Preparação e caracterização de cerâmicas a partir do lodo galvânico do Polo Industrial de Manaus
Carregando...
Arquivos
Data
2024-04-26
Autores
Orientador
Ramirez Gil, Miguel Angel 
Coorientador
Santana, Genilson Pereira
Pós-graduação
Ciência e Tecnologia de Materiais - FC/FCT/FEB/FEIS/IBB/ICTS/IQAR 33004056083P7
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
Preservar recursos naturais, diminuir custos, conscientizar ecologicamente e valorizar a economia autossustentável está reorientando ações humanas, no mundo moderno. Puderam ser, assim, encapsulados, em argilas, metais potencialmente tóxicos (MPT) de lodo galvânico (LG) industrial, para se obter materiais cerâmicos (MCs), com avaliação das propriedades físicas, químicas e mecânicas próprias. Com esse propósito, foram testadas amostras de (i) LG do Polo Industrial de Manaus, (ii) caulim (Kao) e (iii) argila do Polo Ceramista da região Metropolitana de Manaus (BTC). Uma amostra foi especificamente preparada com LG, Kao e BTC na proporção 1:1:8, para ser moída por 15 min. Corpos de prova foram, então, preparados e tratados termicamente a 950°C (PC950) e 1200 °C (PC1200) por três horas, para identificação das fases cristalinas, avaliação da resistência à compressão, lixiviação de Fe, Ni e Cr. Além disso, as amostras LG, Kao e BTC foram também tratadas termicamente a 950 oC e 1200 oC, por três horas, obtendo-se as amostras que foram correspondentemente rotuladas LG950, LG1200, Kao950, Kao1200 e BTC950 e BTC1200. As amostras assim preparadas foram caracterizadas por FRX, DRX, incluindo refinamento cristalográfico-estrutural Rietveld, espectroscopia Mössbauer, TG/DTG/DSC, FTIR, MEV e Colorimetria. Os resultados mostraram o surgimento de uma solução sólida de ferrita do tipo espinélio [Fe3+]{Fe(1-y)3+, Fe(1-x)2+, Ni(x)2+, Cr(y)3+}O4 (em que [] = sítio de coordenação tetraédrica e {} = sítio de coordenação octaédrica), na amostra LG1200, pela decomposição do sulfato. Corpos de prova cilíndricos apresentaram resistência à compressão de 23 MPa a 32 MPa; os testes de lixiviação mostraram redução da concentração dos MPT nos MCs produzidos. A 1.200 ºC são formadas novas fases nos MCs (PC1200), como silicato de níquel e hematita. A Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) ambiental e comparativa mostrou valorização do LG nos MCs, com indicação de rendimento químico viável de produção, por redução com uso de argilas.
Resumo (inglês)
Preserving natural resources, reducing costs, raising ecological awareness, and valuing the self-sustainable economy is reorienting human actions in the modern world. Potentially toxic metals (PTM) from industrial galvanic sludge (GS) could thus be encapsulated in clays to obtain ceramic materials (CMs), with evaluation of their own physical, chemical, and mechanical properties. For this purpose, samples of (i) GS from the Manaus Industrial Pole, (ii) kaolin (Kao) and (iii) clay from the Ceramist Pole in the Metropolitan Region of Manaus (RC) were tested. A sample was specifically prepared with GS, Kao, and RC in a 1:1:8 ratio, to be ground for 15 min. Specimens were then prepared and heat treated at 950 oC (PC950) and 1200 oC (PC1200) for three hours, to identify the crystalline phases, evaluate the compressive strength, leaching of Fe, Ni and Cr. Furthermore, the GS, Kao and RC samples were also heat treated at 950 oC and 1200 oC for three hours, obtaining samples that were correspondingly labelled GS950, GS1200, Kao950, Kao1200 and RC950 and RC1200. The samples thus prepared were characterized by XRF, XRD, including Rietveld crystallographic-structural refinement, Mössbauer spectroscopy, TGA/DTG/DSC, FT-IR, SEM and Colorimetry. The results showed the emergence of a solid solution of spinel-type ferrite [Fe3+]{Fe(1-y)3+, Fe(1-x)2+, Ni(x)2+, Cr(y)3+}O4 , (where [] = tetrahedral coordination site and {} = octahedral coordination site), in sample GS1200, by sulfate decomposition. Cylindrical specimens presented compressive strength of 23 MPa to 32 MPa; leaching tests showed a reduction in the concentration of PTM in the CMs produced. At 1,200 oC, new phases are formed in CMs (PC1200), such as nickel silicate and hematite. The environmental and comparative Life Cycle Assessment (LCA) showed an appreciation of GS in CMs, with indication of viable chemical production yield, due to reduction with the use of clays.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português
Como citar
Brasil, Franklin Monteiro. Preparação e caracterização de cerâmicas a partir do lodo galvânico do Polo Industrial de Manaus. 2024. 131 f. Tese (Doutorado em Ciência e Tecnologia de Materiais) - Faculdade de Ciências, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Bauru, 2024.