Utilização de lodo galvânico como matéria-prima em cerâmica vermelha : obtenção, caracterização de propriedades tecnológicas e aspectos ambientais

Abstract

Neste trabalho, foi investigada a incorporação de lodo galvânico na formulação de massas cerâmicas para a produção de cerâmica vermelha. O lodo galvânico foi gerado em uma indústria do município de Santa Cruz do Sul – RS. Como agentes de sinterização, foram empregados dois tipos de vidro: o sodocálcico (VSC) e o borossilicato (VBS). Inicialmente, foram formuladas massas cerâmicas com argila, nas quais era adicionado lodo galvânico nas proporções de 0%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20% e 30% em peso. As massas cerâmicas foram então conformadas por prensagem e queimadas a 850°C, 950°C, 1050°C e 1150°C, em forno elétrico tipo mufla, a uma taxa de aquecimento de 150°C/h e patamar de 2h. Em um segundo momento, foi investigada a adição de vidro (VSC ou VBS), em teores de 10%, 15% e 20% em peso. A massa cerâmica assim formulada foi então prensada e queimada nas temperaturas de 950°C, 1050°C e 1150ºC, com a mesma taxa de aquecimento e patamares anteriormente. Após, foram determinadas propriedades mecânicas (resistência mecânica à flexão) e propriedades físicas (absorção de água e retração linear). Complementarmente, foi avaliada a imobilização no corpo cerâmico de elementos perigosos presentes no lodo galvânico, por ensaios de lixiviação (ABNT NBR 10.005), solubilização (ABNT NBR 10.006) e emissões gasosas na queima. Os resultados indicaram que os materiais obtidos comportaram-se tipicamente como materiais cerâmicos tradicionais, isto é, um aumento da temperatura de queima concorre para uma diminuição da absorção de água e um aumento da retração linear. Os corpos cerâmicos formulados com argila e lodo galvânico apresentaram propriedades que lhes permitem ser utilizados para fabricação de telhas e blocos cerâmicos. A adição de lodo galvânico e vidro proporcionou um aumento de cerca de 44% na RM em relação aos corpos cerâmicos apenas com argila (AP), para a mesma temperatura de queima de 1050°C. A análise da estabilidade nos corpos cerâmicos investigados de espécies químicas que concorreriam para um risco de contaminação ambiental indicou que os corpos cerâmicos contendo VBS foram os que menores índices de lixiviação/solubilização em meio aquosos apresentaram, compatíveis aos preconizados pela NBR 10.004.

This work investigated the incorporation of galvanic sludge in the formulation of ceramic mass for the production of red ceramics. The galvanic sludge was generated in an industry in Santa Cruz do Sul - RS. Two types of glass were used as sintering agents, such as soda lime (VSC) and borosilicate (VBS). Initially, ceramic bodies were made with clay, in which galvanic sludge was added in proportions of 0%, 2%, 5%, 10%, 15%, 20% and 30% by weight. The samples were then shaped by pressing and sintering at 850°C, 950°C, 1050°C and 1150°C in an electric muffle furnace, at a heating rate of 150°C/h and held at these temperatures for 2h. Afterwards, the addition of glass (VBS or VSC) was investigated at levels of 10%, 15% and 20% by weight. Then, the samples were conformed and sintered at temperatures of 950°C, 1050°C and 1150°C, with the same parameters described above. Thereafter, mechanical properties (flexural strength) and physical properties (water absorption and linear shrinkage) were determined. In addition, we evaluated the immobilization of harmful elements present in the ceramic body by leaching (ABNT NBR 10005), solubilization (ABNT NBR 10006) and gaseous emission tests. The results indicated that these ceramic bodies behaved typically as traditional ceramic materials, i.e., an increase of firing temperature contributes to a decrease in absorption of water and an increase in linear shrinkage. The samples formulated with clay and galvanic sludge have properties that allow them to be used for production of ceramic bricks and tiles. With the addition of galvanic sludge and glass, there was an increase in flexural strength of about 44% compared to ceramic bodies with clay, for the same temperature of 1050°C. No significant variation of flexural strength was noticed with the increase of the glass content. The stability analysis performed in ceramic samples, which investigated chemical species that cause an environmental risk, indicated that the ceramic bodies containing VBS reported the lowest levels of leaching/solubilization in aqueous environment, thus being compatible with those recommended by the NBR 10004.