Study of the potential use of waste from the extraction of emerald in the manufacture of ceramic tile

Empresas envolvidas na mineração de esmeralda e beneficiamento representam uma importante área de desenvolvimento industrial no Brasil, com significativa contribuição para a produção mundial desse minério. Como resultado, grandes volumes de resíduos de esmeralda são constantemente gerados e abandonados no ambiente, contribuindo negativamente para a sua preservação. Por outro lado o interesse no uso do resíduo de mineração como aditivo na produção de material cerâmico tem crescido entre os pesquisadores nos últimos anos. A indústria cerâmica está constantemente buscando a ampliação do mercado para o setor e tentando aperfeiçoar a qualidade dos produtos e aumentar a variedade de aplicações. A tecnologia de obtenção de cerâmica de revestimento que usa resíduos de mineração é um mercado ainda pouco explorado. Neste cenário, o objetivo do presente estudo foi caracterizar o resíduo gerado a partir de mineração de esmeralda, bem como para avaliar seu potencial uso como matéria-prima para a produção de revestimentos cerâmicos. Misturas cerâmicas foram preparadas a partir de matérias-primas caracterizadas por fluorescência de raios X, difração de raios X, análise granulométrica e análise térmica. Cinco composições foram preparadas utilizando índices de resíduos de esmeraldas de 0%, 10%, 20%, 30% e 40%. As amostras foram prensadas uniaxialmente, sinterizadas em 1000, 1100 e 1200 º C e caracterizadas visando estabelecer sua composição mineralógica, absorção de água, porosidade aparente, massa específica, retração linear e módulo de ruptura. Os resultados mostraram que o resíduo de esmeraldas composto basicamente de 73% de (SiO2 + Al2O3) e 17,77% de (MgO+Na2O+K2O) (que facilitam a sinterização) pode ser incorporado na massa de revestimento cerâmico sem comprometimento das propriedades do produto sinterizadoCompanies involved in emerald mining and treatment represent an important area of industrial development in Brazil, with significative contribution to the worldwide production of such mineral. As a result, large volumes of emerald waste are constantly generated and abandoned in the environment, negatively contributing to its preservation. By the other side the interest of the use of mining waste as additive in ceramic products has been growing from researchers in recent years. The ceramic industry is constantly seeking to the marked amplification for the sector and perfecting the quality of the products and to increase the variety of applications. The technology of obtaining of ceramic tiles that uses mining residues assists market niches little explored. In this scenario, the objective of the present study was to characterize the residue generated from emerald mining as well as to assess its potential use as raw material for the production of ceramic tiles. Ceramic mixtures were prepared from raw materials characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, particle size analysis and thermal analysis. Five compositions were prepared using emerald residue contents of 0%, 10%, 20%, 30% and 40%. Samples were uniaxially pressed, fired at 1000, 1100 and 1200ºC and characterized aiming at establishing their mineralogical composition, water absorption, apparent porosity, specific mass, linear retraction and modulus of rupture. The results shows that the emerald residue, basically consisted of 73% of (SiO2 + Al2O3) and 17,77% of (MgO + Na2O+ K2O) (that facilitates sintering), can be added to the ceramic tile materials with no detrimental effect on the properties of the sintered product