Reaproveitamento de Resíduos Industriais na Obtenção de Materiais Cerâmicos

A reciclagem de resíduos industriais como matéria-prima no desenvolvimento de produtos no setor cerâmico envolve:

a) identificação e quantificação dos resíduos disponíveis;

b) caracterização físico-química e de microestrutura do resíduo, incluindo o seu risco ambiental; c) busca de possíveis aplicações dentro do setor cerâmico, considerando as características do

resíduo;

d) análise de custos associados ao resíduo;

e) desenvolvimento de diferentes aplicações, incluindo seu processo de produção;

f) análise de desempenho frente às diferentes necessidades dos usuários para cada aplicação específica;

g) análise do impacto ambiental do novo produto, em uma abordagem que necessariamente deve envolver avaliação de riscos à saúde dos trabalhadores e usuários.

Diversos trabalhos de pesquisas foram desenvolvidos demonstrando a viabilidade da utilização de resíduos sólidos industriais como matéria-prima no desenvolvimento de materiais cerâmicos. Dentre os trabalhos realizados podem-se citar: Peracino e Hinat (1997), Rosa et al.

(2000), Bondioli et al. (2000), Anderola et al. (2001), Barbieri et al. (2002), Balaton et al. (2002), Montedo et al. (2003), Fernandes et al. (2003) e Appendino et al. (2004).

Peracino e Hinat (1997) estudaram o desenvolvimento de ladrilhos cerâmicos chamado pelos autores de “ladrilho ecológico”, desenvolvido através de fritas cerâmicas obtidas a partir do tratamento de cinzas de resíduos industriais. Essas cinzas podem ser de origem dos incineradores industriais, da destruição de automóveis, de resíduos tóxicos ou resultantes da combustão do carvão mineral. O produto final, com elevada percentagem de frita (em média 70% de frita e os restantes 30% de argilas plásticas ligantes), é um pavimento com baixíssimo teor de absorção de água e altos valores de resistência mecânica. A vantagem na obtenção das fritas através da fusão da formulação contendo o resíduo consiste na obtenção de um material que assimila os contaminantes dos resíduos perigosos, tornando inerte o produto final.

Rosa et al. (2000) publicaram um estudo envolvendo a caracterização de resíduos industrais na composição de massa cerâmicas. Os resíduos analisados foram resíduos de mineração (granito, basalto e argila) e resíduos resultantes do processo de esmaltação. Os resultados apresentados sugerem a viabilidade da obtenção de uma massa cerâmica a partir da mistura dos quatro componentes, em que a coloração da peça será definida pelo teor de ferro adicionado pelo uso de granito, basalto e argila. A retração linear e o volume de fase vítrea formada serão influenciadas pela presença de granito, basalto e resíduo de esmalte.

Bondioli et al. (2000) estudaram a síntese e caracterização do pigmento cerâmico (Fe, Zn) Cr2O4 a partir de cinzas provenientes de filtros industriais. No trabalho foram utilizadas cinzas leves provenientes de indústrias de refinamento de aço carbono. Este resíduo é rico em óxidos de ferro e zinco. Os resultados mostraram a possibilidade da reciclagem e da valorização desse resíduo como pigmento inorgânico de baixo custo para materais porcelânicos. Foi possível obter variações de tonalidades entre as cores cinza e preto, em função dos percentuais do pigmento adicionado a massa cerâmica. Adições de 2-10% em massa do pigmento (Fe, Zn) Cr2O4, obtido através do resíduo na massa cerâmica, não acarretou mudanças significativas na microestrutura do produto final.

Anderola et al. (2001) demonstraram a possibilidade de reciclar resíduos sólidos provenientes da incineração de lixo municipal no corpo cerâmico de porcelanas. Através dos testes realizados, concluíram que a viabilidade da utilização desse resíduo está limitada pela percentagem utilizada, e que a introdução de até 20% em massa de cinzas na massa cerâmica não acarretou mudanças no comportamento mineralógico e térmico do produto.

Barbieri et al. (2002) investigaram a utilização de fritas cerâmicas obtidas a partir de cinzas pesadas provenientes da incineração de resíduos urbanos, como promotores de sinterização no processo de produção de porcelanas. Os resultados mostraram que a adição das fritas na massa cerâmica melhora a propriedade de absorção de água do material, mas não influencia significativamente na resistência mecânica à flexão.

O trabalho de Balaton et al. (2002) demonstra a viabilidade da incorporação de resíduos sólidos galvânicos em massa de cerâmica vermelha. O resíduo, classificado como resíduo perigoso (NBR 10004 - 1997), é composto por metais utilizados no processo de galvanização, decantados por um aditivo á base de ferro. Os resultados mostraram que a incorporação desse resíduo em massas de cerâmica vermelha é uma boa alternativa para a inertização do resíduo e que as propriedades técnicas do produto não foram alteradas com adições de até 2% do resíduo sólido.

Montedo et al. (2003) utilizaram pó de aciaria em massa de cerâmica vermelha. O pó de aciaria é um dos resíduos gerados pela indústria siderúrgica que, devido à presença de óxidos de metais pesados como o óxido de chumbo (PbO), pode ser considerado de difícil armazenamento e manuseio. Os resultados mostraram que é possível adicionar até 3% em peso de pó de aciaria em massa de cerâmica vermelha, sem alterações das características do produto final.

Fernandes et al. (2003) estudaram a reciclagem do lodo da estação de tratamento de efluentes de uma indústria de revestimentos cerâmicos. O resíduo foi adicionado a uma massa cerâmica de semi-grês e as propriedades de absorção de água, retração linear e resistência mecânica foram avaliadas. A incorporação de até 2% de lodo à massa cerâmica padrão não alterou significativamente os valores das propriedades analisadas.

Appendino et al. (2004) investigaram a produção de materiais vitrocerâmicos para revestimento a partir de materiais vítreos obtidos através da fusão de cinzas pesadas provenientes da incineração de resíduos sólidos municipais. O vidro obtido, misturado com resíduos de mineração e da indústria metalúrgica, foi utilizado como matéria-prima para obtenção dos corpos vitrocerâmicos. Os materiais vitrocerâmicos foram produzidos com baixos custos no processo de sinterização e com temperaturas moderadas (800-1000 oC). As propriedades obtidas do material são compatíveis com as exigidas para revestimentos cerâmicos.