Produção de frita para engobe a partir de resíduos sólidos gerados em estação de tratamento de efluentes de fabricação de revestimentos cerâmicos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2013.O objetivo deste trabalho é desenvolver um engobe cerâmico para produção de placas cerâmicas para revestimento do tipo monoqueima, a partir da utilização de lodo (resíduo) proveniente de Estação de Tratamento de Efluentes Líquidos (ETE) de uma empresa fabricante de revestimentos cerâmicos. O emprego deste resíduo na formulação de fritas pode ser uma alternativa de redução de custos industriais e valorização do resíduo. Assim, uma quantidade representativa do resíduo foi coletada, secada e caracterizada por meio de análise química, difratometria de raios X, determinação da distribuição de tamanhos de partículas, análise termodiferencial e termogravimétrica e análise dilatométrica. Além disso, o lodo cerâmico foi avaliado segundo a Norma ABNT NBR 10004:2004. Os resultados mostraram que o lodo cerâmico possui concentrações elevadas de bário e alumínio e de fluoretos no extrato solubilizado, sendo classificado como Resíduo Classe I ? Perigoso. As principais fases cristalinas identificadas foram quartzo-a, silicato de zircônio, anortita e silicato de bário de maneira que o coeficiente de expansão térmica do resíduo, após queima, foi de 56 x 10-7 oC-1. O diâmetro médio de partículas do resíduo foi de 11 µm caracterizando uma elevada reatividade nos processos de sinterização e fusão. Depois de caracterizado, testou-se a viabilidade de aplicação do lodo cerâmico selecionado como matéria-prima no desenvolvimento de fritas cerâmicas. As análises realizadas de dilatometria, botão de escorrimento e análise visual, mostraram que a incorporação do lodo cerâmico não comprometeu as propriedades das fritas cerâmicas desenvolvidas. Os resultados obtidos, demonstrou grande possibilidade de valorização do resíduo como matéria-prima cerâmica. Os engobes formulados apresentaram resultados compatíveis com o padrão, apresentando apenas uma coloração um pouco mais escura o que não limita sua utilização em peças cerâmicas. As análises de DRX realizadas nos três engobes formulados apresentaram silicato de zircônio como principal fase cristalina em todas as formulações e temperaturas de tratamento térmico empregadas. A porosidade do engobe E3 queimado a 1150ºC foi similar ao padrão comercial. Em escala semi-industrial esse engobe apresentou propriedades semelhantes aos engobes usualmente utilizados na fabricação de placas cerâmicas de revestimento, principalmente no ensaio de mancha d'água.