Search

Resumo A indústria de papel gera enorme volume de resíduo de lama de papel. Neste trabalho foi desenvolvido um novo suporte cerâmico poroso usando resíduo de lama de papel como matéria-prima alternativa. Os suportes cerâmicos foram produzidos por prensagem e sinterizados entre 1000 e 1200 ºC. A influência da incorporação do resíduo de lama de papel nas propriedades físicas e microestrutura sinterizada foi investigada. Os resultados indicaram que o resíduo de lama de papel atua como um agente formador de poro. Os suportes cerâmicos produzidos apresentaram massa específica aparente de 1,16 a 2,01 g/cm3, porosidade aparente de 14,6% a 46,7% e tensão de ruptura à flexão de 15,4 a 39,9 MPa. Análise microestrutural indicou que os suportes cerâmicos apresentaram estrutura morfológica altamente porosa. Tais resultados indicaram que suportes cerâmicos contendo até 30% em massa de resíduo de lama de papel têm potencial para serem empregados na fabricação de membranas de filtração. Abstract The paper industry generates a huge volume of paper sludge waste. In this study, a new porous ceramic support using paper sludge waste as an alternative raw material was developed. The ceramic supports were produced by pressing and sintered between 1000 and 1200 °C. The influence of the incorporation of the paper sludge waste on the physical properties and sintered microstructure was investigated. The results indicated that the paper sludge waste acts as a pore-forming agent. The produced ceramic supports showed an apparent specific mass of 1.16 to 2.01 g/cm3, apparent porosity of 14.6% to 46.7%, and flexural strength of 15.4 to 39.9 MPa. Microstructural analysis indicated that the ceramic supports had a highly porous morphological structure. Such results indicated that porous ceramic supports containing up to 30 wt% of paper sludge waste have the potential to be employed in the manufacture of filtration membranes.

Industry sector is of great importance for economic development in every country. However, increasing discussions about environmental impacts led to strategies to minimize its effects, optimize production and technology, in a search for a process capable of superior production and lesser impact on nature. This thesis proposes development and analysis of supports for production of ceramic plates of a semi-porous kind (BIIb class), with water absorption between 6 -10%, and porcelain plates, with water absorption smaller than 0.5%. Inside the supports, we incorporated solid residues from the primary treatment of brine to be electrolyzed for production of caustic soda, hydrogen, and chlorine, using dry technology. The study was conducted from a partnership between industries from thermoplastic resin and ceramic plates production. Nowadays, Solid Residue from Brine Treatment (SRBT) is reinjected in salt mines which, although environmentally adequate, might not be the best solution. Therefore, we believe that SRBT incorporation at ceramic plate´s support is a viable alternative for better destination of this chemical residue that allows lower consumption of nature´s non-renewable resources and brings advantages to the support. This study generated 954 test subjects to verify the influence of different temperatures and SRBT concentrations in processing and densification using different tests. We test apparent density, linear retraction, water absorption, flexure strength, extraction expansion, black-heart formation, humidity expansion, thermal dilation coefficient and water loss in high temperatures. After the subject characterization, we gather that SRBT did not alter the main features of the material before burning, as presented by apparent density and mechanical strength tests. In all tested concentrations, rejects brought specific gains to mechanical strength especially for subjects of BIIb class. We infer that SRBT application in ceramic plates support is viable if one takes cautionary measures regarding homogenization of the material. O setor industrial é de grande importância para o desenvolvimento econômico em todos os países. No entanto, discussões crescentes sobre os impactos ambientais levaram a estratégias para minimizar seus efeitos, otimizar a produção e a tecnologia, em busca de um processo capaz de produzir com qualidade superior e menor impacto sobre a natureza. Esta tese propõe o desenvolvimento e análise de suportes para produção de placas cerâmicas semi-porosas (classe BIIb), com absorção de água entre 6-10% e placas de porcelana, com absorção de água menor que 0,5%. Dentro dos suportes, incorporamos resíduos sólidos do tratamento primário de salmoura a ser eletrolisado para produção de soda cáustica, hidrogênio e cloro, utilizando tecnologia seca. O estudo foi realizado a partir de uma parceria entre indústrias de resinas termoplásticas e produção de placas cerâmicas. Atualmente, o Resíduo Sólido de Tratamento de Salmoura (RSTS) é reinjetado em minas de sal que, embora ambientalmente adequadas, podem não ser a melhor solução. Por isso, acreditamos que a incorporação da RSTS no suporte de placas cerâmicas é uma alternativa viável para melhor destinação desse resíduo químico que permite menor consumo dos recursos não renováveis da natureza e traz vantagens ao suporte. Este estudo gerou 954 corpos de teste para verificar a influência de diferentes temperaturas e concentrações de RSTS no processamento e densificação usando diferentes testes. Testamos densidade aparente, retração linear, absorção de água, resistência à flexão, expansão de extração, formação de coração negro, expansão de umidade, coeficiente de dilatação térmica e perda de água em altas temperaturas. Após a caracterização, concluímos que o RSTS não alterou as principais características do material antes da queima, como apresentado pelos testes de densidade aparente e resistência mecânica. Em todas as concentrações testadas, os rejeitos trouxeram ganhos específicos para a resistência mecânica, especialmente para corpos da classe BIIb. Infere-se que a aplicação da RSTS em placas cerâmicas de suporte é viável, caso se tomem medidas de cautela quanto à homogeneização do material.

Este trabalho apresenta uma metodologia para a produção em laboratório de um suporte cerâmico para a execução de soldas unilaterais em aço. Formulações foram preparadas usando a cordierita, a bauxita e a magnesita como minerais refratários. A bentonita e o silicato de sódio neutro foram usados como aditivos à massa cerâmica. O processo de fabricação envolveu a mistura das matérias primas, a compactação por pressão, a secagem e sinterização dos corpos de prova. Os suportes de solda foram caracterizados por difração de raios-X, microscopia ótica da superfície, ensaios de absorção de água e de tensão de ruptura a flexão. Também foram submetidos à soldagem do passe de raiz pelo processo MIG-MAG. Os resultados mostram que a rota de fabricação cerâmica convencional é adequada à fabricação do suporte de solda cerâmico. Entre as formulações testadas, a cordierita apresentou melhor integridade tanto durante sua fabricação como durante a operação de soldagem, tendo produzido cordões de solda com bom acabamento e isento de descontinuidades. As variáveis de fabricação do suporte foram avaliadas, como a pressão de compactação, a temperatura de sinterização e a adição de água à massa cerâmica. This work presents a methodology for the in lab manufacturing of a ceramic backing for the one-side steel welds. Formulations were prepared using cordierite, bauxite and magnesite as refractory minerals. Bentonite and sodium silicate were used as addictives for the ceramic blend. The manufacturing process included dry mixture, compressing, drying and sintering of the specimens. The weld supports were characterized by X-ray diffraction, optical microscopy of the surface, water absorption and flexile tension. Also they were submitted to the welding of the root pass with the MIG-MAG process. The results show that the conventional ceramic manufacturing route is adequate for the production of the ceramic weld backing. Among the tested formulations, cordierite showed better integrity both during its manufacturing and during the welding operation, producing well shaped weld beads, free from discontinuities. The manufacturing variables were evaluated, such as the compacting pressure, sintering temperature and the amount of water added to the ceramic mass.