Estudo da adição de resíduos de quartzitos para obtenção de grés porcelanato

In States of Paraíba (PB) and Rio Grande do Norte (RN), northeast of Brazil, the most significant deposits of non-metallic industrial minerals are pegmatites, quartzites and granites, which are located in Seridó region. Extraction of clay, quartz, micas and feldspars occurs mainly in the cities of Várzea (PB), OuroBranco (RN) and Parelhas (RN). Mining companies working in the extraction and processing of quartzite generate large volumes of waste containing about 90% SiO2 in their chemical composition coming from quartz that is one of the basic constituents of ceramic mass for the production of ceramic coating. Therefore, this work evaluates the utilization of these wastes on fabrication of high-quality ceramic products, such as porcelain stoneware, in industrial scale. Characterization of raw materials was based on XRF, XRD, GA, TGA and DSC analysis, on samples composed by 57% of feldspar, 37% of argil and 6% of quartzite residues, with 5 different colors (white, gold, pink, green and black). Samples were synthesized in three temperatures, 1150°C, 1200°C and 1250°C, with one hour isotherm and warming-up tax of 10°C/min. After synthesizing, the specimens were submit to physical characterization tests of water absorption, linear shrinkage, apparently porosity, density, flexural strain at three points. The addition of 6% of quartzite residue to ceramic mass provided a final product with technological properties attending technical norms for the production of porcelain stoneware; best results were observed at a temperature of 1200°C. According to the results there was a high iron oxide on black quartzite, being their use in porcelain stoneware discarded by ethic and structural question, because the material fused at 1250°C. All quartzite formulations had low water absorption when synthesized at 1200°C, getting 0.1% to 0.36% without having gone through the atomization process. Besides, flexural strain tests overcame 27 MPa reaching the acceptance limits of the European Directive EN 100, at 1200°C synthesizing. Thus, the use of quartzite residues in ceramic masses poses as great potential for the production of porcelain stoneware.

Nos estados da Paraíba e Rio Grande do Norte, no Brasil, as jazidas mais expressivas na produção de minerais industriais não-metálicos são as dos pegmatitos, quartzitos e granitos, que estão localizadas na região do Seridó. Os municípios de Várzea - PB, Ouro Branco - RN e Parelhas - RN são os principais responsáveis pela extração de argila, quartzo, micas e feldspato. As empresas de mineração que atuam na extração e beneficiamento dos quartzitos geram grandes volumes de resíduos, constituindo cerca de 90% de SiO2 na sua composição química proveniente do quartzo, que é um dos constituintes básicos nas formulações das massas cerâmicas para a produção de revestimento cerâmicos. Para tanto, este trabalho avalia o estudo da adição de resíduos de quartzito para obtenção do grés porcelanato através da caracterização das matérias-primas por FRX, DRX, MEV, AG, ATG e DSC, utilizando cinco formulações contendo 57% de feldspato, 37% de argila e 6% de resíduos de quartzitos com colorações diferentes (branco, dourado, rosa, verde e preto), que foram sinterizadas em três temperaturas: 1150°C, 1200°C e 1250°C, com isoterma de 1 hora e taxa de aquecimento de 10° C/min. Após a sinterização, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de caracterização física como: absorção de água, retração linear, porosidade aparente, massa específica aparente, resistência à flexão em três pontos. Os resultados obtidos apontavam para a possibilidade da utilização do resíduo de quartzito em um percentual de 6% de adição na massa cerâmica. A utilização de resíduos de quartzito em massa cerâmica proporcionou um produto final com propriedades tecnológicas que atendem às normas técnicas para a produção de grés porcelanato, sendo a temperatura de 1200°Ca que apresentou melhores resultados. De acordo com os resultados obtidos verificou-se um alto teor de óxido de ferro no quartzito preto, sendo descartada a utilização do mesmo em grés porcelanato por questão estrutural, pois o material fundiu a 1250°C. Todas as formulações dos quartzitos obtiveram baixa absorção de água quando sinterizadas a 1200°C, obtendo AA entre 0,1% a 0,36% sem terem passado pelo processo de atomização. Nos ensaios de resistência à flexão todos os quartzitos encontram-se nos limites de aceitação, segundo a norma europeia EN 100, superando 27 MPa na sinterização a 1200°C. Com isso, o uso de resíduo de quartzito em massas cerâmicas se apresenta como excelente potencial para a produção de grés porcelanato.