Obtenção e características

Segundo Bittencourt et al. (2002), o processo de polimento utiliza um equipamento dotado de várias cabeças polidoras compostas de materiais abrasivos composto, geralmente, por partículas de diamante ou carbeto de silício aglomerados por cimentos à base de cloretos magnesianos, que em contato com as peças em rotação alta, velocidade controlada em presença de água executam o polimento. À medida em que a peça passa pela máquina, os abrasivos usados apresentam gradativamente uma granulometria mais fina, até conseguir-se o resultado desejado (brilho), o que evidencia que o resíduo é constituído basicamente por material cerâmico, entretanto ele é descartado diretamente em aterros, apesar do seu potencial como matéria-prima cerâmica alternativa. A Figura 3.2 apresenta alguns tipos de elementos para polimento produzidos em material magnesiano.

Figura 3.2 – Abrasivos magnesianos sintéticos utilizados para polimento. (ISABRASIVI, 2003).

A pureza das matérias-primas utilizadas na fabricação dos abrasivos é de fundamental importância para a qualidade dos mesmos e também para um polimento de qualidade. Outro elemento importante para um bom polimento é a água, sua qualidade e quantidade utilizada. Como a quantidade utilizada em uma unidade de polimento é muito elevada (cerca de 4000 L), existe a necessidade de recirculação em circuito fechado para reaproveitamento. Com este procedimento, torna-se necessário um tratamento químico/físico na água para posterior decantação dos resíduos do polimento e filtro-prensagem. A água é distribuída em cada cabeça polidora (Figura 3.3) e tem a função principal de diminuir o atrito entre os abrasivos e a peça, refrigerando o local e retirar os resíduos gerados que poderiam ficar sobre as peças, causando riscos e arranhões.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

Figura 3.3 – Foto da polidora, linha porcelanato, cedida pela Cerâmica Eliane Empreendimentos.

O porcelanato polido é o mais produzido comercialmente, requerendo uma etapa de polimento durante sua produção a fim de nivelar, retirar riscos e defeitos e dar brilho a superfície do produto final. No entanto, essa etapa do processamento gera grande quantidade de resíduo, particularmente com o aumento de produção que vem ocorrendo nos últimos anos. O que origina um novo custo aos produtores do setor, que necessitam gerenciar e descartar adequadamente esse resíduo.

A indústria de revestimentos cerâmicos vem passando por um grande aumento na produção de porcelanatos e grês polidos nos últimos anos, devido o elevado valor agregado desses materiais. Em 1996 apenas uma empresa produzia porcelanato no país, no entanto, atualmente, várias empresas produzem tanto porcelanato como grês polido, atingindo em 2006 uma produção de 33 milhões de m² (BERNARDIN et al., 2006).

A deposição de resíduos industriais em aterros além dos elevados custos econômicos pode trazer inúmeros problemas ambientais, como contaminação do solo, do lençol freático e agressão a vegetação presente no local. Nesse sentido a re-utilização e a reciclagem são as soluções mais indicadas para o manejo da grande maioria dos resíduos industriais, tal como o resíduo do polimento do porcelanato, reduzindo custos, preservando recursos naturais não renováveis, diminuindo a carga de poluentes lançados no meio ambiente

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

Amostra PRa SiO2 Al2 O3 Fe2 O3 CaO MgO Na2 O K2 O RIb

Resíduo 7,53 55,16 18,75 0,8 - 10 0,17 0,54 4,9

e reduzindo os impactos ambientais e efeitos danosos à saúde humana causados pelo descarte indiscriminado de resíduos na natureza (MENEZES, 2002).

A composição química do resíduo do porcelanato é basicamente constituída pela massa do próprio porcelanato e resíduos gerados pelos discos abrasivos de polimento.

Estudos realizados por Marques et al. (2007), analisaram a composição química do resíduo do polimento de porcelanato, Nessa pesquisa foram utilizados resíduos do polimento de porcelanato de uma massa cerâmica comercial para a produção de porcelanatos. Pode-se observar, na Tabela 3.8, que o resíduo apresenta quantidade significativa de sílica, alumina e óxido de magnésio e baixa quantidade de óxidos fundentes.

Tabela 3.8 – Composição química (% em massa) do resíduo do polimento de porcelanato.

a

* perda do rubro, b resíduo insolúvel (segundo o LAM-Laboratório de Análises Minerais da UFCG).

A Figura 3.4 apresenta o padrão de difração de raios X do resíduo do polimento. Pode-se observar que o resíduo apresenta como fases cristalinas, mulita, quartzo, carbeto de silício (SiC) e o periclase. A mulita e o quartzo são provavelmente oriundos do porcelanato, enquanto que presença do SiC e da periclase (MgO) no resíduo está relacionado ao abrasivo utilizado e possivelmente à fase cimentante da matriz do abrasivo. Assim, observa-se que o padrão de difração está de acordo com os dados de composição química, podendo-se concluir que a sílica observada na Tabela 3.8 é oriunda do porcelanato e do abrasivo (na forma de SiC), que a alumina advém do porcelanato, enquanto que o óxido de magnésio está associado ao cimento presente nos discos magnesianos abrasivos.

Figura 3.4- Padrão de difração de raios X do resíduo do polimento de porcelanato (MARQUES et al., 2007).

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

Ainda segundo Marques et al. (2007), a distribuição do tamanho de partícula está apresentada na figura 3.5. O resíduo apresenta um diâmetro médio de 11,1 μm e D10, D50 e D90 de aproximadamente 1, 6 e 30 μm respectivamente. Verifica-se que o resíduo apresenta uma larga distribuição de tamanho de partículas, entretanto com dimensões máximas semelhantes as dos materiais fundentes e de enchimento (feldspato e quartzo) comerciais, geralmente vendidos como “passante” em peneira ABNT malha 200 (74 μm). Apenas uma quantidade inferior a 0,5% do material apresenta dimensões acima de 74μm.

Figura 3.5 - Distribuição do tamanho de partículas do resíduo do polimento de porcelanato adaptado (MARQUES et al., 2007).

A Figura 3.6 ilustra uma imagem obtida por microscopia eletrônica de varredura do resíduo do polimento do porcelanato, pesquisa realizada por Santos (2008), a análise realizada evidencia a morfologia das partículas do resíduo. A micrografia revela que, as partículas do resíduo são irregulares e angulares, o que poderá dificultar a trabalhabilidade das argamassas dosadas com este material.

Silvia Becher Breitenbach - PPGCEM/UFRN – Tese de Doutorado, 2013.

Figura 3.6 – Micrografia do resíduo do polimento do porcelanato – elétrons secundário adaptado (SANTOS, 2008).

De acordo com Silva (2005), a massa específica do resíduo do polimento do porcelanato é de aproximadamente 2,49 g/cm3.