Incorporação de cinzas da casca de café na produção de placas cerâmicas para revestimento

Brazil is the world s leading coffee producer. In 2008, 45.99 million of 60 kg bags of benefited coffee were produced. In the process of improvement 50% is grain and 50% is husk, thus, 1.38 million tons of coffee husk are produced annually. The husk is used as combustible in the drying and improvement ovens in the coffee farms, generating ash as residue. These ashes contain a high concentration of alkaline metals and earth metals, mainly K2O and CaO. This work studies the use of this residue in the ceramic tiles industry, as fluxing agents in substitution to the feldspar. Ten mixtures with equal ratios of clay and kaolin, proceeding from Bahia and the residue (varying from 30 to 5%) were defined and produced in uniaxial tool die of 60x20mm with approximately 5 mm of thickness and 45MPa compacting pressure. The samples were fired in four different temperatures: 1100 °C, 1150 °C, 1185 °C and 1200 °C during 60 minutes and characterized by means of X-ray fluorescence, X-ray diffraction, gravimetric thermal analysis and differential thermal analysis. The results of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, XRD, dilatometry, flexural strength and SEM were also analysed. The test specimen with addition of 10% of ash fired in 1200 °C resulted in 0.18% water absorption and 40.77 MPa flexural strength, being classified as porcelain stoneware tiles according to ABNT, UNI and ISO norms

Aproveitamento de resíduo de beneficiamento do caulim na produção de porcelanato cerâmico

Nowadays, industries from all sectors have great concerns over the disposition of the residues generated along the productive process. This is not different in the mineral sector, as this generates great volumes of residues. It was verified that the kaolin improvement industry generates great volumes of residue basically constituted of kaolinite, muscovite mica and quartz, which are basic constitution elements to formularisations of ceramics masses to the production of covering of stoneware tiles type. This happens because the methodology applied to the improvement process is still very rudimentary, what causes a very low yield, only ¼ from all the material volume that enters the improvement process, in the end, is marketable. The disposal of this residue, in a general way, causes a very big negative environmental impact, what has justified the researches efforts aiming to find a rational solution to this problem. In this way, the intention of this present work is the utilization of this residue in the manufacture of products to high quality ceramics covering, stoneware tiles in an industrial scale. For this purpose, the influence of the addition of the residue to a standard ceramics mass used by a ceramics sector company, already established in the market, with the intention of verifying the possibility of use of this residue as the mass complementary raw material and even the possible partial or total substitution of one of the components of the mass for the raw material in evidence will be studied. To the accomplishment of this work, the kaolin improvement residue generated by an industry of exploitation and improvement of kaolin, located in the region of Equador-RN, in the levels 1,2,4,8, 16 and 32% will be added to the standard mass already used for the production of stoneware tiles. The raw materials used, kaolin residue and the standard mass, were characterized through DRX, FRX, DTA, TGA and dilatometry. After the sintering of the bodies of test, tests of water absorption, apparent porosity, post burning linear retraction, apparent specific mass and flexural strength (3 point bending) were realized to determinate the technological properties of these materials. The results show the studied residue can be considered raw material of great potential to the industry of floor and ceramics covering of the stoneware tiles type

Utilização de resíduos de rochas ornamentais na produção de cerâmica branca

The marble and granite waste come from the process of mining of those ornamental rocks for use in the building industry. Brazil is one of the largest producers of blocks or finished products of ornamental rocks, extracting about 5.2 tons / year. The largest national producers are the states of Espírito Santo, Minas Gerais and Bahia which account for 80% of the Brazilian production. However, the waste total amount during processing of these blocks reaches 40% of the total. The use of the waste produced by this industry in white ceramics could be a form of disposition, because these materials, are thrownasa mud directly at decantation ponds, wastelands or in rivers, without any treatment. The present work has as main purpose to study the influence that reject of the ornamental rocks on the physical and mechanical properties of white ceramics. X-Ray characterizations of raw materials by were performed X-Ray fluorescence, X-Ray diffraction, granulometric, thermogravimetric and thermodiferencial analysis, five formulations were made (0, 10, 20, 30, 40% in granite weight) wich were burned at three temperatures: 1100°C, 1150°C and 1200ºC with 60 minutes of sorling time. After sintering, the samples were submitted to different analyser absorption of water, linear retraction, apparent porosity, apparent specific mass, flexival stronght, and scanning were obtained microscopy. Compatible technological properties within the limits demanded for the production of porcelainized stoneware

Redução da susceptibilidade à deformação piroplástica das argilas do Pólo Cerâmico de Santa Gertrudes através da adição de matérias-primas

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Caracterização de matérias-primas regionais e desenvolvimento de formulações de massas cerâmicas para porcelanato

Initially concentrated in some poles at the South and Southeast regions of Brazil, the ceramic tiles industry became wide during the 80 s decade, with a disconcentration industrial and regional pulverization. The competitiveness in the ceramic tiles internal and external consumers markets, it has debtor the industries to invest in sophisticated products each time more, either in design or the technology, but, mainly, in its final properties. Amongst the diverse types of ceramic coating, the porcelanato if has detached had to its process of technological production and excellent characteristics techniques. The Porcelanato is currently the material for coatings that presents the best technical and aesthetic features when compared with others ceramics found on the market. The chemical composition and the others raw materials characteristics have an importance that must to be ally to the inherent characteristics of fabrication process, essentially those related to the cycle of burning. This work had as purpose to develop formularizations of ceramic mass for production of porcelanato without glass coating, pertaining to the group BIa (text of absorption of water ≤ 0.5%) and with resistance superior mechanics 35MPa from raw materials characterized. The ceramic raw materials selected to the development of this study (A1 and A2 clays, feldspate, talc and quartz) were submitted to the following tests: X-ray fluorescence - chemical analysis determination; X-ray diffraction - Analysis of the stages mineralogics; Laser granulometry - size distribution of particles; and Differential thermal analysis - thermal behavior. Were performed tests of absorption of water, lineal retraction of it burns, apparent specific mass and rupture tension the flexing. The results had evidenced that the formularizations that had the A1 clay and talc on its composition were efficient for the porcelanato production remaining their technological characteristics inside of the intervals of variation desired by the Norms of the ABNT

Estudos de rotas de beneficiamento da nefelina-sienito para aplicação como fundente na massa cerâmica do porcelanato

Este trabalho consiste em um estudo de caracterização e viabilidade econômica, para implantação de uma linha de processo, para beneficiar uma jazida de nefelina-sienito. Esta jazida pertence à Mineração e Pesquisa Brasileira Ltda e está localizada no Domo Alcalino do Planalto Lageano, no Estado de Santa Catarina. Nefelina-sienito é uma rocha ígnea de origem plutônica, com ausência de quartzo livre, constituída por minerais félsicos que são os feldspatos e feldspatóides e máficos, que são o piroxênio e anfibólio, associados a minerais acessórios como zircão, apatita, titanita e minerais opacos. Sua principal utilização é como fundente para a indústria cerâmica e vidreira. Este insumo concorre com o Feldspato neste segmento, com vantagens intrínsecas, como teor mais elevado de álcalis (Na2O+K2O), homogeneidade da jazida, além da proximidade do centro consumidor. Por outro lado, apresenta uma grande desvantagem que limita sua utilização na indústria cerâmica, e praticamente exclui seu emprego para o porcelanato e esmalte, que é a interferência na cor do produto final, reflexo do elevado teor de ferro. O objetivo deste trabalho é obter um produto que sirva de insumo (matériaprima) fundente à indústria cerâmica, especificamente na linha de revestimentos nobres, para a fabricação de um piso cerâmico de alto valor agregado, denominado grêsporcelanato Para atingir este objetivo, definiu-se as etapas e ensaios a serem realizados para extrair os minerais máficos (cromóforos), ou seja, aqueles com ferro presente em sua estrutura, e com isto enquadrar o produto dentro dos padrões exigidos pela indústria cerâmica. Inicialmente realizou-se uma caracterização mineralógica da nefelina-sienito, identificando suas características estruturais e texturais e seus minerais constituintes, diferenciando os máficos dos félsicos, estudando suas características físicas, químicas e morfológicas. Posteriormente, efetuou-se a caracterização tecnológica avaliando o grau de liberação destes minerais e, por fim, ensaios de beneficiamento, utilizando-se as técnicas de flotação e separação magnética a seco e a úmido, avaliando suas performances e definindo a rota de processo mais indicada.Elaborou-se um fluxograma de processo específico para esta linha de produção considerando os equipamentos que a empresa já possui, buscando reduzir o custo de implantação. Definida a linha de processo e os equipamentos necessários para sua implantação, avaliou-se os investimentos e custos envolvidos para duas escalas de produção. Por fim elaborou-se um fluxo de caixa para avaliar a viabilidade econômica do projeto. Os resultados encontrados confirmaram a viabilidade técnica e econômica para implantação desta nova linha de processo.

Adição de subprodutos da cinza da casca de café (coffea canephora) em massa cerâmica para porcelanato

To produce porcelain tiles fluxing agents are used in order to obtain a liquid phase during firing. This liquid phase fills the pores decreasing porosity, water absorption and contributes to material densification. In the porcelain tiles industry, feldspar is the main flux material used, with quantities ranging between 35 and 50%. Studies focus on the discovery of materials with flux characteristics that can reduce the consumption of feldspar by porcelain tiles industry. In this context, the coffee husk ashes, a residue obtained when coffee husks are burned to produce heat for the dryers during the processing of the green fruit, have as main chemical constituents potassium, calcium and magnesium, giving them characteristics of fluxing material. Brazil is the largest coffee producer in the world and is responsible for over 30% of the world s production. In this work a physical treatment of coffee husk ash was carried out in order to eliminate the organic matter and, after this, two by-products were obtained: residual wastes R1 and R2. Both residues were added separately as single fluxes and also in association with feldspar in mixtures with raw materials collected in a porcelain industry located in Dias d Ávila-Ba. The addition of these residues aimed to contribute to the reduction of the consumption of feldspar in the production of porcelain tiles. Specimens were produced with dimensions of 60 mm x 20 mm x 6 mm in an uniaxial die with compacting pressure of 45 MPa. The samples were heated to a temperature of 1200 °C, for 8 minutes. Tests were performed to characterize the raw materials by XRF, XRD, particle size analysis, DTA and TGA and, additionally, the results of the physical properties of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, density, dilatometry, flexural strength and SEM of sintered body were analyzed. Additions of less than 8% of the residue R1 contributed to the decrease of porosity, but the mechanical strength of the samples was not satisfactory. Additions of 5% the R2 residue contributed significantly to decrease the water absorption and apparent porosity, and also to increase the mechanical strength. Samples with addition of feldspar associated with the R2 residue, in proportions of 6.7% of R2 and 6.7% of feldspar, led to results of water absorption of 0.12% and mechanical strength of 46 MPa, having parameters normalized to the manufacture of porcelain stoneware tiles

Caracterização de uma jazida visando a garantia da qualidade de matérias-primas para indústria cerâmica de revestimentos

Pós-graduação em Geologia Regional - IGCE

Da carstificação em arenitos. Aproximação com o suporte de geotecnologias =: À propos de la karstfication dans les grès. Traitement par les technologies SIG

Pós-graduação em Geografia - IGCE

Análise de microestrutura e de características geotécnicas de misturas de resíduo de polimento de porcelanato e solo

Brazil is a country in development, rich in natural resources. In order to grow sustainably, it is necessary to Brazil to preserve its environment, which is an expressive challenge, especially to industries, such as those producing ceramic materials. This study was developed using Porcelain Tile Polishing Residue (RPP) in blends with soil to build compacted fills. This residue is a slurry generated during the polishing process of porcelain tiles and contains powdery material from the polished tile, the abrasives used during the process and cooling water. The RPP was collected from a private company located in Conde/PB and it was mixed with a sandy-clayey soil, to build the fills. Laboratorial tests were conducted with pure soil, pure RPP and blends in proportions of 5%, 10%, 15% and 20% of RPP in addition to the dry mass of pure soil. The Chemical and Physical Characterization tests performed were: specific solid weight, grain size distribution, laser analysis of grain size distribution, Atterberg limits, X ray fluorescence, X ray diffraction, scanning electron microscopy and soil compaction,. The materials and blends were also compacted and direct shear tests and plate load tests were performed. Plate load tests were conducted using a circular plate with 30 cm diameter, on specimens of pure soil and 5% blend, compacted in a metallic box inside the Soil Mechanics Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Norte, Brazil. Both mechanical tests performed were conducted under inundated conditions, willing to reduce the influence of soil suction. An evaluation of the results of the tests performed shows that RPP is a fine material, with grain size distribution smaller than 0,015mm, composed mainly of silica and alumina, and particles in angular shape. The soil was characterized as a clayey sand, geologically known as a lateritic soil, with high percentages of alumina and iron oxide, and particles with rounded shape. Both the Soil and the blends presented low plasticity, while the residue showed a medium plasticity. Direct shear tests showed that the addition of RPP did not cause major changes into blends’ friction angle data, however, it was possible to note that, for the proportions studied, that is a tendency of obtain lower shear stresses for higher percentages of RPP in the blends. Both pure soil and 5% mixture showed a punching disruption for the Plate load test. For this same test, the allowable stress for 5% mixture was 44% higher than the pure soil, and smaller vertical settlement results for all stresses.

Análise de microestrutura e de características geotécnicas de misturas de resíduo de polimento de porcelanato e solo

Brazil is a country in development, rich in natural resources. In order to grow sustainably, it is necessary to Brazil to preserve its environment, which is an expressive challenge, especially to industries, such as those producing ceramic materials. This study was developed using Porcelain Tile Polishing Residue (RPP) in blends with soil to build compacted fills. This residue is a slurry generated during the polishing process of porcelain tiles and contains powdery material from the polished tile, the abrasives used during the process and cooling water. The RPP was collected from a private company located in Conde/PB and it was mixed with a sandy-clayey soil, to build the fills. Laboratorial tests were conducted with pure soil, pure RPP and blends in proportions of 5%, 10%, 15% and 20% of RPP in addition to the dry mass of pure soil. The Chemical and Physical Characterization tests performed were: specific solid weight, grain size distribution, laser analysis of grain size distribution, Atterberg limits, X ray fluorescence, X ray diffraction, scanning electron microscopy and soil compaction,. The materials and blends were also compacted and direct shear tests and plate load tests were performed. Plate load tests were conducted using a circular plate with 30 cm diameter, on specimens of pure soil and 5% blend, compacted in a metallic box inside the Soil Mechanics Laboratory of the Federal University of Rio Grande do Norte, Brazil. Both mechanical tests performed were conducted under inundated conditions, willing to reduce the influence of soil suction. An evaluation of the results of the tests performed shows that RPP is a fine material, with grain size distribution smaller than 0,015mm, composed mainly of silica and alumina, and particles in angular shape. The soil was characterized as a clayey sand, geologically known as a lateritic soil, with high percentages of alumina and iron oxide, and particles with rounded shape. Both the Soil and the blends presented low plasticity, while the residue showed a medium plasticity. Direct shear tests showed that the addition of RPP did not cause major changes into blends’ friction angle data, however, it was possible to note that, for the proportions studied, that is a tendency of obtain lower shear stresses for higher percentages of RPP in the blends. Both pure soil and 5% mixture showed a punching disruption for the Plate load test. For this same test, the allowable stress for 5% mixture was 44% higher than the pure soil, and smaller vertical settlement results for all stresses.

Adição de subprodutos da cinza da casca de café (coffea canephora) em massa cerâmica para porcelanato

To produce porcelain tiles fluxing agents are used in order to obtain a liquid phase during firing. This liquid phase fills the pores decreasing porosity, water absorption and contributes to material densification. In the porcelain tiles industry, feldspar is the main flux material used, with quantities ranging between 35 and 50%. Studies focus on the discovery of materials with flux characteristics that can reduce the consumption of feldspar by porcelain tiles industry. In this context, the coffee husk ashes, a residue obtained when coffee husks are burned to produce heat for the dryers during the processing of the green fruit, have as main chemical constituents potassium, calcium and magnesium, giving them characteristics of fluxing material. Brazil is the largest coffee producer in the world and is responsible for over 30% of the world s production. In this work a physical treatment of coffee husk ash was carried out in order to eliminate the organic matter and, after this, two by-products were obtained: residual wastes R1 and R2. Both residues were added separately as single fluxes and also in association with feldspar in mixtures with raw materials collected in a porcelain industry located in Dias d Ávila-Ba. The addition of these residues aimed to contribute to the reduction of the consumption of feldspar in the production of porcelain tiles. Specimens were produced with dimensions of 60 mm x 20 mm x 6 mm in an uniaxial die with compacting pressure of 45 MPa. The samples were heated to a temperature of 1200 °C, for 8 minutes. Tests were performed to characterize the raw materials by XRF, XRD, particle size analysis, DTA and TGA and, additionally, the results of the physical properties of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, density, dilatometry, flexural strength and SEM of sintered body were analyzed. Additions of less than 8% of the residue R1 contributed to the decrease of porosity, but the mechanical strength of the samples was not satisfactory. Additions of 5% the R2 residue contributed significantly to decrease the water absorption and apparent porosity, and also to increase the mechanical strength. Samples with addition of feldspar associated with the R2 residue, in proportions of 6.7% of R2 and 6.7% of feldspar, led to results of water absorption of 0.12% and mechanical strength of 46 MPa, having parameters normalized to the manufacture of porcelain stoneware tiles

Síntese, caracterização e avaliação da capacidade bactericida de copolímeros à base de 2-vinilpiridina funcionalizados

Neste trabalho, dois copolímeros à base de 2-vinilpiridina (2Vpy), estireno (Sty) e divinilbenzeno (DVB) foram sintetizados empregando a técnica de polimerização em suspensão aquosa via radical livre. Os copolímeros com diferentes características morfológicas foram preparados variando a composição da mistura diluente, constituída por tolueno e n-heptano, solventes solvatantes e não solvatantes para as cadeias poliméricas. A caracterização estrutural desses materiais foi feita através de medidas de área específica, volume de poros, diâmetro médio de poros e densidade aparente. Além disso, esses materiais foram avaliados por microscopia ótica e eletrônica de varredura, por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA) e análise elementar. Os copolímeros Sty-DVB-2Vpy foram modificados quimicamente através de reação de quaternização das unidades de 2Vpy usando dois reagentes: iodeto de metila e acrilonitrila. A quaternização dos copolímeros Sty-DVB-2Vpy foi confirmada através de espectroscopia de infravermelho, pelo aparecimento das bandas de absorção características do íon peridíneo e do grupo nitrila e também pela análise do comportamento térmico. Os produtos dessas reações foram submetidos à avaliação da capacidade bactericida através do método de contagem em placas contra suspensão de Escherichia coli. O copolímero do tipo gel quaternizado com iodeto de metila apresentou a maior ação bactericida registrada, com eficiência até a concentração de 104 células/mL. Contudo, a maioria dos materiais quaternizados não apresentou ação biocida significativa. Com o objetivo de maximizar a atividade bactericida dos materiais preparados, os copolímeros quaternizados e não quaternizados foram impregnados com iodo por meio de duas metodologias: em solução e em fase vapor. O teor de iodo incorporado foi quantificado por análise gravimétrica. Foi possível observar que os copolímeros quaternizados e impregnados com iodo se mostraram mais eficientes como agentes bactericidas que os copolímeros não funcionalizados impregnados com iodo. De uma forma geral, foi possível perceber que a ação bactericida dos polímeros é fruto da associação entre as suas características de porosidade, o grau de quaternização alcançado e o teor de iodo incorporado. Para efeito de comparação foram feitos também ensaios bactericidas com uma resina comercial à base de Sty-DVB com grupo amônio quaternário, VP OC 1950. Os testes mostraram que a resina comercial não possui atividade bactericida. A impregnação de iodo a essa resina comercial forneceu um material com ação biocida semelhante à do copolímero do tipo gel, quaternizado com iodeto de metila e impregnado com iodo

Aplicação da técnica de difração de raios X usando luz síncroton para caracterização de esmalte dentário humano flluorótico e de controle

Com a introdução do flúor como o principal agente anticariogênico e, talvez, um aumento do flúor na nossa cadeia alimentar, a fluorose dentária tornou-se um problema mundial. Os mecanismos que conduzem à formação do esmalte fluorótico são desconhecidos, mas devem envolver modificações nas reações físico-químicas básicas de desmineralização e remineralização do esmalte dentário. O aumento daquantidade de flúor no cristal apatita resulta no aumento dos parâmetros de rede. O objetivo deste trabalho é caracterizar o esmalte dentário humano saudável e fluorótico usando difração de raios X com luz síncrotron. Todos os perfis de espalhamento foram medidos na linha de difração de raios X (XRD1) do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, Campinas SP. Os experimentos foram realizados usando amostras em pó e em lâminas polidas. As amostras em pó foram analisadas a fim de obter a caracterização do esmalte dentário saudável. As lâminas foram analisadas em áreas do esmalte específicas identificadas como fluoróticas. Todos os perfis foram comparados com amostras de esmalte de controle e também com a literatura. A evidente similaridade entre os perfis de difração mostraram a analogia entre as estruturas do esmalte dentário e a hidroxiapatita padrão. Fica evidente que os perfis de difração do esmalte dentário das amostras em lâmina são diferentes daqueles obtidos para o esmalte em pó. As diferenças encontradas incluem variação na cristalinidade e orientação preferencial. Os valores encontrados para as distâncias interplanares para o esmalte de controle e fluorótico das amostras em lâmina não apresentaram diferenças estatisticamente significativas. Isto pode ser explicado pelo fato que a hidroxiapatita e a fluoropatita formam cristais com a mesma estrutura hexagonal, mesmo grupo de simetria e têm parâmetros de rede muito próximos, os quais a habilidade do sistema não foi suficiente para resolver. Finalmente, este trabalho mostra que a difração de raios X usando radiação síncrotron é uma técnica poderosa para o estudo da cristalografia e microestrutura do esmalte dentário e, ainda, pode ser igualmente aplicada no estudo de outros tecidos biológicos duros e de biomateriais sintéticos.

Caracterização geológica da ocorrência de óleo na Formação Rio Bonito associada a um modelo não convencional de geração

O trabalho teve como escopo a caracterização geológica, em termos estruturais e estratigráficos, do sistema petrolífero responsável pela ocorrência de óleos encontrados na Formação Rio Bonito, na região carbonífera de Santa Catarina. Atualmente, especula-se que a assinatura geoquímica destes óleos relaciona-se à Formação Irati associado a um modelo não convencional de geração, vinculando a maturação térmica à intrusão de diabásio, devido a um soterramento insuficiente da rocha geradora. Como a Formação Irati encontra-se posicionada estratigraficamente acima da Formação Rio Bonito, o sistema está associado a um forte controle estrutural para o modelo de migração. A preparação de um mapa geológico integrado para a área de estudo envolvendo dados geológicos de campo, dados aeromagnetométricos e informações de furos de sondagem permitiu um entendimento mais aprofundado do arcabouço tectônico-estratigráfico da região. Seções geológicas mostraram a presença de falhas de grandes rejeitos que promoveram um sistema de Horsts e Grabens relacionados às NE-SW e secundariamente a falhas E-W, que permitiram a colocação da Formação Irati em contato lateral ou em um posicionamento abaixo da Formação Rio Bonito. A partir das seções cronoestratigráficas elaboradas foi possível reconhecer prováveis selos, trapas estratigráficos e estruturais, associados ao sistema petrolífero Irati-Rio Bonito. A análise geoquímica (isótopos e biomarcadores) dos óleos coletados na Formação Rio Bonito apontaram que os mesmos estão associadas aos folhelhos do Membro Assistência da Formação Irati, por possuírem uma razão pristano/fitano menor que 1, gamacerano, e a presença de isoprenóides pentametileicosano (i-25) e esqualano (i-30). A partir de análises geoquímicas realizadas em extratos orgânicos extraídos de folhelhos da Formação Irati intrudidos por diabásio, obteve-se valores da relação entre biomarcadores correspondentes e valores de Ro que indicam que foi alcançado o pico de geração de óleo. Contudo, não há registro na área de estudo de um soterramento suficiente que favorecesse essa situação, levando-nos, assim, a acreditar em um modelo de geração não convencional, por meio da intrusão de diabásio nas rochas geradoras. O arcabouço estrutural e os óleos estudados na região sugerem um processo migratório de sudoeste para o nordeste, ao longo de um sistema de falhas NE-SW, encontradas na região, que foram geradas anteriormente ou concomitantemente ao derrame basáltico associado à Formação Serra Geral.