Dissertação
ESTUDO DA VIABILIDADE DO USO DE LAMA DE CAL PROVENIENTE DA INDÚSTRIA DE PAPEL EM MASSA CERÂMICA
Registro en:
CARVALHO, Dieury de Lima. Estudo da viabilidade do uso de lama de cal proveniente da industria de papel em massa cerâmica. 2019. Dissertação (Mestrado em Ciência e Tecnologia de Alimentos) - Universidade Estadual de Ponta Grossa, Ponta Grossa, 2019.
Autor
Carvalho, Dieury de Lima
Institución
Resumen
One of the main solid wastes generated by the paper and cellulose industries is
lime sludge. This waste is generated during the production of cellulose and paper
made by the process known as alkaline pulping or Kraft. This waste is usually
destined for industrial landfills causing a high economic cost and a great
environmental impact. Some studies show that it is possible to minimize this
impact using this residue in the production of ceramic materials. Therefore, the
incorporation of this waste as raw material for the ceramic industry, besides giving
a correct destination and recycling to the waste, also reduces the extraction of
raw materials from the environment, avoiding the degradation of native areas.
Thus, the present study had as objective to verify the feasibility of the use of lime
sludge residue in the production of porcelain ceramic bodies. Initially the residue
and the raw materials were physically and chemically characterized. The
compositions were then prepared with different amounts of added residue (5, 10,
15 and 20%). The specimens formed by uniaxial pressing were sintered at
temperatures of 1000oC, 1050oC and 1100oC, with a two hours threshold. The
characterization of the sintered bodies was made by measurements of apparent
density, apparent porosity, water absorption and flexural strength and by X - ray
diffraction analysis and scanning electron microscopy. The results showed that
the residue is predominantly composed of calcium carbonate, which is
decomposed in CaO and CO2 during the sintering process. In sintering, the
presence of CaO changes the reactions and transformations, providing the
formation of the crystalline phases anorthite and wollastonite, when more than
10% of lime sludge residue is added. Increasing the amount of residue increases
the water absorption, the apparent porosity and decreases the mechanical
strength at the sintering temperature of 1100oC. At the sintering temperature of
1000oC, the compositions with residue present higher mechanical strength. Thus,
it can be concluded that incorporation of lime sludge residue into the white
porcelain ceramic mass is feasible, without significantly altering its properties, in
acceptable amounts between 5 and 10% and sintering of 1050°C. Um dos principais resíduos sólidos gerados pelas indústrias de papel e celulose
é a lama de cal. Esse resíduo é gerado durante a produção de celulose e papel
feita pelo processo conhecido como polpação alcalina ou Kraft. Esse resíduo é
destinado, geralmente, para aterros industriais provocando um elevado custo
econômico e um grande impacto ambiental. Alguns estudos mostram que é
possível minimizar esse impacto por meio da utilização desse resíduo na
produção de materiais cerâmicos. Assim, a incorporação desse resíduo como
matéria-prima para a indústria cerâmica, além de dar uma destinação correta e
reciclagem ao resíduo, também reduz a extração de matérias-primas do meio
ambiente, evitando a degradação de áreas nativas. Dessa forma, o presente
estudo teve como objetivo verificar a viabilidade da utilização do resíduo lama de
cal na produção de corpos cerâmicos de porcelana. Inicialmente o resíduo e as
matérias-primas foram caracterizados física e quimicamente. Foram então
preparadas as composições com diferentes quantidades de resíduo adicionada
(5, 10, 15 e 20%). Os corpos-de-prova conformados por prensagem uniaxial
foram sinterizados nas temperaturas de 1000oC, 1050oC e 1100oC, com patamar
de duas horas. A caracterização dos corpos sinterizados foi feita por medidas de
densidade aparente, porosidade aparente, absorção de água e resistência a
flexão e pela análise por difração de raios X e microscopia eletrônica de
varredura. Os resultados mostraram que o resíduo é composto
predominantemente por carbonato de cálcio, o qual é decomposto em CaO e
CO2 durante o processo de sinterização. Na sinterização, a presença do CaO
altera as reações e transformações, proporcionando a formação das fases
cristalinas anortita e wollastonita, quando se adiciona mais de 10% de resíduo
lama de cal. O aumento da quantidade de resíduo aumenta a absorção de água,
a porosidade aparente e diminui a resistência mecânica na temperatura de
sinterização de 1100oC. Na temperatura de sinterização de 1000oC, as
composições com resíduo apresentam maior resistência mecânica. Dessa
forma, pode-se concluir que é viável a incorporação de resíduo lama de cal na
massa cerâmica de porcelanas brancas, sem alterar significativamente as suas
propriedades, em quantidades aceitáveis entre 5 e 10% e sinterizadas a 1050ºC.