CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO DE CAULIM VISANDO A UTILIZAÇÃO EM MASSAS CERÂMICAS

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1 CARACTERIZAÇÃO DO RESÍDUO DE CAULIM VISANDO A UTILIZAÇÃO EM MASSAS CERÂMICAS MENDONÇA, A.M.G.D.; DIAS, S. L.; PEREIRA, D.L.; COSTA, J. M. RAMOS, A.M.C. Universidade Federal de campina Grande Av. Aprígio Veloso, Campina Grande, PB ana.duartemendonca@gmail.com RESUMO O grande desafio na atualidade é o aproveitamento de forma racional dos resíduos provenientes de processos industriais, buscando alternativas para a redução de impactos ambientais causados pela disposição no meio ambiente. Esse trabalho tem como objetivo caracterizar os resíduos produzidos pela CAULISA indústria S/A, visando sua aplicação em massas cerâmicas para revestimento. Os ensaios de caracterização foram 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 de caulim pode ser adicionado a massas cerâmicas. Palavras-chave: resíduo de caulim, poluição, reaproveitamento. INTRODUÇÃO Nos últimos anos, as indústrias de mineração e beneficiamento de caulim vêm sendo mencionadas como fontes de contágio e poluição e preocupando proprietários, ambientalistas e governantes em virtude da quantidade crescente de resíduos gerados e descartados sem nenhum processo de tratamento prévio para reduzir ou eliminar os constituintes presentes. O meio ambiente tem sofrido progressivas agressões, em conseqüência da ação antrópica. Tal fato torna-se evidente nas minerações, que, embora de grande importância socioeconômica, interferem de forma acentuada nos recursos naturais (VIDAL, 2001).

2 O grande desenvolvimento tecnológico do último século fez com que a produção de bens industrializados e o volume de recursos minerais explorados atingissem quantidades jamais vistas pela humanidade. Associado a essa grande expansão produtiva ocorreu à geração de uma enorme quantidade de resíduos urbanos e industriais, o que se tornou um dos maiores problemas para a sustentabilidade do desenvolvimento humano. Os resíduos industriais produzidos são lançados em aterros sanitários, mas também, quando não há a adequada fiscalização por parte do estado, em terrenos baldios, córregos, ravinas, mangues, etc. O que se constitui uma grave fonte de contaminação e poluição, provocando impactos ambientais irreversíveis (R. R. MENEZES,2007). CAULIM Rocha de material argiloso, de coloração clara a branca, constituído principalmente por caulinita e/ou haloisita, é quimicamente inerte dentro de uma faixa de ph e possui baixo teor de ferro, podendo conter impurezas. É um material inorgânico, atóxico, incombustível, insolúvel em água, imputrescível, neutro, imune ao ataque de microorganismos e mudanças bruscas de temperatura (COMIG, 1994). Segundo Brasileiro (2005), a primeira utilização industrial do caulim foi na fabricação de artigos cerâmicos e de porcelana há muitos séculos atrás. Porém, somente a partir da década de 1920 é que se teve início a aplicação do caulim na indústria de papel, sendo precedida pelo uso na indústria da borracha. Posteriormente, o caulim passou a ser utilizado em plásticos, pesticidas, rações, produtos alimentícios e farmacêuticos, fertilizantes e outros. Atualmente o caulim apresenta uma variedade muito grande de aplicações indústrias, de acordo com suas características, pode ser utilizado como pigmento, carga e cobertura na indústria de papel, matéria-prima para a indústria cerâmica (porcelana, azulejo, esmalte), matriz para catalisadores (craqueamento de petróleo e dispositivo para exaustão de gases em automóveis), isolante elétrico, agente fortalecedor de borrachas e concretos, cobertura digestiva de remédios (fármacos). Além disso, o caulim pode ser usado na fabricação de cimento branco, pesticidas, vidros, adesivos, cosméticos, plásticos (LUZ, 2005).

3 RESÍDUOS DE CAULIM De acordo com Ramalho (2005), o resíduo obtido quando do beneficiamento do caulim, é constituído essencialmente da fração não plástica da massa (quartzo e fundentes), geralmente possui, matéria orgânica, carbonatos e outras substâncias cujas granulometria geralmente são mais grosseiras quando comparadas ao restante da composição. No processo de beneficiamento do caulim são gerados dois tipos de resíduos que são lançados no ecossistema. O primeiro resíduo é constituído basicamente por quartzo, proveniente da etapa de desareiamento, cujo volume gerado é cerca de 8%. O segundo resíduo é procedente das etapas de centrifugação, separação magnética, branqueamento e filtragem, em razão da quantidade resultante ser significativa, em torno de 26% da produção bruta, é que se configura como um problema, apesar de não ser tóxico. Esse processo de beneficiamento fornece ao resíduo, de forma involuntária, qualidades excelentes o que permite a sua utilização como matéria-prima de primeira qualidade, já que separa o quartzo da caulinita. Figura 1 Depósito de resíduos de Caulim Fonte: COSTA (2007) Os resíduos do beneficiamento de caulim normalmente são lançados ao meio ambiente sem nenhum tratamento prévio para eliminação dos constituintes presentes, podendo causar sérios problemas dentro os quais, a paisagem natural e a saúde das pessoas. A retirada da cobertura vegetal e o revolvimento do solo e do subsolo, necessários à atividade, causam distúrbios às camadas superficiais. Na mineração,

4 a cobertura vegetal, que é a camada mais rica em matéria orgânica, é considerada como material estéril. Este material é acumulado em determinados locais, formando novas montanhas, que ficam expostas ao intemperismo (VIDAL, 2001). MATERIAIS E METODOS Foi utilizado o resíduo do processamento de Caulim derivado da segunda etapa do beneficiamento de caulins primários, extraídos da planície pegmatítica da Borborema, que esta localizada no município de Juazeirinho-PB e foi cedido pela CAULISA indústria S/A. Inicialmente foram realizados ensaios de caracterização através da determinação da composição química e difração de raios-x do resíduo. 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. RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tabela 1 apresenta os valores da composição química do resíduo de caulim Tabela 1 Composição química do resíduo de caulim Verificando os valores da composição química, observa-se que o resíduo de caulim é constituído basicamente de sílica (> 55%), Al 2 O 3 (36%), teor de ferro inferior

5 a 1% e óxido fundente (K 2 O=6,0%). Esses óxidos são muito importantes na formulação cerâmica, pois atuam como agentes fundentes, ajudando a sinterização das peças cerâmicas. Figura 2 - Curvas dos difratogramas de raios-x Observando o difratrograma do resíduo de caulim, verifica-se a presença de mica, caracterizada pelas distâncias interplanares de 9,47A o ; e de caulinita caracterizada pela distância interplanar de 7,32A o ; de quartzo (SiO 2 ), caracterizada pela distância interplanar de 3,34A o ; e de mica moscovita, caracterizada pela distância interplanar 10,04 A o. rgi Figura 3 - Distribuição do tamanho de partículas do resíduo de caulim. Verifica-se que, o resíduo de caulim apresenta um tamanho médio de partícula de 54,4 m e uma faixa de tamanho de partículas larga, com D 10 de 2 m e D 90 de 130 m.

6 CONSIDERAÇÕES FINAIS A partir da análise granulométrica observou-se que o resíduo de caulim possui granulometria bem semelhante a das matérias-primas utilizadas em massas cerâmicas; Através do DRX do resíduo verifica-se que as fases presentes são mica, caulinita, quartzo e mica moscovita; Na analise química verificou-se que o resíduo de caulim é constituído basicamente de Al 2 O 3, baixo teor de ferro e óxido fundente, apresentando larga semelhança com a composição química de matérias primas utilizadas em massas cerâmicas. Portanto o resíduo do caulim apresenta características que o tornam um provável componente de massas cerâmicas. A utilização do resíduo de caulim em massas cerâmicas contribui para reduzir o impacto ambiental, diminuindo a quantidade a ser lançada ao meio ambiente, reduzir a extração de matériasprimas, gerar empregos, atribuir valor ao resíduo até então indesejável, reduzir custos para as empresas beneficiadoras e conseqüentemente reduzir o preço dos produtos obtidos nas formulações utilizando o resíduo. REFERÊNCIAS BRASILEIRO, M. I. Obtenção de mulita a partir do resíduo de caulim. Campina Grande. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Campina Grande, COMIG - Companhia mineradora de Minas Gerais. Apostila p. LUZ, A. B., CAMPOS, A. R., CARVALHO, E. A., BERTOLINO, L. C., 2005, Caulim - Usos e Especificações. In: LUZ A. B. e LINS F. F (eds) Rochas e Minerais Industriais, 1 ed., cap. 11, Rio de Janeiro, Brasil, Centro de Tecnologia Mineral.

7 RAMALHO, M.A.F.; ALMEIDA, R.R.; NEVES G. A. e SANTANA. L.N.L. Caracterização de resíduos de Caulim e Granito para uso em massas cerâmicas- Parte I,49º Congresso Brasileiro de Cerâmica, São Pedro-SP,2005. R. R. MENEZES, M. F. OLIVEIRA, L. N. L. SANTANA, G. A. NEVES, H. C. FERREIRA. Utilização do resíduo do beneficiamento do caulim para a produção de corpos mulíticos.cerâmica 53 (2007) VIDAL, M. Revegetação de Área de Caulim na Zona da Mata, em Minas Gerais: Um Estudo de Caso, Universidade Federal de Viçosa, 2001