Aproveitamento do resíduo de esteatito para uso em cerâmicas.

Abstract

Cerâmicas foram fabricadas a partir de misturas de argila caulinítica e resíduos de esteatito das oficinas da região de Ouro Preto e Mariana, Minas Gerais, Brasil. Para isso, amostras dos dois materiais foram recolhidas, secas, homogeneizadas, quarteadas e peneiradas em 35# (0,425mm). As amostras foram inicialmente analisadas em separado a fim de se conhecer suas características químicas, mineralógicas e texturais, além do comportamento físico de acordo com a queima em várias temperaturas. Para as caracterizações químicas e mineralógicas foram utilizadas técnicas de ICP/OES, Difração de Raios X, espectroscopia Mossbauer, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) e BET (Teoria de Brunauer, Emmet e Teller). Após a queima, as cerâmicas foram submetidas a ensaios físicos para avaliação do volume aparente, massa específica aparente, retração linear de secagem e queima, perda ao fogo, absorção de água, resistência à compressão e módulo de ruptura a flexão. As amostras de esteatito foram queimadas às temperaturas de 500, 1000, 1200, 1300 e 1400°C, em ar, por 2 horas. O talco é o mineral predominante nas amostras. A queima foi responsável pela mudança de fase desse mineral, acelerando o processo de sinterização. A 1400°C, o aparecimento da cordierita foi responsável pelo surgimento de poros na superfície da amostra. O processo de sinterização se inicia a 1000°C com a presença de fase amorfa e fase enstatita. Corpos de prova de argila caulinítica foram preparados e queimados a 500, 1000 e 1200°C, por 2 horas, em ar. Através das análises foi possível observar que a caulinita é o mineral predominante na amostra natural. Nestes corpos cerâmicos foram observados variações na coloração e defeitos superficiais relacionados a alta temperatura e à sinterização. A 1000°C iniciou-se o processo de formação da mulita que se tornou evidente a 1200°C. A formação da mulita modifica as propriedades físicas dos corpos cerâmicos tais como peso específico, resistência à compressão mecânica, retração linear e absorção de água. Por fim, corpos de prova foram preparados a partir das misturas de argila caulinítica e esteatito contendo de 2,5 a 97,5% de esteatito, em peso. Os corpos foram moldados e prensados em forma de paralelepípedos (7,0cm x 2,0cm x 1,0 cm) e queimados a 500, 1000 e 1200°C, por 2 horas, em ar. Pelas análises foi possível observar que talco e caulinita são os minerais predominantes, seguidos de cordierita, quartzo, clorita, magnesita e magnetita. Na queima a 1200°C o talco evolui para enstatita e há o surgimento de mulita, periclásio, hematita, além de clioenstatita e protoenstatita. A fusão parcial do talco promove um aumento na fase líquida que faz diminuir a porosidade e consequentemente reduz a absorção de água. Esse processo contribui para o aumento da sinterização que associado à mulita e ao periclásio estimula a densificação e aumenta a resistência mecânica do material. As caracterizações física, química, mineralógica e morfológica dos corpos de prova mostraram que amostras contendo 85% de esteatito na mistura apresentam propriedades adequadas para possíveis aplicações tecnológicas.