Aproveitamento de rejeitos oriundos da extração de minério de ferro na fabricação de cerâmicas vermelhas

Abstract

O objetivo deste trabalho é a avaliação da viabilidade de adicionar uma quantidade específica de rejeito proveniente da mineração de ferro na massa cerâmica, mantendo sua trabalhabilidade e minimizando um problema ambiental. Dois rejeitos foram escolhidos para esta avaliação. Estes foram fornecidos por uma mineradora que produz aproximadamente 640.000 toneladas/mês de rejeito arenoso e 450.000 toneladas/mês de rejeito lama. Na pesquisa foram usados argila e carvão provenientes da região de Guaratinguetá, que são matérias-primas normalmente utilizadas na fabricação de blocos cerâmicos. As caracterizações da argila e dos rejeitos foram realizadas por meio de análises de fluorescência de raios-X, difração de raios-X, análise granulométrica, análise térmica diferencial (ATD) e análise termogravimétrica (ATG). Para determinação da proporção do rejeito (arenoso ou lama) que deveria ser adicionada à massa cerâmica foram realizados ensaios de limite de liquidez e de plasticidade. Estes ensaios consideraram amostras sem adição, e, separadamente, amostras contendo diferentes porcentagens de rejeito misturado à argila. Após os testes, as proporções de 7,5% e de 5,0%, respectivamente, dos rejeitos arenoso e lama se mostraram as mais adequadas, pois mantêm a trabalhabilidade do material próxima àquela da massa cerâmica original. Após a determinação da quantidade ideal, todas as amostras foram conformadas por prensagem uniaxial e sinterizadas à 900ºC, temperatura esta comparável à utilizada pela indústria cerâmica para fabricação dos blocos. Para a caracterização dos corpos cerâmicos sinterizados utilizou-se técnicas de rugosimetria, determinação de porosidade e de densidade aparentes e resistência à flexão por três pontos. Os resultados, após trabalho estatístico...

The aim of this experience is to evaluate the viability of the addiction of a specific amount of iron mining residue into the red ceramic blend, keeping its workability and minimizing environmental problems. Two sorts of residues were chosen to be tested. Both residues were supplied by a mining company, which produces approximately 640,000 tons of sand like waste and 450,000 tons of mud waste per month. In this research we used the red ceramic blend mass and the coal from the region of Guaratinguetá; these materials are commonly used to produce clay block brick. Analyses by X-Ray Fluorescence, X-ray diffraction, granulometry, differential thermal (DTA) and thermogravimetric (TGA) were carried out in order to characterize the raw material (clay and the mining wastes). Liquid and plastic tests were done in order to determine the waste ratio that should be added to the ceramic mass. We produced samples of ceramic with and without the waste addiction, tested for different ratios. After the tests, the amounts of 7.5% for the sand like residue or 5.0% for the mud residue were considered to be the most appropriate ones. All the samples were formed by uniaxial pressing and sintering to 900ºC, like the temperature used to produce ceramic blocks. The three points flexural, perfilometry, porosity and apparent density tests were used to characterize the ceramics. The results, after the statistic work by Weibull method, pointed to a positive use of waste mixture into the ceramic mass. Adding the correct amount of residues in the red ceramic mass, it is possible to produce red brick for sealing purposes, in other words, with no structure function