Incorpora??o de res?duos da fabrica??o de ferro-ligas de mangan?s e de finos de esteatito na produ??o de cer?mica vermelha.

Abstract

Programa de P?s-Gradua??o em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.A produ??o de rejeitos provenientes do setor m?nero-metal?rgico ? um dos fatores de contamina??o ambiental e tem despertado a aten??o no sentido de seu reaproveitamento. Durante o processo de fabrica??o de ferro-ligas de mangan?s ? gerada grande quantidade de rejeitos inerentes ao processo, dentre estes, o lodo dos tanques de decanta??o que recebem os efluentes l?quidos. O processo de fabrica??o das pe?as artesanais de pedra-sab?o tamb?m gera uma grande quantidade de res?duos, como os finos, dispostos muitas vezes pr?ximo ?s oficinas sem nenhuma forma de controle. Este trabalho teve como objetivo caracterizar o lodo proveniente de tanques de decanta??o de uma usina de fabrica??o de ferro-ligas de mangan?s da regi?o de Ouro Preto - MG. Posteriormente, foram confeccionados e caracterizados corpos de prova cer?micos com substitui??o de parte da massa argilosa por lodo e avaliada a efici?ncia da incorpora??o na fabrica??o de cer?mica. Com a utiliza??o de t?cnicas de planejamento estat?stico de experimentos foram avaliadas se as vari?veis press?o de compacta??o (14 e 28MPa), substitui??o do solo por res?duo (5 e 10%) e temperatura de queima (850 e 1000oC) t?m influ?ncia nas propriedades de retra??o linear de secagem e queima, absor??o de ?gua, massa espec?fica aparente e resist?ncia ? compress?o dos corpos queimados. Como trabalhos anteriores com substitui??o somente por finos de pedra-sab?o demonstraram resultados satisfat?rios, realizou-se substitui??o do solo por lodo e esteatito em um mesmo corpo de prova, na melhor condi??o analisada, a fim de se obter uma resposta otimizada do processo. Baseado nas investiga??es foi poss?vel concluir que o lodo ? composto por quartzo, calcita, muscovita e caulinita, com presen?a de liga de mangan?s e esc?ria. Analisando os resultados com substitui??o do solo por lodo do tanque de decanta??o, observou-se que a melhor condi??o para fabrica??o de cer?mica seria com temperatura de queima de 1000oC, press?o de compacta??o de 28MPa e substitui??o de 5%. Em rela??o aos corpos de prova com substitui??o do solo por lodo e esteatito, percebeu-se que com a adi??o de esteatito ocorreu uma melhora nas propriedades de retra??o linear de secagem e queima e absor??o de ?gua. Os melhores resultados foram obtidos para os corpos de prova com substitui??o de solo por lodo e esteatito, com forma??o das novas fases cristalinas, espin?lio e enstatita, sendo que os par?metros analisados se apresentaram dentro do estabelecido para aplica??es tecnol?gicas. O res?duo do corpo de prova foi classificado como n?o perigoso e n?o inerte.The production of waste from the mining-metallurgical sector is one of the factors of environmental contamination and has aroused the attention of its reuse. In the production units of ferromanganese alloys are generated a large amount of waste, for example, the sludge formed in the settling tanks that receive the liquids effluents. The process of manufacturing the soapstone handmade pieces also generates a great amount of waste generated during the process, such as soapstone powder, that are normally discarded in inadequate places, without any form of control. The aim of this work was to characterize the sludge from settling tanks of a ferromanganese alloy manufacturing plant in Ouro Preto region. Subsequently, ceramic bricks were prepared and characterized with replacement of part of the clay mass by sludge and the efficiency of the incorporation in the ceramic production was evaluated. It was designed a factorial experimental design for the ceramics bricks prepared with composition of clay plus sludge to investigate whether the variables: replacement of soil for sludge (5 and 10%), compaction pressure (14 and 28MPa) and firing temperature (850 and 1000oC) had an influence on the responses (linear shrinkage, water absorption, firing specific weight and compressive strength). As previous work with replacement by soapstone powder showed satisfactory results, tests were carried out with replacement of part of the clay mass by sludge and steatite in the same brick, in the best condition analyzed, in order to obtain an optimized response of the process. Based on the investigations, it was possible to conclude that the sludge is composed of quartz, calcite, muscovite and kaolinite, with the presence of manganese alloy and slag. It can be seen that the best condition for ceramic production would be with a firing temperature of 1000oC, compaction pressure of 28MPa and 5% of replacement. In relation to the bricks with soil replacement by sludge and steatite, it was observed that with the addition of steatite an improvement in the linear shrinkage of drying and firing and water absorption properties. The best results were obtained for the bricks with soil replaced by sludge and steatite, with formation of the new crystalline phases, spinel and enstatite. The parameters analyzed were within the established for technological applications. The residue was classified as non-hazardous and not inert