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Ciência & Tecnologia dos Materiais - Valorização das escórias da celulose do caima por técnicas de vitrificação

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Ciência & Tecnologia dos Materiais

versão impressa ISSN 0870-8312

C.Tecn. Mat. v.19 n.3-4 Lisboa jul. 2007

 

PRÉMIO SPM  – DIA MUNDIAL DOS MATERIAIS 2007

 

Valorização das escórias da celulose do caima por técnicas de vitrificação

 

A. S. M. Ribeiro1*, E. J. R. Davim1, R. C. Monteiro2, M. H. V. Fernandes1,

 

1Departamento de Engenharia Cerâmica e do Vidro e CICECO,

 Universidade de Aveiro, 3800-193 Aveiro

2Departamento de Ciências dos Materiais, CENIMAT, Faculdade de Ciência e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa, 2829-516 Caparica

*asmrana@gmail.com

 

 

SUMÁRIO: Um dos mais graves problemas ambientais com que se debatem actualmente os países civilizados está relacionado com a dificuldade de encontrar o destino certo para os resíduos industriais.

Um exemplo destes resíduos são as escórias produzidas pelas caldeiras de biomassa, as quais são habitualmente reutilizadas em misturas com lamas para correctivo de solos, no enchimento de estradas, na inertização de lamas de etares ou são simplesmente depositadas em aterros. São estes resíduos, sem utilização ou indesejáveis pelo seu detentor, que podem apresentar potencialidades para valorização.

O objectivo deste trabalho foi testar uma forma de valorizar este tipo de resíduos. Foram utilizadas escórias provenientes do leito da caldeira de biomassa da Celulose do Caima, indústria produtora de papel situada em Constância-Sul que origina cerca de 70 toneladas de escórias por mês. A vitrificação destas escórias foi o processo testado, tendo em conta a sua composição química e mineralógica.

As escórias foram caracterizadas física, química, mineralógica e termicamente, sendo notório o seu elevado teor em SiO2 (> 81%) e o reduzido tamanho médio de partículas (entre 0,06 e 53 mm). Para favorecer a formação de um fundido com viscosidade adequada ao vazamento utilizou-se Na2O, como agente fundente, proveniente da soda Solvay. A mistura fundida a 1450 ºC deu origem a um vidro de cor verde, homogéneo e trabalhável. Os resultados da caracterização deste vidro por Análise Térmica Diferencial e por Análise Dilatométrica sugeriram que o material obtido tem propriedades térmicas idênticas à de outros materiais obtidos por vitrificação de resíduos e tem potencialidades para ser submetido a tratamentos térmicos posteriores que conduzam à obtenção de materiais estruturais com aplicação na construção civil tais como revestimento e pavimento.

Palavras-chave: escórias, pasta, vitrificação, análises térmicas

 

ABSTRACT: One of the most serious environmental problems of the developed countries is related with the difficulty in finding alternative treatments for the produced industrial wastes.

Slag produced by biomass boilers is an example of these industrial wastes and is usually used for road wadding, land corrective mixtures, sludge inertization or landfilling. However, these undesirable wastes can offer interesting valorisation capabilities.

The main purpose of this work was to try an alternative way of recycling industrial wastes from a biomass boiler. The slag was produced in a Portuguese plant “Celulose do Caima”, located in Constância-Sul, and producing about 70 tons of slag per month. Vitrification of the slag was the tested procedure as suggested by its chemical and mineralogical composition.

Physical, chemical, mineralogical and thermal characterisation of the slag indicated a high proportion of SiO2 (>81%) and a particle size distribution in the range 0,06-53 mm. In order to produce a melt of suitable viscosity for casting and aiming to favour vitrification, Na2O was used as fluxing agent, which was provided by soda Solvay. The mixture was heated at 1450 ºC and gave rise to a castable melt and a homogeneous green coloured glass on cooling. Characterisation of the obtained glass by differential thermal analysis and dilatometry showed thermal properties similar to the ones of other glasses obtained from waste vitrification. The results also indicated that these glasses are capable of being further heat treated to obtain structural materials to be used in building applications, such as floor and wall cladding panels.

Keywords: Slag, Pulp, Glass Melting, Thermal analysis

 

Texto completo disponível apenas em PDF.

Full text only available in PDF format.

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] MSJG Alendouro, RCC Monteiro, CFML Figueiredo, RMS Martins, RJC Silva, MC Ferro, MHV Fernandes: Microstructural characterization and properties of a glass and a glass-ceramic made from municipal incinerator bottom ash, Materials Science Fórum, 455-456, 827-830, (2004).        [ Links ]

[2] MAC Ferro: Reciclagem de cinzas volantes por vitroceramização, dissertação de mestrado apresentada à Universidade de Aveiro, (2003).

[3] RR Menezes, GA Neves, HC Ferreira: O estado da arte sobre o uso de resíduos como matérias-primas cerâmicas alternativas, Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 6, 303-313, (2002).

[4] RCC Monteiro, SJG Alendouro, FML Figueiredo, MC Ferro, MHV Fernandes: Development and properties of a glass made from MSWI bottom ash, Journal of Non-Crystalline Solids, 352, 130-135, (2006).

[5] EB Shand, Glass engeneering handbook, McGraw-Hill Book Company,17, (1958)