Cerâmica Industrial
https://www.ceramicaindustrial.org.br/article/doi/10.4322/cerind.2022.003
Cerâmica Industrial
Regular Porcelanas

Avaliação da adição do resíduo lama de cal, proveniente da indústria de papel, em massa cerâmica

Evaluation of the addition of lime mud residue from the paper industry in ceramic paste

Evaluación de la adición de residuos de lodo calcáreo de la industria papelera en pasta cerámica

Dieury de Lima Carvalho, Kethlinn Ramos, Adilson Luiz Chinelatto, Adriana Scoton Antonio Chinelatto

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Resumo

Um dos principais resíduos sólidos gerados pela indústria de celulose e papel é a lama de cal, resultante do processo de polpação alcalina na recuperação do licor de cozimento. Esse resíduo é geralmente destinado para aterros industriais, o que acarreta um elevado custo econômico e grande impacto ambiental. Este trabalho verificou a viabilidade da utilização desse resíduo na produção de corpos cerâmicos de porcelana. Composições com diferentes quantidades de resíduo foram preparadas (5 – 20% em massa) e sinterizadas a 1000, 1050 e 1100 °C com patamar de 2 horas. A caracterização dos corpos sinterizados foi feita por medidas de densidade aparente, porosidade aparente e absorção de água, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e resistência à flexão. O resíduo, composto predominantemente por carbonato de cálcio converte-se em CaO e durante a sinterização sua presença alterou as reações e transformações químicas, resultando na formação das fases cristalinas anortita e wollastonita quando se adiciona valores maiores a 10% de resíduo. A incorporação do resíduo lama de cal na massa cerâmica de porcelanas brancas, sem alterar significativamente as suas propriedades, ocorre em quantidades de 5%. Porém, adições de 10% e 20% sinterizadas a 1050 °C conferiram às porcelanas maiores resistências mecânicas.

Palavras-chave

Resíduo lama de cal; Porcelana; Resistência mecânica.

Abstract

One of the main solid residues from the pulp and paper industry is lime mud, resulting from the alkaline pulping in the recovery of the cooking liquor. This residue is usually destined for industrial landfills, entailing a high economic cost and great environmental impact. This work studied the feasibility of using the lime mud residue in the production of porcelain ceramic bodies. Compositions with different amounts of residue were prepared (5 – 20% by mass) and sintered at 1000, 1050 and 1100 °C for 2 hours. The characterization of the sintered bodies was carried out by determining the apparent density, apparent porosity and water absorption, besides X-ray diffraction, scanning electron microscopy and flexural strength analyses. The residue, composed mainly by calcium carbonate, is converted to CaO during sintering, changing the reactions and phase transformations, resulting in the formation of anorthite and wollastonite when amounts ​​greater than 10% are added. The incorporation of lime mud residue in white porcelain paste at amounts of 5%.of do not significantly change the porcelains properties. However, additions of 10% and 20% sintered at 1050 °C gave the porcelains greater mechanical strength.

Keywords

Lime mud residue; Porcelain; Mechanical resistance.

Resumen

Uno de los principales residuos sólidos de la industria de la celulosa y el papel son los lodos de cal, resultantes del despulpado alcalino en la recuperación del licor de cocción. Este residuo se suele destinar a vertederos industriales, lo que conlleva un alto coste económico y un gran impacto ambiental. Este trabajo estudió la factibilidad de utilizar el residuo de lodo de cal en la producción de cuerpos cerámicos de porcelana. Se prepararon composiciones con diferentes cantidades de residuo (5 – 20% en masa) y se sinterizaron a 1000, 1050 y 1100 °C durante 2 horas. La caracterización de los cuerpos sinterizados se realizó mediante la determinación de la densidad aparente, porosidad aparente y absorción de agua, además de análisis de difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y resistencia a la flexión. El residuo, compuesto principalmente por carbonato de calcio, se convierte en CaO durante la sinterización, cambiando las reacciones y transformaciones de fase, resultando en la formación de anortita y wollastonita cuando se adicionan cantidades superiores al 10%. La incorporación de residuos de lodo de cal en pasta de porcelana blanca en cantidades del 5% no modifica significativamente las propiedades de las porcelanas. Sin embargo, adiciones de 10% y 20% sinterizadas a 1050 °C dieron a las porcelanas mayor resistencia mecánica.

Palabras clave

Residuos de lodo de cal; Porcelana; Resistencia mecanica.
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