 𝑆𝑖𝑂2), e minério de ferro (contribui com 𝐹𝑒2𝑂3), em proporções que 
serão estabelecidas a partir da realizações de análises químicas. 
Produção da “Farinha Crua” 
A produção da farinha crua é realizada após a adição dos óxidos, a partir da moagem em 
moinhos vertical de rolos. A moagem é de grande relevância para o processo de produção de 
clínquer, visto que, a granulometria da farinha interfere diretamente no gasto de energia para 
a clinquerização. A secagem é então realizada simultaneamente ao processo de moagem com 
o propósito de diminuir as trocas térmicas entre as partículas. 
Homogeneização 
A homogeneização é o processo pelo qual se deve unir todos os componentes presentes no 
material, de formar que resulte em uma mistura uniforme e consistente. Para o processo de 
produção de cimento, essa etapa consiste na mistura da farinha crua que pode ser realizada de 
duas formas: por via úmida ou por via seca. A homogeneização por via úmida ocorre com a 
adição de cerca de 40% de água à farinha crua com o objetivo de gerar uma pasta. Já o 
processo por via seca, consiste na mistura a seco da farinha através de silos de 
homogeneização. 
Formação de Clínquer Portland 
A formação de clínquer decorre do processo de calcinação da farinha crua, onde o material é 
submetido a elevadas temperaturas. O processo se inicia com a evaporação da água presente 
na matéria prima do composto e a partir daí sucessivas reações químicas ocorrem para a 
formação do produto final. A primeira reação é a descarbonatação do carbonato de cálcio que 
ocorre em torno de 840 °C, produzindo o óxido de cálcio sólido assim como é descrito na 
reação abaixo. 
𝐶𝑎𝐶𝑂3(𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜) → 𝐶𝑎𝑂(𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜) + 𝐶𝑂2(𝑔á𝑠) 
Com a elevação da temperatura, o óxido de cálcio passa do estado sólido para o líquido, ao 
qual, passará a reagir com os óxidos de alumínio, de silício e de ferro presentes na mistura. A 
reação à 900 °C de óxido de cálcio com o óxido de silício resultará na formação de silicato 
dicálcio, assim como é mostrado na reação: 
2 𝐶𝑎𝑂 + 𝑆𝑖𝑂2 → 2 𝐶𝑎𝑂. 𝑆𝑖𝑂2 
A aproximadamente 1100 °C o óxido de cálcio reage com o óxido de silício para formar o 
aluminato tricálcio: 
3 𝐶𝑎𝑂 + 𝐴𝑙2𝑂3 → 3𝐶𝑎𝑂. 𝐴𝑙2𝑂3 
Entre 1200 °C e 1300 °C, o silicato dicálcio reage novamente com o óxido de cálcio para formar 
o silicato tricálcio: 
𝐶𝑎𝑂 + 2 𝐶𝑎𝑂. 𝑆𝑖𝑂2 → 3 𝐶𝑎𝑂. 𝑆𝑖𝑂2 
 
E na faixa de temperatura entre 1300 °C e 1450 °C, há a formação do ferro aluminato 
tetracálcio: 
4 𝐶𝑎𝑂 + 𝐴𝑙2𝑂3 + 𝐹𝑒2𝑂3 → 4 𝐶𝑎𝑂. 𝐴𝑙2𝑂3. 𝐹𝑒2𝑂3 
Todos os compostos produzidos em reações são os constituintes principais do clínquer, ao 
qual, possuem uma porcentagem ideal a depender da composição química desejada e dão 
uma funcionalidade especifica para o cimento. O silicato tricálcio constitui cerca de 18 a 66 % 
do cimento e é responsável pela alta velocidade de hidratação e pela resistência e tempo de 
pega do material. O silicato dicálcio integra cerca de 11 a 53% do cimento e fornece resistência 
mecânica por um grande período. O aluminato tricálcio se apresenta em frações menores 
podendo chegar a 20% de constituição do cimento e o ferro aluminato tetracálcio pode estar 
presente na composição do cimento em uma porcentagem aproximadamente menor ou igual 
a 14%, ele confere ao produto resistência à corrosão química. Após a formação do clínquer, o 
material é resfriado rapidamente com objetivo de não reverter as reações ocorridas. 
Adições de Gesso, Calcário, Pozolana e Escória 
Antes do processo de moagem do cimento Portland, ocorre adições finais para conferir ao 
material características especificas. O gesso ou sulfato de cálcio dihidratado é adicionado com 
objetivo de aumentar o tempo de pega. O calcário é adicionado moído afim de diminuir a 
porcentagem de vazios do material, além de aprimorar a usabilidade e dar resistência. A 
pozolana serve como agente de resistência a ambientes adversos como esgotos, mar e solo 
sulfurosos, pode também diminuir o calor de hidratação, a permeabilidade e dar estabilidade 
de volume. Já a escória de alto-forno possibilita produzir cimentos com inúmeras 
características, dando ao material alta resistência, durabilidade e baixo calor de hidratação. 
Moagem do cimento 
O clínquer juntamente com suas adições de componentes são levados para a moagem onde 
serão moídos até a granulometria específica. Após esse processo, é transportado 
mecanicamente e pneumaticamente para o silos de estocagem. 
Armazenamento e transporte 
O cimento produzido é acondicionado em silos de cimento a granel e ficam armazenados até 
passarem pelo processo de ensacamento, onde é realizado o preenchimento de embalagens, 
geralmente sacos de papel Kraft de múltiplas folhas, até atingirem a massa de 50,0 kg. A partir 
daí, o cimento está pronto para serem distribuídos para os consumidores. 
 
 
 
 
• REFERÊNCIAS 
FÁBIO, Prof. Lucrécio. INTRODUÇÃO AO ESTUDO DOS PROCESSOSQUÍMICOS INDUSTRIAIS – 
RELACIONAMENTO COM A ENGENHARIA QUÍMICA. Lorena, Sp: Usp, [S.I.]. 51 slides, color 
BATTAGIN, Arnaldo Forti. Cimento Portland. In: ISAIA, Geraldo Cechella. Concreto: 
Ciência e Tecnologia. São Paulo: Ibracon-Sp, 2011 
MARTINS, Aline et al. Cimento. Curitiba: Cia. de Cimento Itambé, 2010. 20 p. 
ZAKON, Abraham. AS BASES DA ENGENHARIA DE PROCESSOS INORGÂNICOS 
NO CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA. [S.I.], Rio de Janeiro, v. [], n. [], p. 1-8 
KELES, Karen Costa. NFLUÊNCIA DA BASICIDADE DA ESCÓRIA DE ALTO 
FORNO COMO ADIÇÃO AO CONCRETO. 2011. 99 f. Dissertação (Mestrado) - Curso 
de Engenharia de Materiais, Redemat, Ufop-Cetec-Uemg, Ouro Preto, 2011. 
MAUÁ, Empresa Cimento. Como é feito o cimento, sua composição e 
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https://cimentomaua.com.br/cimento-como-feito-composicao-e-
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22 nov. 2021. 
NEAD, Campus Virtual. Ciência na comunidade/Science in the community. [S.I.]. 
Disponível em: 
http://www.campusvirtual.ufsj.edu.br/mooc/ciencianacomunidade/como-o-cimento-e-
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ABCP, Associação Brasileira de Cimento Portland -. Básico sobre cimento. 
Disponível em: https://abcp.org.br/cimento/. Acesso em: 22 nov. 2021. 
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https://www.ikaprocess.com/pt/Homogeneizacao-appl-6.html. Acesso em: 22 nov. 
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ABCP, Associação Brasileira de Cimento Portland -. Aplicações do Cimento. 
Disponível em: https://abcp.org.br/cimento/aplicacoes-do-cimento/. Acesso em: 22 nov. 
2021.