DIAGNÓSTICO E CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO DE GRANITO VISANDO O USO EM MASSAS CERÂMICAS

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1 DIAGNÓSTICO E CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO DE GRANITO VISANDO O USO EM MASSAS CERÂMICAS MENDONÇA, A.M.G.D.; DIAS, S. L.; COSTA, J. M.; PEREIRA, D.L; RAMOS, A.M. C Universidade Federal de campina Grande Av. Aprígio Veloso, Campina Grande, PB ana.duartemendonca@gmail.com RESUMO A indústria cerâmica, particularmente o setor voltado para a fabricação de produtos da construção civil, tem sido alvo da incorporação de resíduos industriais. Alguns resíduos possuem composição similar às matérias-primas naturais usadas na indústria cerâmica e freqüentemente contém materiais, que além de ser compatível, também beneficia o processo de fabricação. Esse trabalho tem como objetivo caracterizar os resíduos produzidos pela POLIGRAN S/A Polimento de Granitos do Brasil, visando sua aplicação em massas cerâmicas para revestimento. Foram realizados os seguintes ensaios de caracterização: análise granulométrica; análise química e difração de raios X, com a finalidade de determinar o seu estado de cominuição, componentes químicos e fases mineralógicas presentes. Com base nos resultados concluiu-se que o resíduo da serragem do granito pode ser adicionado a massas cerâmicas. Palavras-chave: Resíduo de granito, reciclagem, massas cerâmicas. INTRODUÇÃO O Brasil detém grandes reservas de pedras ornamentais de revestimento (granito e mármore) com os mais variados aspectos estéticos. É um dos maiores produtores mundiais de granito, tanto na forma de blocos como em produtos acabados. Toda a pujança desse setor no país, não impede e pelo contrário parece favorecer que as indústrias brasileiras de beneficiamento atinjam níveis altíssimos de desperdício, havendo a formação de rejeitos na forma de pó de 20% a 25%, em

2 massa, do total beneficiado, o que intensifica a quantidade de rejeitos gerados e o perigo de danos ambientais. A produção brasileira de rochas ornamentais e de revestimento supera 5,2 milhões de toneladas, sendo três milhões de toneladas de granito, um milhão de toneladas de mármore e o restante referente à produção de ardósias, quartzitos foliados e pedra Miracema, entre outros. As pedras naturais ornamentais são produtos que competem com os pisos e revestimentos cerâmicos. A indústria brasileira de granito tem crescido extraordinariamente ao longo da última década. No início de 1990, os fornecedores de granito brasileiros começaram um sério programa de marketing para o mercado americano, e as exportações de granito do Brasil para os Estados Unidos atingiram um total de U$19.5 milhões em Cinco anos mais tarde, este total atingiu U$42.9 milhões, e em 2004, um total de U$267.9 milhões em exportações de granito brasileiro para os Estados Unidos. As exportações de rochas ornamentais somaram US$ 726,1 milhões em 2007, o que superou em US$ 48 milhões o faturamento do ano anterior. A Região Nordeste é uma área onde se concentra grande quantidade de indústrias de beneficiamento, sendo responsáveis pela liberação de centenas de toneladas de resíduo por ano no meio ambiente. Este quadro de descaso é agravado ainda mais, pelos indicativos de crescimento da produção, despertando a preocupação de ambientalistas e da comunidade em geral, em vista de um cenário ainda mais perigoso e danoso ao meio ambiente e à saúde da população. A indústria da mineração e beneficiamento de granitos é uma das mais promissoras áreas de negócio do setor mineral. As indústrias do beneficiamento de granito geram uma enorme quantidade de resíduos, que poluem e degradam o meio ambiente. Esse resíduo é um material não biodegradável que quando descartado gera poluição e degradação do meio ambiente. O GRANITO Rocha ígnea formada nas grandes profundidades da crosta, constituída principalmente por feldspatos, quartzo e micas. Granito são placas pétreas usadas como acabamento, obtidas a partir de diversos tipos de rochas. A variedade das rochas é função da sua formação geológica (ígneas ou magmáticas, metamórficas ou sedimentares) e dos minerais que a formam.

3 RESÍDUOS DE GRANITO O resíduo de granito pode apresentar diversos aspectos. No momento da lavra é grosseiro, enquanto que os resíduos formados nos teares e durante o polimento são lamas abrasivas, provenientes da adição de abrasivos e lubrificantes como aditivos de processamento. Além disso, durante o processo de polimento são adicionados produtos químicos variados. A lama do beneficiamento do granito é em geral descartada em córregos, ravinas, lagos e rios, havendo a formação de grandes depósitos a céu aberto, enquanto fluída afoga plantas e animais e deprecia o solo, quando seca, torna-se um resíduo sólido não biodegradável classificado como resíduo classe III inerte, sua poeira inspirada é danosa à saúde de homens e animais. Devido à crescente preocupação com o meio ambiente, bem como, as cobranças dos órgãos governamentais e não governamentais relacionados à geração, destino e aproveitamento de resíduos, algumas pesquisas vêm sendo realizadas buscando incorporar resíduos sólidos em massas cerâmicas, buscando reduzir os impactos ambientais, bem como agregar valor ao resíduo e reduzir a extração de matérias-primas. O reaproveitamento de resíduos, de maneira integral ou como coadjuvante em ramos industriais cerâmicos, que englobam em grande parte a construção civil, pode contribuir para diversificar a oferta de matérias-primas para produção de componentes cerâmicos e reduzir os custos da construção civil, o que é de vital importância, principalmente em um país com elevado déficit habitacional como o Brasil. Segundo Sauterey (1978), a construção civil é o ramo da atividade tecnológica que pelo volume de recursos naturais consumidos, parece ser o mais indicado para absorver resíduos sólidos, como os das rochas graníticas ornamentais. A reciclagem de resíduos industriais não é uma questão simples, focalizada em termos de conhecimento. Pelo contrário, requer conhecimentos multidisciplinares, que se baseiam em técnicas de engenharia, princípios de economia, das ciências sociais e das técnicas de planejamento urbano e regional. Os resíduos de serragem de rochas ornamentais, aparentemente sem valor industrial, podem ser usados como componente importante de massas argilosas na

4 fabricação de produtos cerâmicos para uso na construção civil. As razões para isto estão relacionadas aos seguintes aspectos principais: A composição químico-mineralógica do resíduo; A sua natureza não plástica; e Não causa poluição durante a fabricação e uso dos novos produtos cerâmicos. O resíduo gerado na operação de serragem das rochas ornamentais, tais como o granito, é uma matéria-prima potencial que poderá ser utilizada como um fundente e redutor de plasticidade em massas cerâmicas, já que as matérias-primas mais usadas nas indústrias da cerâmica tradicional podem ser divididas basicamente em três categorias: componentes plásticos (argilas), componentes fundentes (feldspatos) e componentes inertes (quartzo). MATERIAIS E MÉTODOS Utilizou-se o resíduo da serragem de granito, resultantes do beneficiamento de blocos de granito da Empresa POLIGRAN S/A Polimento de Granitos do Brasil- Alça Sudoeste, Rodovia Alça Sudoeste, Quadra 18 km 1,4 - Campina Grande-PB. Foram realizados ensaios de caracterização através da determinação da composição química e difração de raios-x do resíduo de granito. A caracterização foi efetuada com o material passado em peneira ABNT Nº 200, e posteriormente caracterizadas quanto à composição química através do Equipamento EDX-900 da marca Shimadzu, pelo método de Espectrofotometria Fluorescente de Raio-X. Os ensaios foram realizados no Centro de Tecnologia em Materiais em Criciúma-SC. As análise por difração de raios X das amostras estudadas nesta pesquisa foram realizadas em um equipamento modelo XRD 6000 da Shimadzu, operando com radiação Cu k (30kV/40mA), com varredura entre 2 (3 o ) e 2 (60 o ) e com velocidade de varredura de 2 o /min. Os ensaios foram realizados no Laboratório de Materiais do Departamento de Engenharia de Materiais do Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal de Campina Grande.

5 RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 1 estão apresentados os valores da composição química do resíduo de granito Tabela 1 Composição química do resíduo de granito Material SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 K 2 O TiO 2 CaO Na 2 O PF a Resíduo de Granito 62,87 14,48 6,59 3,78-6,28 3,52 2,28 a Perda ao Fogo O resíduo de granito apresenta teor elevado de sílica superior a 60% e elevados teores de Fe 2 O 3 e CaO. A presença de óxido de cálcio e óxido de ferro (CaO e Fe 2 O 3 ) encontrados na amostra de granito é oriunda principalmente da granalha e da cal utilizados como abrasivo e lubrificante no processo de beneficiamento de granito. Os óxidos de ferro (Fe 2 O 3 ), cálcio (CaO), sódio e potássio (Na 2 O e K 2 O) presentes no resíduo são agentes fundentes. Com relação ao uso cerâmico o teor de ferro (Fe 2 O 3 ) superior a 6% presente no resíduo de granito, conduzirá, provavelmente após sinterização, a colorações avermelhadas Na Figura 1 estão apresentas as curvas dos difratogramas de raios-x do resíduo em estudo Legenda: M Mica Q- Quartzo A- Albita Ca Carbonato de cálcio Figura 1 Difrações de raios X do resíduo de granito No resíduo de granito há a presença de quartzo (SiO 2 ), caracterizada pela distância interplanar de 3,34A o ; de albita (feldspato sódico-naalsi 3 O 8 ), caracterizada pela distância interplanar de 3,19A o, e, em menor quantidade de mica moscovita,

6 caracterizada pela distância interplanar de 10,04 A o, e de calcita (CaCO 3 ), caracterizada por 3,03 A o. A Figura 2 apresenta o tamanho de partículas do resíduo de granito Figura 2-.Distribuição do tamanho de partículas do resíduo de granito O resíduo de granito apresentou um tamanho médio de partícula de 24,5 m e uma faixa de distribuição de tamanho de partículas significativamente mais estreita que a observada no resíduo de caulim, D 10 de 2 m e D 90 de 60 m. CONSIDERAÇÕES FINAIS O uso do resíduo de granito, como matéria-prima para a indústria de cerâmica vermelha, está baseado na substituição de parte dos materiais plásticos e não plásticos. Esses resíduos têm, em sua constituição mineralógica, um elevado percentual de quartzo e feldspato e pequenas proporções de mica e calcário, dentre outros e, provavelmente, poderão ser utilizados em composições para produtos de cerâmica vermelha com custos mais reduzidos. O aproveitamento de resíduos, como matéria-prima cerâmica, juntamente com argilas tem, na realidade, efeitos positivos nas propriedades dos produtos cerâmicos semi-acabados e acabados, influenciando em todas as fases do processo (moldagem, secagem e sinterização)

7 O resíduo da serragem de granito consiste numa "lama" com elevados teores de SiO 2, Al 2 O 3, Fe 2 O 3 e CaO, formada pelo pó oriundo da serragem e por partículas de granalha e cal que são utilizados durante o processo REFERENCIAS MENEZES. R. R., H. S. FERREIRA, G. DE A. NEVES, H. C. FERREIRA, Uso de rejeitos de granitos como matérias-primas cerâmicas, Cerâmica v.48 n.306, MENEZES, R. R., FERREIRA, H. S., NEVES, G. A., FERREIRA, H. C., Cerâmica, 48, 306, , MOTHÉ FILHO, H. F., POLIVANOV, H., MOTHÉ, C. G., Anais do 45º Congresso Brasileiro de Cerâmica, Florianópolis-SC, p , PEREIRA, F. R., Valorização de resíduos industriais como fonte alternativa mineral: composições cerâmicas e cimentíceas Tese de doutorado, Universidade de Aveiro- Portugal RIBEIRO, K. F., GONÇALVES, W. P., MORAIS, C. C G., SANTANA, L. N. L., NEVES, G. A., MENEZES, R. R., Caracterização do Resíduo de Granito Visando A Utilização em Massas Cerâmicas, Anais do 1º SINRES, Campina Grande-PB, p. 1-8, SAUTEREY, R., in: Proceedings Aiaeenpc, p SILVA, B. J. Dissertação de Mestrado, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande-PB, 2007.