Obtenção de espumas cerâmicas a partir de resíduo da terra diatomácea e ignimbrita pelo método de réplica

Abstract

ResumoAs cerâmicas celulares são materiais frágeis de elevada porosidade e área superficial. O grande interesse por esta classe de materiais está relacionado às suas propriedades específicas e a sua permeabilidade com substâncias líquidas e gasosas. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um suporte cerâmico poroso a partir de resíduo da terra diatomácea e ignimbrita pelo método de réplica a fim de atenuar os poluentes emitidos pela queima de tijolos e telhas provenientes da indústria da cerâmica vermelha. Para a fabricação do suporte cerâmico foram preparadas espumas cerâmicas pelo método da réplica. Para sua obtenção foi usado resíduo da terra diatomácea coletado em uma indústria cervejeira, ignimbrita (rocha vulcânica) e, como aglomerante, bentonita de Boa Vista (PB). Foram preparadas quatro formulações com duas variáveis, tamanho de grão e composição. Para analisar a estrutura morfológica do suporte cerâmico foram realizados ensaios de absorção de água, massa específica aparente, porosidade e microscopia eletrônica de varredura. Após a aplicação do suporte cerâmico em uma indústria cerâmica, observou-se uma redução de material particulado cujos valores ficaram dentro dos padrões estabelecidos pela Resolução n° 382/2006 do CONAMA. Palavras-chave: espumas cerâmicas, poluição do ar. Abstract INTRODUÇÃONos últimos anos, diversas técnicas de preparação de cerâmicas porosas estão sendo pesquisadas, buscando a obtenção de materiais com geometria complexa, microestrutura projetada e sem a necessidade da etapa de usinagem (redução de custos) [1]. Cerâmicas apresentam boa estabilidade dimensional, são resistentes ao desgaste e à compressão e estáveis em ambientes ácidos [2]. As cerâmicas porosas pertencem à classe de materiais caracterizados por uma rede tridimensional de poros dispostos de forma regular e interconectados entre si através de canais [3].Existem vários métodos e técnicas de processamento para a fabricação de cerâmicas celulares que permitem ajustar a porosidade, a distribuição, o tamanho e a morfologia dos poros, entre as quais podem ser citadas: queima de partículas orgânicas, gel casting, direct foaming, réplica, etc. [1]. Entre todos esses processos de fabricação, o método da réplica tem sido o de maior utilização. Este método foi patenteado em 1963 por Scwartzwalder e Somers; desde então, a réplica de esponjas poliméricas passou a ser o método mais popular na produção de cerâmica porosa e hoje é amplamente utilizada na indústria cerâmica para fabricação de filtros cerâmicos, na filtração de metais fundidos e gases a altas temperaturas.

A review on the production of porous ceramics using organic and inorganic industrial waste

“…Table VIII lists the chemical compositions of various inorganic industrial wastes used as alternative raw materials in the production of porous ceramics. Among them, those from the brewing [33,34], ornamental rocks [35][36][37], ceramic [35,[38][39][40][41][42], metallurgical [43,44] and mining [45][46][47][48][49] industries, thermal power plants [96][97][98] and others [13,50,51,99] stand out. It is observed that the vast majority of these wastes are mainly composed of SiO 2 , that is, they can be used satisfactorily as sources of silica in ceramic technology.…”

“…When diatoms die, their silica shells accumulate on the sea floor and thick layers of these shells are fossilized into diatomaceous earth or diatomite [101,[104][105][106]. Diatomaceous earth, a fine-grained material with a porous structure, is rich in hydrated amorphous silica and has low thermal conductivity, high melting point, high surface area, and low density, in addition to being essentially inert to most chemical liquids and gases [33,106] Table VIII -Chemical composition of inorganic industrial wastes used in the production of porous ceramics.…”

“…A large brewing company can generate approximately 30,000 kg/month of this waste [33,107]. Diatomaceous earth waste, as well as other inorganic materials rich in amorphous silica, is convenient and promising for the production of porous ceramics due to its properties [108].…”

“…In recent years, several studies have demonstrated the feasibility of using industrial waste in the manufacture of ceramic products, especially porous ceramic products. Among the studied waste materials, organic and inorganic [33][34][35][36][37][38][39][40][41][42][43][44][45][46][47][48][49][50][51] ones have shown promising results.…”

Development of nickel and silver ceramic filters supported on K10 montmorillonite clay for water disinfection

“…This consists of impregnation of a polymeric sponge with a ceramic slip, followed by thermal treatment for the calcination of the organic material. Further, these filters are sintered, resulting in a ceramic body that is a replica of the precursor sponge used for the impregnation [12,13].…”