Obtenção de vitrocerâmicos a partir de lodo galvânico e vidro sodocálcico com caracterização de sua compatibilidade ambiental : imobilização de contaminantes metálicos e controle das emissões gasosas durante a queima

Abstract

Este trabalho teve como objetivo principal investigar a compatibilidade ambiental de materiais cerâmicos produzidos com lodo galvânico e vidro sodocálcico, buscando compreender os fenômenos atuantes no sistema investigado, na perspectiva de sua reciclagem de forma ambientalmente compatível. Para tanto, foram desenvolvidas formulações com diferentes relações mássicas de vidro sodocálcico e lodo galvânico (1, 5, 10 e 20%) que foram homogeneizadas e conformadas por prensagem uni-axial de duplo efeito, e queimadas nas temperaturas de 850, 900, 950 e 1000 ºC em forno elétrico tipo mufla. As matérias-primas foram submetidas às caracterizações físicas, químicas e mineralógicas. Para investigação sobre o processo de imobilização dos elementos danosos presentes no lodo galvânico, as massas cerâmicas formuladas foram avaliadas quanto à distribuição granulométrica e comportamento térmico. Os materiais cerâmicos obtidos foram caracterizados quanto à microestrutura e composição mineralógica. A compatibilidade ambiental dos materiais cerâmicos foi avaliada por meio de ensaios de lixiviação e solubilização - Normas NBR 10005 e NBR 10006. Foram também consideradas as emissões gasosas durante as queimas. Os resultados indicam que houve a imobilização de elementos danosos conforme limites estabelecidos pela NBR 10004. No tocante às emissões gasosas, pôde-se constatar que não houve evolução detectável de metais durante a queima nas condições estudadas. Foi possível minimizar os efeitos ambientais das emissões de CO2 pela formação de CaCO3, para todas as formulações analisadas. O material obtido apresentou características de devitrificação, podendo ser classificado como vitrocerâmico. No entanto, a imobilização dos metais na matriz vítrea não resultou em fases cristalinas, permitindo inferir que a fixação dos mesmos ocorre por meio de ligações com oxigênios não pontantes presentes na matriz vítrea. O estudo sobre a imobilização de materiais danosos na matriz vítrea, juntamente com a avaliação de evoluções gasosas ocorridas durante as queimas, permitiu a determinação da compatibilidade ambiental, tanto dos novos materiais produzidos como do processo produtivo proposto.

The objective of this work was to investigate the environmental compatibility of ceramic materials produced with galvanic sludge and soda lime glass, in order to understand the phenomena of the investigated system, with a view to their recycling in an environmentally compatible way. For this, formulations with different mass relations of soda-lime glass and galvanic sludge (1, 5, 10 and 20%) were developed which were homogenized and formed by uniaxial double-acting pressing and fired at temperatures of 850, 900, 950 and 1000 ° C in a muffle-type electric oven. The raw materials were submitted to physical, chemical and mineralogical characterizations. In order to investigation of the immobilization process of the damaging elements present in the galvanic sludge, the formulated ceramic masses were evaluated for granulometric distribution and thermal behavior. The ceramic materials obtained were characterized in terms of microstructure and mineralogical composition. The environmental compatibility of ceramic materials was evaluated by means of leaching and solubilization tests - NBR 10005 and NBR 10006. Gaseous emissions were also considered during firing. The results indicate that immobilization of harmful elements occurred in accordance with the limits established by NBR 10004. Regarding the gaseous emissions, it was possible to verify that there was no detectable evolution of metals during the firing under the conditions studied. In addition, it was possible to minimize the environmental effects of CO2 emissions by the formation of CaCO3, for all formulations analyzed. The obtained material presented devitrification characteristics, being able to be classified as glass ceramic. However, the immobilization of the metals in the glass matrix did not result in crystalline phases, allowing to infer that the fixation of these occurs through bonds with non-bridging oxygen present in the vitreous matrix. The study on the immobilization of harmful materials in the vitreous matrix, together with the evaluation of gaseous evolution during the firing, allowed the determination of the environmental compatibility of both the new materials produced and proposed productive process.