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En nc 2009
Maringá 30 de outubro de 3009
Avaliação das matérias-primas alternativas para
atender a indústria cerâmica do Paraná
Geólogo Luciano Cordeiro de Loyola
O estudo de matérias-primas
visa melhorar o
desenvolvimento de produtos e processos.
Resultado reflete-se em mudanças nas formulações das
misturas
e como consequência as melhorias no
processo de fabricação.
Fator primordial
matérias-primas.
controle das propriedades das
A indústria de telhas e tijolos deve ter muita imaginação
Produtos com
características
desejadas
Massa
.
.
Resultar em
menor custo
de produção
.
Facilmente
processada
.
Proporção de
peso e volume
.
O % de argilominerais presentes à massa, deve
ser o mínimo suficiente para permitir a
moldagem dos corpos cerâmicos .
O QUE É ARGILA?
“A argila é tão indefinível como a
verdade, permitindo vários conceitos
subjetivos e interpretativos.”
Robert Mackenzie, citado por Celso Figueiredo Gomes
Poderíamos comparar a argila a uma comunidade, onde a
população é constituída de habitantes muito pequenos, mas
numerosos, os argilominerais Outros, maiores, em
quantidade intermediária, na granulometria silte, e outros,
muito grandes, na granulometria areia.
E outros constituintes minerais.
Outros constituintes minerais






hidróxidos de ferro
sulfetos
carbonatos
sulfatos
minerais residuais (sílica)
matéria orgânica
Principais variações que encontraríamos se, na mesma
cerâmica, usássemos tipos diversos de argilas
Granulometria
Com a granulometria varia a plasticidade, e consequentemente
a maneira de realizar a extrusão, a secagem e a queima.
Mineralogia
Com a mineralogia, varia a composição química.
Pela diferença de composição química, variam:
• temperatura ideal de queima
•reabsorção de água durante a secagem
• e cor após queima.
Minerais acessórios
Resistência mecânica, problemas ou facilidades na secagem,
cor após queima e manchas.
Fator que determina o tipo de
equipamento e tecnologia mais
adequados para uma determinada
fábrica:
A natureza das argilas
disponíveis para consumo
Tipos principais de argilo-minerais
Caulinita
Ilita
Montmorilonita
QUANTO MAIOR A PLASTICIDADE:
VOLUME DE ÁGUA RETIDO
RETRAÇÃO
DE SECAGEM
CONSUMO ENERGÉTICO
Atualmente sabe-se que o grau de moagem das massas é
um dos fatores que pode influenciar a plasticidade das massas
vermelhas.
Assim, uma moagem mais fina tem como
consequência um aumento da superfície específica
das partículas da massa, o que provoca um aumento
da plasticidade.
Superfície específica
Cubo com 2 m de lado,
24 m2 de área
dividido por 4 kilos =
6 m2/kg
Cubo com
16 m2 de área
dividido por 2 kilos =
8 m2/kg
Uma variação de 1, 2 ou 3% de umidade numa massa plástica
poderá não se notar em termos de extrusão, mas numa massa
magra provocará uma alteração total da plasticidade a das
condições de fluxo através da boquilha, devido à menor força de
coesão entre as partículas.
Nesse sentido pode-se observar como diferem as
pressões de extrusão e consequentemente os
gastos com energia elétrica no motor, quando se
extruda duas massas com plasticidades muito
diferentes.
Formato da partícula
Assim,
o
conhecimento
das
características das argilas não tem valor
apenas acadêmico, mas também grande
interesse comercial.
E quando o ceramista deve procurar
materiais alternativos?
Além dos preceitos legais e ambientais, para que um determinado
resíduo ou material alternativo seja útil à indústria da cerâmica
estrutural ele deve atender aos seguintes requisitos:
i)Possuir características que permitam seu consumo como matéria
prima convencional, isto é, se puder ser utilizado como um dos
principais componentes da massa.
Ou se a sua utilização, em menor escala, afetar positivamente:
ii) As propriedades das matérias primas;
iii) O desempenho de etapas do processamento;
iv) O produto acabado.
Alguns exemplos.
Talco
Há de considerar a hipótese, ainda que remota, de que a massa, o
processo e o produto acabado sejam indiferentes aos materiais
alternativos, isto é, a presença destes não afeta as características
das matérias primas, do processo ou do produto acabado.
O ceramista pode ao utilizar este material, receber uma
compensação financeira.
Os resíduos e materiais alternativos adicionados à massa
podem atuar como:
• Ligantes, redutores de plasticidade, plastificantes/lubrificantes;
• Combustíveis primários ou secundários;
• Formadores de fluxo;
• Agentes corantes.
Ligantes
Argilas pobres, isto é, de baixa plasticidade, baixa coesão e baixa
resistência após a secagem podem ser aproveitadas se essas deficiências
forem corrigidas por um aditivo de atue como uma cola, plastificante ou
ambos. Esse artifício é largamente empregado na fabricação de cerâmicas
técnicas.
Podem ser classificados os materiais ligantes como orgânicos e
inorgânicos. Os primeiros podem ser substâncias sintéticas ou naturais,
como álcool polivinílico (PVA) e goma arábica, enquanto que os últimos
geralmente são argilominerais coloidais, como bentonita.
Plastificantes/lubrificantes
O processamento de matérias primas com elevado teor de sílica livre e
outros óxidos de alto poder abrasivo tem conseqüências negativas tanto
para os equipamentos (desgaste acelerado) quanto para as propriedades
de escoamento durante a extrusão.
Em alguns casos, acessórios instalados na boquilha de extrusão ou na
parte final do barril de extrusão minimizam tais efeitos. Em outros, esses
dispositivos podem não ser eficientes, o que nos obriga a considerar outros
artifícios para contornar tais problemas.
Um filme suficientemente espesso de um líquido orgânico (óleo, por ex.) de
viscosidade limitada, formado na superfície das partículas das matérias
primas, pode ser eficiente na redução da fricção.
Sólidos orgânicos com reduzido tamanho de partícula e baixa resistência
ao escoamento, como carvão finamente moído, podem apresentar
resultados semelhantes. Materiais como parafina, ácido oléico, grafite,
estearatos de alumínio, zinco, lítio, magnésio e sódio são conhecidos como
lubrificantes eficientes.
Argilominerais do grupo da montmorilonita podem exercer forte ação
plastificante e lubrificante, assim como outros minerais de natureza
coloidal. O talco lamelar, uma matéria prima natural, é outro exemplo de
lubrificante sólido eficiente.
Manuel J. Ribeiro1*, António A.L. Ferreira1 e João A. Labrincha2
Redutores de plasticidade
Quanto menor o teor de argilominerais e mais grosseiro o resíduo
adicionado à massa, maior o efeito redutor na plasticidade.
Como exemplo de resíduos redutores de plasticidade podemos citar as
argilas pobres em argilominerais do grupo da ilita e da montmorilonita,
argilas arenosas, chamote de blocos e telhas e resíduos do
processamento de rochas ornamentais, entre outros.
A adição de materiais não plásticos à massa, além da natural redução da
plasticidade, pode trazer as seguintes conseqüências:
• Redução da umidade de extrusão;
• Redução da retração de secagem e de queima;
• Redução da resistência mecânica a seco e após queima;
• Aumento da absorção de água.
A adição de chamotes de granulometria grosseira em
teores elevados ocasiona trincas interligando suas
partículas do inerte, visíveis a olho nu, após a secagem
em estufa.
Em função disso, a resistência mecânica a verde (que
tende a diminuir com a adição de chamote na massa
cerâmica) decresce ainda mais com o aumento da
granulometria da chamota.
Além dos resíduos já citados .........................
Resíduos com poder calorífico
Lamas da Indústria do Papel
Serragem de Madeira
Material Proveniente da Indústria Têxtil
Resíduos de Curtume
Material Procedente da Extração e do Processamento do Carvão
Resíduos fundentes
Resíduos corantes
Manutenção das cores
As cores são uma
característica marcante,
pois são inerentes das
argilas. Não são
adicionadas
artificialmente e não
esmorecem com o
tempo.
Cores
Exemplos de cidades
MINERAIS DO PARANÁ SA
Obrigado pela atenção!
Luciano Cordeiro de Loyola
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