Production of ceramic roof tile with the simultaneous incorporation of granite processing waste, blast furnace sludge and raw ceramic mass waste

As indústrias brasileiras de rochas ornamentais e siderúrgicas contribuem fortemente para o desenvolvimento econômico do Brasil. A indústria de rochas apresenta cerca de 10 mil empresas, respondendo por 120 mil empregos diretos e 360 mil indiretos. O país é o 4º maior produtor mundial de rochas. Já a produção acumulada da indústria siderúrgica até março de 2013 totalizou 8,3 milhões de toneladas de aço bruto e 6,2 milhões de toneladas de laminados. Porém essas indústrias geram grande quantidade de resíduos sólidos provenientes dos processos produtivos. Com a busca do desenvolvimento sustentável e com o aumento do rigor nas legislações de resíduos sólidos, torna-se necessário estudar alternativas de uso para os resíduos gerados. A indústria de cerâmica vermelha utiliza matéria-prima, constituída de materiais plásticos e não plásticos, cujos constituintes são de natureza heterogênea, o que permite incorporar resíduos de diferentes processos industriais na composição da massa cerâmica. Nesse sentido, o objetivo deste trabalho é estudar, utilizando argilas e resíduos disponíveis numa olaria em foco, diversas misturas constituídas de argilas e resíduos, visando determinar qual delas teria maior potencial de produzir telhas cerâmicas com melhores propriedades cerâmicas. Foram usadas matérias-primas normalmente utilizadas no processo industrial de fábrica de cerâmica vermelha situada em Colatina-ES: quatro argilas, resíduo de beneficiamento de granito, lama de alto forno e resíduo de massa cerâmica crua. As matérias-primas foram submetidas a ensaios de caracterização física, química, mineralógica e microestrutural, análise de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TG), e determinação dos limites de Atterberg.As matérias-primas, em diversas proporções, foram misturadas e corpos de prova foram conformados para queima em forno industrial contínuo tipo túnel para verificação de: resistência mecânica, absorção de água, retração, porosidade e massa específica aparentes. Os melhores resultados foram obtidos no teor de 46%, em massa, de teor de 46% de resíduos, sendo os teores de resíduo de beneficiamento de granito de 17%, resíduo de massa cerâmica crua de 24% e lama de alto forno de 5%, as quais apresentaram propriedades adequadas. Confirma-se com isso o alto potencial de incorporação de grande quantidade dos resíduos na massa cerâmica.The Brazilian industries of dimension Stones and steel greatly contribute to the economic development of Brazil. The dimension stone industry has about 10,000 companies, which are responsible for 120,000 direct jobs and 360,000 indirect jobs. The country is the 4th largest world producer of stone. The accumulates production of stone. The accumulated production of the steel industry by march of 2013 totaled 8.3 million tons of crude steel and 6.2 million tons of hot rolled products. However, these industries generate large amount of solid waste from production processes. With the pursuit of sustainable development and the increased rigor in the legislations to solid waste, it is necessary to study alternatives of utilization to the waste generated. The structural ceramic industry uses raw materials, consisting of plastic and non-plastic and non-plastic materials, whose constituents are of heterogeneous nature, allowing the incorporation of waste from different industrial processes in the ceramic body composition. In this sense, the aim of this work is to study, using clays and wastes available in one pottery in focus, several mixtures consisting of clays and wastes, to determine which one would have the greatest potential to produce ceramic roof tiles with the best ceramic properties. The raw materials used in the research are normally used in a structural ceramic facility located in Colatina-ES: four clays, granite processing waste, blast furnace sludge and raw ceramic mass waste. The raw materials have been tested for physical, chemical, mineralogical and microstructural characterizations, differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry (TG), and determination of Atterberg limits. The raw materials in various contents were mixed and shaped into specimens for burning in an industrial furnace-type tunnel to check: mechanical strength, water absorption, shrinkage,porosity and apparent density. The best results were obtained at 46% in weight waste content. From there, ceramic roof tiles were produced on an industrial scale with 46% waste, with granite processing waste of 17%, ceramic raw mass waste of 24% and blast furnace sludge of 5% which presented suitable properties. With this, the high potential to incorporation of large amount of the wastes in the ceramic body is confirmed