Trabalho sobre Cimento Portland

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
INSTITUTO DE QUÍMICA
CIMENTO PORTLAND
Trabalho Final de Introdução à Engenharia Química I
Professores:
Juliana Bogéa Gaspar de Oliveira
Luiz Carlos Guimarães Pires
Orientadores: 
Marco Antônio Farah
Antonio Carlos Moreira da Rocha
André Luis Alberton
Rio de Janeiro
2014
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -7
PRODUTO - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 8
DEFINIÇÃO - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -8
HISTÓRIA - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -9
APLICAÇÕES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 13
CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 14
AVALIAÇÃO DO MERCADO - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 15
MATÉRIAS-PRIMAS E INSUMOS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -15
CONSUMO X PRODUÇÃO - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -17
PRINCIPAIS FABRICANTES - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 18
PREÇO ATUAL DE MERCADO - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 19
ROTAS INDUSTRIAIS PARA PRODUÇÃO DO PRODUTO - - - - - - - - - - - - - - - 19
ANÁLISE DO PROCESSO INDUSTRIAL - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 23
ASPECTOS AMBIENTAIS E SEGURANÇA OPERACIONAL - - - - - - - - - - - - - -33
CONSUMO DE RECURSOS NATURAIS E CONSUMO ENERGÉTICO - - - - - - - 33
PRINCIPAIS POLUENTES GERADOS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 37
SEGURANÇA OPERACIONAL - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 43
ÁREAS DE CONHECIMENTOS ENVOLVIDAS NO PROCESSO - - - - - - - - - - - 45
REFERÊNCIAS - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 47
APÊNDICE – RELATÓRIO DA VISITA TÉCNICA - - - - - - - - - - - - - - - - -- - - - - - - -4
SUMÁRIO DE TABELAS
SUMÁRIO DE FIGURAS
1. INTRODUÇÃO
 Desde muito tempo o cimento vem sendo empregado para fabricação de material ligante na construção civil, e por isso o seu conhecimento existe desde a Antiguidade, o que torna sua história bem antiga na qual as Pirâmides do Egito e construções da Roma e Grécia antiga fazem parte. 
 Passando-se os anos e depois de muitos estudos, investigações físico-químicas e com a intervenção e grande ajuda da engenharia química, o Cimento Portland, batizado assim pelo construtor inglês Joseph Aspadin, tipo de cimento mais usado e pioneiro até os dias de hoje, progrediu sua produção devido a formação de bases de operação eficiente em fábricas modernas operando com diversidade de matérias primas e em condições cuidadosamente controladas. 
 Depois desse processo de desenvolvimento e pelo fato de seu uso estar sempre ligado a fabricação de concreto, as indústrias cimenteiras, atualmente, são verdadeiras gigantes no ramo com uma produção bastante elevada, influenciando consideravelmente a economia mundial. No trabalho a seguir apresentaremos este âmbito econômico e outras características da produção do cimento portland, como suas matérias primas e insumos, suas diferentes rotas industriais, aplicações, descrição de todo o seu processo e equipamentos e os cuidados com o meio ambiente e segurança. Além disso, discorremos uma relação com o curso de Engenharia Química da Universidade do Estado do Rio de Janeiro e sua grade curricular. 
Palavras-chave: Cimento Portland; Engenharia Química.
2. PRODUTO
2.1 Definição
 O cimento pode ser definido como um pó fino, com propriedades aglomerantes, que endurece sob a ação de água. Na forma de concreto, torna-se uma pedra trabalhável e maleável, podendo transformar-se de acordo com as necessidades de cada obra. Graças a essas características do cimento, o concreto é o segundo material mais consumido pelo homem, depois da água.
 Cimento Portland é a denominação convencionada mundialmente para o material usualmente conhecido na construção civil como cimento. Por definição, é um “aglomerante hidráulico resultante da mistura homogênea de clínquer Portland, gesso e adições normatizadas finamente moídas” (MARTINS et al., 2008).
 Aglomerante porque tem a propriedade de unir outros materiais. Hidráulico porque reage (hidrata) ao se misturar com água e depois de endurecido ganha características de rocha artificial, mantendo suas propriedades, principalmente se permanecer imerso em água por aproximadamente sete dias. 
Figura 1 – Aspecto físico do Cimento Portland
2.2 História do Cimento
 A palavra CIMENTO é originada do latim CAEMENTU, que na antiga Roma designava uma espécie de pedra natural de rochedos não esquadrejada (quebrada). A origem do cimento está há cerca de 4.500 anos. Os monumentos do Egito antigo já utilizavam uma liga constituída por uma mistura de gesso calcinado. As grandes obras gregas e romanas, como o Panteão e o Coliseu, foram construídas com o uso de solos de origem vulcânica da ilha grega de Santorino ou das proximidades da cidade italiana de Pozzuoli, que possuíam propriedades de endurecimento sob a ação da água.
 Em 1824, o construtor inglês Joseph Aspdin queimou conjuntamente pedras calcárias e argila, transformando-as num pó fino. Percebeu que obtinha uma mistura que, após hidratada e seca, tornava-se tão dura quanto as pedras empregadas nas construções. A mistura não se dissolvia na água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano, com o nome de cimento Portland, por apresentar cor e características semelhantes a uma pedra abundante na ilha de Portland.
 No Brasil, as primeiras iniciativas para a fabricação de cimento ocorreram no final do século XIX. O ano de 1926 foi um marco para a indústria do cimento no Brasil, com a inauguração da fábrica Companhia Brasileira de Cimento Portland, em Perus. A partir dai o cimento começou a ser produzido no Brasil em escala industrial. Em 1933 a produção nacional começava a ultrapassar as importações. 
 
Figura 2 – Roma e Egito Antigo
2.3 Aplicações
 Insubstituível em obras civis, o cimento pode ser empregado tanto em peças de mobiliário urbano como em grandes barragens, em estradas ou edificações, em pontes, tubos de concreto ou telhados, obras de arte e outras infinidades de aplicações no mundo civil.
 Em edificações é onde encontramos o maior uso do cimento. Ele pode servir para fazer blocos de concreto (tijolos mais resistentes), é comumente usado na fixação de tijolos, azulejos e pisos e mármores e, além disso, ainda serve para emboçar, dando mais aderência e forma à parede, depois de construída.
 A versatilidade do cimento está em suas particulares características, como a trabalhabilidade e moldabilidade (estado fresco), e alta durabilidade e resistência a cargas e ao fogo (estado duro). 
Figura 3 – Principal aplicação do Cimento Portland: Obra Civil
2.4 Características Físico-Químicas
 Abaixo, uma tabela com as principais características físico-químicas do cimento com relação , que em estado sólido (pó fino) é inodoro, e apresenta coloração branco, cinza, gelo ou canela.
	Características Físico-Quimicas
	pH em solução aquosa
	11 ≤ pH ≤ 13,5
	Ponto de Ebulição
	Não aplicável.
	Ponto de Fusão
	Não aplicável.
	Massa Específica Absoluta
	2,8 ≤ µ ≤ 3,2 g/cm³ a 20ºC
	Pressão de vapor (mm Hg)
	Não aplicável.
	Solubilidade em água (T = 20ºC)
	Lieira Até 1,5g/L a 20ºC
	Densidade Relativa do Vapor a 20ºC
	Não aplicável.
	Pontode Fulgor (vaso fechado)
	Não aplicável.
	Massa Específica aparente
	0,9 a 1,5 g/cm³ a 20ºC
	Temperatura de auto-ignição
	Não aplicável.
	Limite de Explosividade, % vol no ar
	Nenhum.
	Velocidade de evaporação (acetato de butila = 1)
	Não aplicável.
	Coeficiente de partição Octamol/água
	Não aplicável.
	Taxa de Evaporação
	Não aplicável.
	Viscosidade
	Não Aplicável.
	Finura
	0,05 mm
	Tempo de Pega
	Varia de acordo com a adição de gesso na moagem:
30 a 60 minutos
:Tabela 1 – Características Físico-Químicas do Cimento Portland.
3. AVALIAÇÃO DO MERCADO
3.1 Matérias-primas e insumos
 O cimento portland é composto de clínquer (figura 5) e de adições. O clínquer é o principal componente e está presente em todos os tipos de cimento portland. As adições podem variar de um tipo de cimento para outro e são principalmente elas que definem os diferentes tipos de cimento. 
 O clínquer tem como matérias-primas o calcário e a argila, que são encontrados em pedreiras (figura 4) de diversas partes do planeta, além de areia e minério de ferro. Possui fonte de Silicato tricálcico (CaO)3SiO2 e Silicato dicálcico (CaO)2SiO2. Esses compostos são os que conferem ao cimento a característica de ligante hidráulico e estão diretamente relacionados com a resistência mecânica do material após a hidratação.
 As adições são outras matérias-primas que, misturadas ao clínquer na fase de moagem, permitem a fabricação dos diversos tipos de cimento portland hoje disponíveis no mercado. Essas outras matérias-primas são o gesso, as escórias de alto-forno, os materiais pozolânicos e os materiais carbonáticos.
 
 Figura 4 - Pedreira	 Figura 5 – Aspecto físico do Clínquer
 Normalmente, as próprias fabricantes de cimento realizam o processo de extração da matéria-prima. Quando não, as empresas compram o insumo de outras especializadas em mineração. Abaixo, uma tabela com as principais produtoras de calcário no Brasil:
Tabela 2 – Principais empresas produtoras de calcário no Brasil
3.2 Consumo no Brasil 
 Com relação a aplicação do cimento em obras urbanas, como edificações e estradas, podemos dizer que a maior consumidora desse produto, no Brasil, é a região sudeste. Até maio de 2013, estados como São Paulo, Minas Gerais e Rio de Janeiro, foram campeões em consumo de cimento, o que se pode constatar com a análise da tabela abaixo:
Tabela 3 – Consumo Aparente de Cimento Por Regiões e Estados
Além disso, a demanda estimada do produto até 2014 é otimista e vem aumentando consideravelmente, provando que, cada vez mais, o Brasil tem o cimento com bastante participação no PIB nacional. O que mostra a tabela abaixo: 
Tabela 4 – Previsões de Crescimento Consumo Brasil
 
3.3 Custo de Produção no Brasil
 Para implantação de uma indústria cimenteira é necessário um capital estimado de US$ 280 milhões de dólares. É um investimento altíssimo com um retorno que só é percebido depois de 2 a 3 anos. Seu custo de produção elevado se deve as seguintes características (considerando uma fábrica padrão com capacidade de produção de 1 milhão de toneladas):
Utilização de 1,4 toneladas de matérias-primas por ano;
100 GWh de energia elétrica consumida anualmente;
65 mil toneladas de combustível por ano;
E uma logística equivalente a 300 caminhões por dia para escoamento.
Para cálculo do custo, normalmente, em uma fábrica de cimento há o emprego de dois tipos:
Custo Fixo: São aqueles que não sofrem alteração de valor em caso de aumento ou diminuição da produção. Independem, portanto, do nível de atividade, conhecidos também como custo de estrutura. Pode-se citar como exemplo o capital investido em funcionários.
Custo Variável: Aqueles que variam proporcionalmente de acordo com o nível de produção ou atividades. Seus valores dependem diretamente do volume produzido ou volume de vendas efetivado num determinado período. Um bom exemplo disso é o gasto com água e energia.
A tabela abaixo apresenta o custo total (custo fixo + custo variável) por tonelada de cimento produzido.
	Custo variável(R$):
	70/t
	Custo fixo(R$):
	35/t
	Custo total (R$):
	105/t
Tabela 5 – Custo Total por tonelada de Cimento produzido
3.4 Principais fabricantes no Brasil e no mundo
 A principal fabricante de cimento no mundo é a Lafarge, uma empresa francesa que só em 2013, por exemplo, já produziu 225 milhões de toneladas. Entretanto, o maior país produtor, exportador e, também, consumidor é a China, que detém 8 dos 20 maiores grupos nesse ramo e é responsável por mais de 50% do total de cimento produzido no mundo.
 O Brasil também tem um representante entre as 20 maiores fabricantes de cimento: a Votorantim, com uma média de produção anual de 57 milhões de toneladas de cimento, ocupando a 13ª posição no ranking. É, também, o maior produtor da América Latina, superando o México, que tem a Cemex, 7ª empresa do ranking dos maiores players.
 Tabela 6 – Maiores Players Globais de Cimento Por Capacidade Instalada
 
 Além da Votorantim, que é o maior produtor nacional, operando com cinco marcas no Brasil - sendo a marca POTY direcionada mais ao nordeste, a ARATU, produzida apenas na fábrica de Sergipe. As marcas ITAÚ e TOCANTINS são, de um modo geral, mais direcionados ao Centro-Oeste e a marca VOTORAN para o Sul e o Sudeste do país – temos, ainda, as seguintes produtoras:
 - O Grupo Industrial João Santos, segundo maior produtor de cimento do país, produz uma marca única em todo o Brasil.
 - A CIMPOR, 3º maior Grupo Cimenteiro do Brasil, produz no nordeste os Cimentos ZEBU e BONFIM.
 - A HOLCIM que, apesar de ser Suíça, produz no Brasil quatro marcas e fica com o posto de 4º lugar na produção nacional.
 - O Grupo Camargo Correia que, recentemente, comprou a gigante Argentina, Loma Negra, e hoje é o maior produtor de cimento do país vizinho e 5º na produção brasileira.
 - A CIPLAN, que produz cimento em sua fábrica no Distrito Federal.
 - O GRUPO SOEICON produz a marca LIZ em sua fábrica de Vespasiano-MG.
 E por fim, 
 - A ITAMBÉ, que produz o cimento com a mesma marca em sua fábrica de Balsa Nova, no Paraná.
3.5 Preço atual do mercado
 A média de preço atual do mercado, no Brasil, é de R$20,83 o saco (50Kg), R$0,42, o quilo, sendo a média de preço mais cara no Amazonas, onde o saco é cotado a R$30,95, e a mais barata no Distrito Federal, cotado a R$16,00. Esses dados são de Junho de 2013 e podem ser observados na tabela a seguir:
Tabela 7 – Valor Médio/Mediano do Cimento Portland
 Já para a empresa, o cimento Portland tem um custo de US$ 92,00 por tonelada FOB-Fab sem impostos.
4. ANÁLISE DO PROCESSO INDUSTRIAL
4.1 - Rotas Industriais
 Por ter um conhecimento antigo e um processo industrial considerado simples comparado a muitos outros produtos, o cimento só tem, basicamente, duas rotas industriais diferentes: Processo a Úmido e Processo a Seco. Ainda existe também os processos semisecos e semiúmidos, só que não serão detalhados nesse estudo por serem pouquíssimos utilizados e também por serem análogos ao Processo a Úmido só que com diferentes níveis de umidade.
 Tanto no processo a úmido quanto no processo a seco, o calcário e argila são extraídos das minas, produz-se clínquer e o cimento, produto final, é idêntico nas duas rotas. Além disso, em ambos os processos a fase de moagem para preparação das matérias primas em circuito fechado é mais utilizada e indicada do que a em circuito aberto, pois no primeiro os finos são separados e os grossos retornam ao circuito para serem mais granulados, enquanto no segundo a matéria prima é continuamente tratada até que sua granulometria esteja adequada.No processo a úmido, o mais primitivo e menos utilizado, o material em sua forma sólida passa pela britagem a seco e depois segue para os moinhos, com uma adição de aproximadamente 40% de água, onde é reduzido a um estado de divisão fino para seguir na forma de suspensão para classificadores ou peneiras. Depois disso a suspensão é bombeada para os chamados tanques corretores onde braços mecânicos mantém a mistura, agora lama, grossa e homogênea que depois alimentará o forno rotativo.
 Já no processo a seco a mistura passa pela moagem e é totalmente granulada a seco, ou seja, sem nenhuma adição de água e depois alimenta o forno em forma de pó e não em forma de lama.
4.2 - Rota Industrial Escolhida
 O processo a úmido, que foi o originalmente utilizado para o ínicio da fabricação industrial do cimento, tem como característica a simplicidade na instalação e na operação de fornos e moinhos. Além disso, consegue-se uma excelente mistura produzindo muita pouca sujeira e assim necessitando de um sistema de despoeiramento bem primitivo, o que corta custos da empresa. Entretanto, o processo a seco tem a vantagem determinante de economizar combustível em até 50%, pois não tem água para evaporar no forno. Comparativamente um forno alimentado a úmido consome aproximadamente 1250 Kcal por quilo de clínquer contra 750 Kcal por um forno alimentado a seco.
 Com relação a grandeza, o forno a seco é menor que o a úmido, porém as instalações do forno e moinho do a seco são muito mais complexas, o que consequentemente gera mais gastos com manutenção.
 Como foi visto ambos tem suas vantagens e desvantagens, mas o processo a seco supera, já que suas vantagens proporcionam um maior custo-benefício para a empresa. Além disso, o processo a seco é mais moderno, o que faz com que essa rota seja mais escolhida tanto para pequenas fábricas quanto para grandes, seja em nível nacional ou mundial. Por esses motivos será a rota a ser seguida nesse estudo.
4.3 – Processo de Fabricação Industrial do Cimento
 Apesar do cimento ser um dos mais antigos materiais de construção, como foi visto anteriormente, seu processo de fabricação industrial é uma combinação de fórmulas tradicionais e elevada tecnologia de maquinário. Pode-se dizer ainda, resumidamente, que sua produção é a exploração de substâncias minerais não metálicas junto ao beneficiamento dessas mesmas substâncias. 
 A seguir, será listado o processo de produção do cimento, dividido em 3 etapas (como pode ser visualizado na figura 6), onde serão descritos os equipamentos, assim como o seu funcionamento, grandezas e participação no processo de transformação da matéria prima no cimento.
Figura 6 – Etapas do processo de fabricação industrial do Cimento Portland.
4.3.1 ETAPA 1 – Extração e Preparação das Matérias-Primas
 O primeiro passo da fabricação do cimento é a extração das principais matérias primas, o calcário e argila. Para isso a empresa deve ter direitos legais de exploração sobre uma pedreira ou mina subterrânea, há também a possibilidade de terceirizar esse serviço comprando em produtores especializados, mas geralmente o próprio produtor do cimento possui uma pedreira ou mina.
 
Equipamentos Utilizados: Britador, Peneira vibratória e Moinho de Martelos, além de escavadeiras e Guindastes.
 Para a extração, geralmente feita a céu aberto, se faz uso de guindastes e escavadeiras mecânicas, e no caso do calcário até explosivos se fazem necessários já que sua extração é mais dura e difícil do que a da argila. É preciso também ter um gerenciamento ambiental para evitar ao máximo os impactos que essas detonações e escavações podem causar ao meio ambiente.
 Agora continuando com o processo, depois de extraídas da pedreira, as rochas de calcário e argila de tamanhos grandes e inadequados são transportadas por caminhões-caçamba até o britador, onde através de contato com placas de ferro serão grosseiramente desfragmentadas. A capacidade de material que o britador suporta varia de acordo com o tipo e modelo de britador usado e também pode variar segundo o planejamento de produção da fábrica, como a quantidade que se deseja produzir de cimento ao final do processo, ritmo de produção para atender as demandas e etc.
 Após isso, a matéria-prima, agora num tamanho menor, segue através de elevadores para a peneira vibratória, onde será separado o material com tamanho adequado (cerca de 25mm) para prosseguir no processo industrial. A tabela a seguir mostra algumas grandezas da peneira vibratória, que variam de acordo com os modelos disponibilizados pelos fabricantes.
	Grandezas da Peneira Vibratória
	Tamanho da Peneira (mm)
	3700x1200 ~ 6000x2400
	Nº de Camadas
	2 ~ 4
	Malha da Tela (mm)
	3-100
	Tamanho Máx. Alimentação (mm)
	400
	Capacidade de Processamento (t/h)
	10-80 ~ 100-810
	Potência do Motor (kW)
	11 ~ 37
	Frequência de Vibração (rpm)
	750-950
	Duplo Balanço (mm)
	5-9
Tabela 8 – Grandezas da Peneira Vibratória
 As rochas de tamanho inadequado seguem para o moinho de martelos, que por meio de martelos, como o próprio nome já diz, reduz as rochas, que agora num tamanho aceitável, podem continuar o processo.
 Os moinhos de martelos são um equipamento de simples e rápida manutenção e são extremamente eficientes na granulação de materiais, eles possuem uma enorme variedade de montagem, tipos e números de martelos utilizados, que variam de acordo com o material que se pretende moer. Seu funcionamento, independente do tipo ou montagem, pode ser descrito, basicamente, como um rotor, onde os martelos estão presos por um varão de ferro, que pode chegar a uma velocidade de aproximadamente 55 a 61 m/s, não devendo exceder 65 m/s. Na tabela a seguir estão listadas algumas outras grandezas do moinho de martelos considerando as seguintes condições: Pedra calcária de alta dureza com no máximo 20% de finos (< 2 mm) e umidade máxima de 2%.
	Grandezas do Moinho de Martelos
	Tamanho da Grelha (mm)
	1,7 ~ 7,0
	Rotação da Máquina (rpm)
	1600 a 2100
	Abertura das Grelhas (mm)
	1 a 22
	Tamanho Máx. Alimentação (mm)
	50
	Abertura da Boca (mm)
	160x600 ~ 155x775
	Peso (Kg)
	750 ~ 2200
Tabela 9 – Grandezas do Moinho de Martelos
 Agora que toda a matéria-prima está devidamente moída e com um tamanho uniforme, elas irão para grandes depósitos, através de elevadores, onde serão estocadas até que chegue a hora de continuar o processo.
Equipamentos Utilizados: Equipamento de Composição, Moinho Vertical, Secador Rotativo e Silos de homogeneização.
 Depois de deixar o depósito as matérias-primas seguem para o equipamento de composição, que é responsável por separar um composto com aproximadamente 90% calcário e 10% argila. Essa dosagem é feita com base em padrões químicos preestabelecidos e pode variar de acordo com as características composicionais do calcário e argila estocados nos depósitos.
Agora devidamente dosadas, as matérias-primas seguem para o moinho vertical para serem trituradas novamente e assim conseguirem o tamanho ideal de suas partículas para clinquerização, que é aproximadamente 0,050 mm.. No moinho vertical acontece o início da mistura além, é claro, da pulverização das matérias-primas. A granulação é feita através de grandes rolos de moagem que ao girarem dentro do moinho entram em contato direto com o material que é depositado em cima da chamada mesa de trituração. Na tabela abaixo estão listadas algumas grandezas do moinho vertical.
	Grandezas do Moinho Vertical
	Diâmetro das Placas de Giro (mm)
	1500
	Capacidade (t/h)
	13 ~ 40
	Porcentagem de água nos produtos finais 
	1%
	Tamanho Máx. Alimentação (mm)
	<40
	Temperatura de Entrada (°C)
	<350
	Temperatura de Saída (°C)
	70 ~ 95
	Potência do Motor (kW)
	250 ~ 280
	Peso (t)
	75
Tabela 10 – Grandezas do Moinho Vertical
 Depois de deixaro moinho vertical as matérias-primas seguem para o secador a fim de retirar qualquer tipo de umidade que ainda possa estar presente, já que no processo a seco, como o próprio nome diz, é necessário que o forno seja alimentado com uma mistura totalmente seca. 
 É importante lembrar também que a temperatura no secador não deve ser superior a estabelecida para transformação das matérias-primas em clínquer, que deverá ocorrer somente no forno rotatório. A temperatura deve ser controlada de modo a apenas ser suficiente para retirar umidade.
 As matérias-primas entram no secador através de uma caixa de carregamento e são empurradas para a parte de trás do tambor rotativo com o uso de uma pá de ferro em formato de espiral. Lá dentro do secador os materiais fluem para trás devido à gravidade e força rotativa e também são repetidamente lançados para a extremidade superior e, em seguida, caem, o que faz com que o material troque calor com o ar quente e, gradativamente, a umidade é eliminada. Na tabela abaixo estão listadas algumas grandezas do secador rotativo que variam devido aos diferentes modelos disponibilizados pelos fabricantes.
	Grandezas do Secador Rotativo
	Quantidade de Saída (t)
	7 ~ 46
	Volume do Tambor (m³)
	21,2 ~ 83
	Temperatura Máx. Entrada (°C)
	800
	Temperatura de Saída (°C)
	100 ~ 200
	Velocidade de Rotatividade (r/min)
	8,4
	Potência do Motor (kW)
	15 ~ 37
	Peso (Kg)
	16600 ~ 44820
Tabela 11 – Grandezas do Secador Rotativo
 Depois de todo esse processo, agora devidamente dosada, seca e com tamanho adequado, a farinha ou cru, como agora a matéria-prima é conhecida, deve ter a sua homogeneização assegurada a fim de permitir uma perfeita combinação dos elementos formadores do clínquer. Essa homogeneização é realizada através do uso de grandes silos verticais de grande porte onde processos pneumáticos e por gravidade misturam as matérias-primas. Esses silos são geralmente feitos de aço e giram em torno de um eixo longitudinal. Os silos possuem uma capacidade de armazenamento que pode variar de 37,5 a 83,5 m³ em volume e 45 a 100 toneladas em peso.
 Em seguida, a farinha, agora homogeneizada, vai para grandes depósitos e lá fica armazenada até a hora de seguir no processo.
4.3.2 ETAPA 2 – Preparação e Fabricação do Clínquer
Equipamentos Utilizados: Torre de Ciclones, Forno Rotatório, Arrefecedor de Clínquer.
 Antes de deixar os depósitos e ir ao forno rotatório para a fabricação do clínquer a farinha de cru pode passar pela torre de ciclones para ser pré-aquecida. Essa etapa do processo é considerada opcional e varia de fábrica para fábrica, geralmente as que têm uma produção muito elevada para atender uma grande demanda possuem a torre de ciclones no seu processo industrial, pois o pré-aquecimento da farinha garante que o seu cozimento no forno ocorra de maneira mais eficiente. 
 Na torre ocorre também a calcinação, reação que consiste na descarbonatação do carbonato de cálcio (CaCO3) oriundo do calcário, resultando na liberação de dióxido de carbono (CO2). A calcinação apenas inicia-se nas torres. Essa reação será abordada nesse estudo, no próximo maquinário do processo que será o forno rotatório, onde ela continua junto a outras reações.
Com relação ao seu funcionamento, a torre de ciclones trabalha da seguinte maneira, a alimentação do material é feita na parte superior da torre. Junto a ela há um ventilador que aspira o ar externo através dos arrefecedores, que estão junto ao forno e o circundam. Ao longo do percurso vai sendo feita a transferência do calor do ar para o material, provocando o seu aquecimento e a pré-calcinação. No topo da torre, que frequentemente ultrapassa 100 metros de altura, a temperatura é de 400°C e no fundo é de 900°C. Com a perda de CO2 na pré-calcinação, por cada 1600 kg de material alimentado no topo, apenas 1000 Kg chegam ao fundo. 
 Vale ressaltar que a torre de ciclones é um importante sistema de reaproveitamento de energia e combustível, visto que é reutilizado o calor dos gases provenientes do forno, o que reduz gastos e impactos ambientais futuros.
 Agora com a farinha pré-aquecida, chega-se ao principal equipamento do processo de produção do cimento, o forno rotatório. É nele que por meio da cozedura a farinha crua se transforma no clínquer, o núcleo da fabricação do cimento. O material seco alimenta o forno, com uma temperatura de até 900°C, caso tenha passado pela torre de ciclones. 
 O forno rotatório é uma estrutura grandiosa. Ele é formado por um grande cilindro de aço que pode ter aproximadamente 6 metros de diâmetro e 46 metros de comprimento chegando até a 150 metros dependendo da fábrica. Seu tamanho influencia na velocidade de rotatividade, que varia de 0,5 a 2 rpm, além de ser proporcional a eficiência das torres de ciclone: quanto mais eficaz o pré-aquecimento, menor o comprimento do forno. A sua capacidade de produção, considerando-se um forno de tamanho mediano, é 3.000 a 4.000 toneladas por dia (próximo à média brasileira), os maiores fornos do mundo podem produzir até 10.000 toneladas por dia. Internamente ele é revestido com tijolos refratários de grande espessura responsáveis por proteger a carcaça do forno e conservar o calor. Esses tijolos precisam estar sempre em manutenção, pois devido ao seu elevado uso a troca por novos, constantemente, se faz necessária. 
 O forno também é levemente inclinado a fim de que o material avance lentamente pelo interior dele até a extremidade mais baixa onde acontece a queima. Esse percurso pode levar de 1 a 3 horas e é essencial o seu controle, assim como o da temperatura, para que a clinquerização seja feita adequadamente. Os principais combustíveis são o carvão mineral (ou vegetal), óleo, coque do petróleo ou gás, que fazem com que a temperatura da chama chegue aos incríveis 2000°C com uma temperatura média no interior do forno de 1450°C.
 Agora com as matérias–primas secas, moídas, misturadas, homogeneizadas, pré-aquecidas e pré-calcinadas deslizando pelas paredes do forno, inicia-se a clinquerização.
 A clinquerização é o conjunto de reações químicas e físicas para fabricação do clínquer que as matérias-primas sofrem durante a cozedura, tornando-as uma mistura incandescente e pastosa. Entretanto, pode-se dizer que é o momento em que a farinha totalmente seca e sem resíduos de gases começa a se tornar líquida, isso ocorre por volta dos 1200°C ~ 1280°C. Na tabela abaixo estão listadas as reações de clinquerização que ocorrem dentro do forno.
	Etapas da Clinquerização
	Temperatura
	Reação
	Tipo Térmico
	Até 100°C
	Evaporação da água livre
	Endotérmica
	500ºC
	Desidratação dos minerais argilosos
	Endotérmica
	800ºC
	Decomposição dos calcários
	Endotérmica
	900ºC
	Recristalização dos minerais da argila
	Exotérmica
	900º - 1200ºC
	Reação do CaO (cal) com os Alumino- Silicatos
	Exotérmica
	1200º - 1280ºC
	Início de formação da fase líquida
	Endotérmica
	1280ºC
	Formação do Silicato Dicálcico
	Exotérmica
	1280ºC - 1330ºC
	Formação principal do fase líquida e formação do Silicato Tricálcico
	-
	1330ºC – 1450ºC
	Crescimento dos Cristais de Silicato Dicálcico e Tricálcico
	-
	1200ºC
	Cristalização da fase líquida
	Exotérmica
Tabela 12 – Etapas da Clinquerização
 Dentre essas reações, a de calcinação, onde ocorre a decomposição dos calcários, é considerada uma das mais importantes para formação do clínquer, principalmente em decorrência do grande consumo de energia necessária à sua realização e a influência que a mesma faz sobre a velocidade de deslocamento do material no interior do forno. Por esses motivos ela será destacada nesse estudo.
 A calcinação pode ser definida como o tratamento de remoção da água, dióxido de carbono e outros gases ligados fortemente a uma substância (tipicamente hidratos e carbonatos). Ela consiste, majoritariamente, na descarbonatação do carbonato de cálcio(CaCO3) proveniente do calcário e é uma reação vigorosamente endotérmica, como pode ser visto na tabela acima.	Quando o calcário é aquecido a temperaturas acima de 700ºC - 800°C e pressão a 1atm ele se decompõe em dióxido de carbono (CO2) e óxido de cálcio (CaO), também conhecido como cal. Ocorre a seguinte reação:
	CaCO3(sólido) + Calor CaO(sólido) + CO2(gás) -393 cal/g
 
 Essa reação absorve 393 calorias por grama de carbonato de cálcio e é muito importante pra fabricação do cimento porque a cal, agora queimada, quando misturada com água e deixada ao ar livre, absorve o dióxido de carbono revertendo a reação e endurece, o que confere uma das principais características do cimento, que é a formação de material resistente na adição de água. 
 Considerando ainda a reação química de descarbonatação, dois parâmetros básicos de controle devem ser considerados com relação a sua influência sobre o processo de calcinação: fornecimento de calor (temperatura) e geração de fase gasosa (CO2). Na tabela abaixo está listada a proporção de dióxido de carbono retirado e a temperatura referente durante a calcinação.
	Temperatura (ºC)
	Dióxido de carbono (%)
	750
	10
	780
	20
	815
	30
	835
	40
	850
	50
	860
	60
	870
	70
	880
	80
	890
	90
	900
	100
Tabela 13 – Proporção de Dióxido de carbono e Temperatura
 Continuando com o processo, depois de todas essas reações, a farinha, agora cozida, finalmente se transformou em clínquer, que sai do forno no formato de pequenas bolotas de cor-cinza escuro. 
 O clínquer segue para ser descarregado em arrefecedores pneumáticos que abaixam sua temperatura em até 100°C~ 200°C aproximadamente. Essa etapa tem grande importância na qualidade do cimento, pois o tempo de resfriamento é determinante na composição química final e, consequentemente, nas características do cimento. Lentos processos de resfriamento podem levar à transformação de silicato tricálcico, que é instável à altas temperaturas, em silicato dicálcico, o que diminui a resistência do cimento consideravelmente.
 Os arrefecedores geralmente utilizam água ou ar para o resfriamento e o tipo mais comum usado nas indústrias cimenteiras é o arrefecedor de grelhas, que além de ser uma grande ferramenta de troca térmica, possibilita o reaproveitamento de gases quentes. O clínquer que entra no arrefecedor com uma elevada temperatura transfere o seu calor para o ar de resfriamento, esse ar é recuperado e é reaproveitado no forno rotatório e na torre de ciclones para o pré-aquecimento, beneficiando assim o rendimento da produção e reduzindo o consumo de calor. Além, é claro, de reduzir gastos e impactos ambientais.
4.3.3 ETAPA 3 – Adições, Moagem de Cimento e Embalagem e Expedição
Equipamentos Utilizados: Moinho de Cimento (tubular de bolas), Silos de Cimento e Ensacadores.
 O clínquer já resfriado vai para um depósito onde ficará armazenado. Mais tarde ele será enviado para a moagem nos chamados moinhos de cimento, onde será feita também as adições. Será moído e misturado, juntamente com o clínquer, 3%¨a 6% de gesso para regulagem do tempo de endurecimento (tempo de pega), além de outros materiais dependendo do tipo de cimento que se queira obter. As adições comuns costumam ser de materiais carbonáticos, pozolanas e escórias de alto forno, onde o material a ser adicionado e a proporção utilizada diversificam a aplicação e definem as características específicas de cada tipo de cimento. A ABNT (Associação Brasileiras de Normas Técnicas) define como deve ser produzido, a qualidade e quantidade das matérias-primas de cada tipo de cimento. Na tabela abaixo estão listados os principais tipos de Cimento Portland. 
	Tipos de Cimento Portland
	CP I
	Cimento Portland Comum
	CP I - S
	Cimento Portland Comum com adição
	CP II - E
	Cimento Portland composto com escória de alto-forno
	CP II - Z
	Cimento Portland composto com pozolana
	CP II - F
	Cimento Portland composto com filer
	CP III
	Cimento Portland de alto-forno
	CP IV
	Cimento Portland Pozolânico
	CP V -ARI
	Cimento Portland de alta resistência inicial
	CP V – ARI RS
	Cimento Portland de alta resistência inicial resistente a sulfatos
Tabela 14 – Tipos de Cimento Portland
 Com relação ao seu funcionamento, o moinho tubular de bolas consiste num cilindro metálico que acomoda internamente uma carga moedora, no caso, bolas de aço de diferentes tamanhos. É divida em duas “caixas de estoque”, na primeira, sob a ação da força centrífuga exercida pelo mecanismo giratório, as bolas caem sobre o clínquer junto a suas adições fazendo com que ele seja grosseiramente moído. Passando agora para a segunda caixa, onde além das bolas de aço são também usadas “placas de estoque”, a mistura é moída novamente. Por último, o pó resultante de toda essa moagem, o cimento propriamente dito, é descarregado através de uma placa de rede concluindo assim a moagem. Na tabela abaixo foram listadas algumas grandezas do Moinho tubular de bolas que variam de acordo com os diversos modelos do fabricante, a escolha do modelo será feita pela fábrica e deverá estar de acordo com o nível e quantidade de produção.
	Grandezas do Moinho tubular de bolas
	Tamanho Máx. Abastecimento (mm)
	≤25
	Tamanho de saída (mm)
	0,047-0,4
	Carga da bola (T)
	1,9 ~ 65
	Velocidade de rotação (r/min)
	18 ~ 37
	Potência do motor (kW)
	15 ~ 800
	Capacidade (T/H)
	0,5-2 ~ 12-90
	Peso (Kg)
	3400 ~ 102000
Tabela 15 – Grandezas do Moinho tubular de bolas
 
 Agora moído e misturado, o clínquer e suas adições, se transformaram no produto final desse processo chegando-se ao cimento como o conhecemos, um pó fino com partículas médias de 0,05mm. A partir de agora ele será transportado mecânica e pneumaticamente através de bombas para ser estocado em grandes silos, conhecidos como silos de cimento, onde ficará até ser ensacado.
 A remessa de cimento para o mercado consumidor pode ser feita de duas maneiras tradicionais: a granel ou em sacos de até 50 kg. Na forma de a granel o cimento segue diretamente dos silos onde foram armazenados para caminhões-cisterna metálicos e secos. Na forma de saco, o cimento sai dos silos e vão para as máquinas ensacadoras, onde de forma automática os sacos são preenchidos e quando atingem a massa determinada são liberados. E como no processo de fabricação foram usadas temperaturas muito elevadas, mesmo depois do resfriamento e estocagem o cimento é expedido com uma temperatura de até 60ºC. Por essa razão o ensacamento não é feito em embalagens plásticas e sim em papel Kraft, que também mantém a qualidade do produto durante a validade e garante um bom manuseio do consumidor.
 Vale ressaltar que o transporte de cimento, tanto os sacos quanto o a granel, merece muito cuidado, pois devido a sua natureza de aglomerante ativo e hidráulico ele reage facilmente com água, mesmo que ela esteja na forma de chuva ou umidade ambiente. Por esse motivo e pelo saco (papel Kraft) contribuir consideravelmente no custo, grandes consumidores como lojas, obras de elevada magnitude e etc preferem o transporte a granel, que pode ser feito por caminhões, trem e até navios. Todo os meios de transportes utilizados no carregamento são inspecionados para verificação das condições da estrutura onde o cimento será colocado, conservando assim a qualidade do produto e cumprimento de sua validade perante aos consumidores.
4.4 Diagrama de Blocos
5. ANÁLISE DOS ASPECTOS AMBIENTAIS E SEGURANÇA OPERACIONAL
5.1 Identificação, riscos e tratamento dos possíveis efluentes
 Em condições normais de fabricação, numa indústria, a produção do cimento não costuma poluir em níveis elevados. Porém, alguns efluentes são gerados. A seguir, uma tabela com os principais efluentes gerados naindústria cimenteira e em que parte do processo ela é gerada:
	EFLUENTES
	PROCESSO
	Água de Resfriamento
	Resfriamento do Clínquer.
	
	Queima de combustível (para aquecimento) e reação de calcinação.
	Óleo
	Utilizado pelos equipamentos.
	Pó de cimento
	Ensacamento
Tabela 16 – Processos de Fabricação do Cimento e seus efluentes
 A água de resfriamento é utilizada para resfriar o clínquer após seu aquecimento à temperatura elevada. Consequentemente, essa água sai do resfriamento com a temperatura também elevada e o pH básico. Esse efluente não pode ser descartado no ambiente, pois seu pH acarretaria o desequilíbrio dos ecossistemas nas redondezas da cimenteira, matando animais e plantas que vivem lá.
Forma de tratamento desse efluente: Instalação de drenos espinha de peixe (figura 7), que encaminham a água para uma calha com saída direta para um reservatório onde a água é acidada para fins de neutralização e distribuída para rede de esgoto ou reutilizada no processo.
Fig.3
Figura 7 – Drenos de Peixe
 O CO2, um dos mais preocupantes, por ser o principal causador do efeito estufa, é consequência da queima de combustíveis e da reação de calcinação.
 Forma de tratamento desse efluente: Reutilização do gás nos pré-aquecedores (o que faz aumentar a velocidade da reação que irá acontecer no forno). Quando essa forma não é possível, são instalados catalizadores na saída dos fornos que filtram a maior parte das impurezas do gás. Esses catalizadores, por sua vez, são trocados por outros periodicamente para que sua eficácia seja garantida.
 O óleo é utilizado no maquinário da indústria para que permaneça em bom estado e operando em boa qualidade. Às vezes, é necessária a manutenção dessas máquinas e esse óleo é trocado gerando, então, o efluente.
 Forma de tratamento desse efluente: O óleo trocado não pode ser reutilizado, então, é mandado para a reciclagem. Mas até que isso seja feito, por ser uma quantidade muito grande de estocagem, o fabricante providencia uma manta absorvente para forrar o chão. Assim, se houver vazamento, tem-se tempo para tomar uma solução.
 O cimento em sua forma final é um pó fino e, por isso, nem sempre é 100% ensacado, fazendo com que haja perda de cimento durante o processo, principalmente na britagem do clínquer.
Forma de tratamento desse efluente: Instalação de Filtros de Manga em todos os equipamentos da indústria. Esses filtros têm finalidade de separar as partículas contaminadas e lançar no ambiente somente o ar filtrado e puro. Essa filtragem é realizada pela passagem do ar carregado de partículas, através das mangas. Tais partículas ficam retidas na superfície e nos poros dos fios, formando um bolo que atua também como filtrante. Para reduzir a resistência ao fluxo de ar o bolo deve ser periodicamente removido. Abaixo, um esquema do funcionamento desse filtro.
Figura 8 – Funcionamento do Filtro de Manga
5.2 Riscos e Cuidados dos equipamentos e das operações industriais
 Atualmente as cimenteiras investem na frequente manutenção do seu maquinario. Isso faz com que os procedimentos sejam realizados de maneira eficaz e segura. Mas para que isso aconteça sem prejudicar a produção, é necessário um planejamento para que essa manutenção seja realizada. Geralmente, as indústrias contam com a mais de um tipo de cada equipamento, para substituição. No caso de fábricas de pequeno porte, a paralisação é programada com antecedência e um estoque é montado para que a demanda seja coberta até que o equipamento volte a ser utilizado.
 Outro método utilizado pelas empresas é o uso de softwares para acompanhar todo o processo industrial. Em cada rota há um determinado software de engenharia que é desenvolvido para indicar quando o processo está ou não indo bem e, caso não esteja, o aviso possibilita o reparo do erro no andamento antes que sejam perdidos matéria-prima ou outros materiais necessários na produção. Além disso, esse acompanhamento evita falhas que, às vezes, possam prejudicar o meio ambiente e os operários.
5.3 Riscos e cuidados associados às matérias-primas e ao produto
Os riscos para operários e outras pessoas que manejam frequentemente o cimento são os seguintes:
Inalação: provoca irritação nas vias respiratórias e, quando constante pode causar tosse, danos ao pulmão e tensão no tórax. 
Prevenção: Trabalhar em local ventilado com exaustores; Uso de máscaras de proteção;
 Exposição da pele à pasta de cimento: essa pasta tem o pH extremamente elevado e, por isso, causa irritações na pele, podendo causar eczemas e dermatoses, caso a exposição seja frequente.
Prevenção: Uso de luvas e roupas resistentes a materiais alcalinos; 
 É importante lembrar que caso haja algum acidente lavar com água corrente e sabão o local por 15 minutos. 
 Contato com os olhos: causa irritação, queimadura ou dano na córnea. Caso haja um contato frequente, pode-se acarretar queima química e ulceração na retina. 
Prevenção: uso de óculos de proteção; evitar o uso de lentes de contato;
 Em caso de acidente lavar os olhos com água corrente por 15 minutos e em seguida procurar assistência médica.
 Ingestão: causa queimaduras na mucosa da boca, esôfago e estômago. Se ingerido em grande quantidade, pode gerar problemas intestinais e agregado sólido no intestino e no estômago. 
 Caso ocorra um acidente não provocar vômito, beber bastante água ou leite e procurar assistência médica. 
6. Identificação das áreas de conhecimento da Engenharia Química envolvidas no processo
 Será listado a seguir como e onde são tratadas as áreas de conhecimento da Engenharia Química no processo de fabricação industrial do cimento, como também em que período elas são cursadas. Para isso foi utilizada a grade curricular diurna da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ).
 Britador, Peneira Vibratória e Moinho de Martelos:
Operações Unitárias I (6º Período) – Envolve escoamento de fluídos, sistemas particulados e transporte de sólidos, separação mecânica.
Também se faz necessário conhecimento de resistência dos materiais.
Equipamento de Composição e Moinho Vertical: 
Operações Unitárias I (6º Período) - Envolve escoamento de fluídos, sistemas particulados e transporte de sólidos, separação mecânica.
Também se faz necessário conhecimento de resistência dos materiais.
Secador:
Termodinâmica I (5º Período), Termodinâmica II (6º Período) e Termodinâmica Exp. (7º Período); 
Operações Unitárias II (7º Período) e Operações Unitárias I (6º Período) – Conhecimento e estudo de equipamentos de troca térmica, escoamento de fluidos e sistemas particulados, transporte de sólidos e secagem; 
Fenômenos de Transferência II (6º Período) – transferência de calor, Fenômenos de Transferência III (7º Período) – transferência de massa e Fenômenos de Transferência I (5º Período) – Mecânica dos fluídos;
Silos de Mistura e Homogeneização:
Operações Unitárias I (6º Período) - Escoamento de fluídos e sistemas particulados, transporte de sólidos; 
Conhecimento de resistência dos materiais.
Torre de Ciclones: 
Operações Unitárias I (6° Período) – Escoamento de fluídos e sistemas particulados, transporte de sólidos e secagem, ciclones.
Processos Químicos III (6º Período) – Integração de calor para secagem, rede de trocadores de calor;
Cinética e Catálise (5º Período) – Velocidade em função da temperatura, reação de pré-calcinação; 
Físico-Química I (3º Período) - Princípios da Termodinâmica;
Termodinâmica I (5º Período), Termodinâmica II (6º Período) e Termodinâmica Exp (7º Período); 
Fenômenos de Transferência II (6º Período) – transferência de calor, Fenômenos de Transferência III (7º Período) – transferência de massa,
Fenômenos de Transferência I (5º Período) – Mecânica dos fluídos;
Processos Químicos II (5º Período) – Reciclo de vapor e função do reciclo no processo.
Fundamentos da Eng. Química II (4º Período) – Balanço material eenergético
Forno Rotatório:
Cinética e Catálise (5º Período) – Reações dentro do forno (clinquerização);
Físico-Química I (3º Período) - Princípios da Termodinâmica.
Termodinâmica I (5º Período), Termodinâmica II (6º Período) e Termodinâmica Exp (7º Período); 
Fenômenos de Transferência II (6º Período) – transferência de calor, Fenômenos de Transferência III (7º Período) – transferência de massa e Fenômenos de Transferência I (5º Período) – Mecânica dos fluídos;
Processos Químicos I (4º Período) – Conhecimentos básicos para compreensão dos principais processos químicos.
Processos Químicos II (5º Período) – Reciclo de vapor e função do reciclo no processo.
Processos Químicos III (6º Período) – Integração de calor, rede de trocadores de calor;
Operações Unitárias II (7º Período) - Conhecimento e estudo de equipamentos de troca térmica, fundamentos de integração energética, fornos, operações energéticas.
Fundamentos da Eng. Química II (4º Período) – Balanço material e energético
Arrefecedor de Clínquer:
Termodinâmica I (5º Período), Termodinâmica II (6º Período) e Termodinâmica Exp (7º Período);
Fenômenos de Transferência II (6º Período) – transferência de calor;
Processos Químicos III (6º Período) – Integração de calor, rede de trocadores de calor;
Processos Químicos II (5º Período) – Reciclo de vapor e função do reciclo no processo.
Processos Químicos I (4º Período) – Conhecimentos básicos para compreensão dos principais processos químicos.
Operações Unitárias II (7º Período) - Conhecimento e estudo de equipamentos de troca térmica, fundamentos de integração energética, resfriamento, operações energéticas.
Moinho tubular de bolas e Silos de Cimento:
Operações Unitárias I (6º Período) - Envolve escoamento de fluídos, sistemas particulados e transporte de sólidos, separação mecânica.
Também se faz necessário conhecimento de resistência dos materiais.
 É importante destacar também que é necessário o conhecimento das ciências básicas da engenharia química para compreensão de todo o processo. Como a matemática, física e química que estão constantemente presentes no curso. Além disso, está listado também algumas outras disciplinas presentes no curso de engenharia química da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, que são necessárias de um modo geral durante o processo:
Gestão da Qualidade, Meio Ambiente e Segurança (10º Período) – Garantir qualidade dos produtos e proteção do meio ambiente e consumidores;
Fundamentos de Engenharia Química I (2º Período) – Manipulação dos conceitos de grandeza, conversão de unidades, composição e concentração de materiais;
Instrumentação de Processos (7º Período) e Controle de Processos (9º Período) – Medição de pressão e temperatura, estratégias de controle.
Projeto de Processos na Indústria Quím. I (9º Período) e II (10º Período) – Projeto técnico dos equipamentos e da indústria.
Engenharia do Meio Ambiente (8º Período): Busca do desenvolvimento sustentável, redução de impactos ambientais, tratamento de efluentes.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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- E. G. PETRUCCI. Concreto de Cimento Portland. 1. Ed. Associação Brasileiras de Cimento Portland – ABCP, 1968.
-ANDRÉ BARBOSA DE LIMA. O Processo produtivo do Cimento Portland. Universidade Federal de Minas Gerais, 2011.
- WILLIAM WILLS. Estudo 61: Indústria de Cimento. Universidade Federal de Minas Gerais.
- GABRIEL AUGUSTO RODRIGUES NUNES OLIVEIRA. Critérios de Projeto para Moinhos de Cimento Portland. Universidade Federal do Rio de Janeiro, 2012.
 - ITAMBÉ. Apostila de Cimento, 2008.
- PROF. ERIKA SOUZA. Produção de Cimento. Faculdade Pio Décimo, 2006.
- SNIC – Sindicato Nacional das Indústrias do Cimento. Indústria do Cimento no cenário de Mudanças Climáticas, 2009.
- SNIC – Sindicato Nacional das Indústrias do Cimento. A indústria do Cimento e a Infraestrutura no Brasil.
- ABCP – Associação Brasileira de Cimentos Portland. Boletim Técnico: Guia Básico de Utilização do Cimento Portland, 2002. 
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