Estudo do comportamento térmico e propriedades físico-mecânicas da lama vermelha

Neste trabalho, estudou-se o comportamento térmico, a evolução das fases cristalinas com a temperatura e as propriedades físico-mecânicas da Lama Vermelha (LV) procedente da indústria de alumínio do Estado do Maranhão. O estudo foi realizado por Análise Termogravimétrica (TG) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Dilatometria Ótica até 1350 ºC; enquanto a evolução das fases cristalinas com a temperatura foi realizada no intervalo entre 750 a 1150 ºC por Difração de Raios-X (DRX). As propriedades físico-mecânicas como Superfície Específica, Granulometria, Limite Plástico (LP), Limite de Liquidez (LL), Índice de Plasticidade (IP), Tensão de Ruptura a Flexão (TRF), Absorção de Água (AA), Retração Linear Após Queima (R_L) e Porosidade Aparente (PA) foram determinadas nas mesmas temperaturas. As seguintes fases cristalinas foram detectadas: hematita, sodalita e anatásio entre 750-850 ºC; e hematita, nefelina e sodalita entre 950-1150 ºC. Os ensaios tecnológicos demonstraram que a LV pode ser aplicada para o processamento de materiais cerâmicos estruturais, pois apresenta pouca reatividade entre 870-950 ºC, com elevada AA, e baixas R_L e TRF. Entre 950 e 1350 ºC, a LV sofreu uma retração que variou entre 5-50 %, com fusão total a 1350 ºC, devido à presença de fases minerais do tipo feldespatoides em sua composição.

ABSTRACT: The present work studied the thermal behavior, the evolution of the crystalline phases with temperature and the ceramic properties of the red mud (bauxite tailing) from an aluminium industry of the Maranhao state. The research was carried out by Simultaneous Thermal Analysis (TG-DTA), Optical Dilatometry up to 1350 ºC, while the evolution of the crystalline phases was performed by X-ray diffraction analysis upon heating between 750 to 1150 ºC. Physical-mechanical properties, like Specific Surface Area, Particle Size Distribution, Plastic Limit (PL), Liquid Limit (LL), Plasticity Index (PI), Flexural Strength, Water Absorption (WA), Linear Shrinkage After Firing (LS) and the Apparent Porosity (AP) were also determined at the same range of temperature. The following major crystalline phases were detected: hematite, sodalite, and anatase at 750 ≤ T ≤ 850 ºC; and hematite, nepheline and sodalite at 950 ≤ T ≤ 1150 ºC. The technological experiments indicated that red mud can be used for the processing of structural ceramic materials, since it is an inert material between 870-950 ºC and presents highest water absorption and lowest shrinkage and flexural strength. At 950 ≤ T ≤ 1350 ºC, red mud presented a high shrinking of almost 5 to 50 % with total fusion at 1350 ºC, due to the presence of feldspathoids phases in its mineral composition.