Estudo dos efeitos da adição de óxido de cálcio nas propriedades cerâmicas, na morfologia e na produção de agregados cerâmicos produzidos à base de resíduo de bauxita Translated title: Study of the effects of calcium oxide addition on the ceramic properties, morphology and production of ceramic aggregates produced from bauxite residue

Abstract

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da adição do óxido de cálcio na redução da temperatura de sinterização e nas propriedades cerâmicas de agregado sintético à base de resíduo de bauxita. Foram utilizados resíduo de bauxita, óxido de cálcio e argila para a produção de corpos de prova com a adição de 0% e 10% de óxido de cálcio. As propriedades físicas determinadas foram: absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, e as matérias-primas foram submetidas a ensaios de Difração de raios X (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Termogravimétrica. A microestrutura das cerâmicas foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e DRX, e foi realizado o ensaio de DSC nas formulações compostas por resíduo de bauxita e argila com e sem a adição de óxido de cálcio. Os resultados indicaram que a adição do óxido de cálcio aumentou a porosidade aparente e, por consequência, a absorção de água, enquanto houve também o aumento da massa específica aparente. Quanto à mineralogia, a presença do óxido de cálcio mostrou-se diretamente ligada às alterações das fases minerais, evidenciado principalmente pelo desaparecimento de fases como quartzo e mulita e o surgimento de magnetita.

Translated abstract

ABSTRACT This paper has the objective of characterizing and studying the mineralogical behavior and the ceramic properties of aggregates produced from bauxite waste, as a function of the addition of calcium oxide that has been dumped in deposits of bauxite residue, which, in the long term, can represent a considerable increase in the concentrations of this oxide present in the waste deposit. Besides bauxite residue and calcium oxide, clay was also used. Proof bodies were prepared with the addition of 0% and 10% of calcium oxide. The proof bodies were conformed by pelletizing in a rotating cylinder. The physical and technological properties determined were Water absorption, apparent porosity, apparent specific mass. The raw materials were submitted to X-ray diffraction tests (XRD), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TG). The microstructure of the ceramics was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and XRD. DSC was also realized for the formulations composed of bauxite residue and clay with and without the addition of calcium oxide. According to the results, the addition of calcium oxide caused an increase in the apparent porosity of the aggregates, and consequently, an increase of water absorption, while there was also an increase in the apparent specific mass. In terms of mineralogy, the presence of calcium oxide demonstrated to be directly associated with changes in the mineral phases by comparing the proof bodies produced with and without the addition of the oxide, evidenced mainly by the disappearance of phases such as quartz and mullite and the emergence of magnetite.