Cerâmica Industrial
https://ceramicaindustrial.org.br/article/doi/10.4322/cerind.2023.017
Cerâmica Industrial
Regular Reciclagem

Lodo de ETA como alternativa à argila na indústria cerâmica: Avaliação da qualidade e desafios

WTP sludge as an alternative to clay in the ceramic industry: Quality assessment and challenges

Lodos de ETA como alternativa a la arcilla en la industria cerámica: evaluación de la calidad y retos

Camila Borba Rodrigues; Arnaldo Manoel Pereira Carneiro

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Resumo

A indústria cerâmica desempenha um papel importante na produção de elementos de vedação e cobertura em todo o mundo. No entanto, devido à escassez de recursos, estão sendo buscados materiais alternativos para substituir a argila na composição cerâmica. O lodo proveniente de estações de tratamento de água (ETA) tem sido considerado como uma opção viável, devido às suas características químicas semelhantes à argila e à necessidade de uma destinação adequada para esse resíduo. Uma revisão da literatura revelou que o lodo apresenta particularidades que variam de acordo com o local e o momento da coleta. Existem diferentes formas de recebimento e tratamento do lodo para sua incorporação na cerâmica, e embora os óxidos majoritários presentes nas argilas e lodos sejam os mesmos, há variações significativas em seus percentuais, conforme relatado por diferentes autores. A qualidade da cerâmica produzida com lodo também é variável. Em geral, é observado um aumento na retração dimensional dos corpos de prova de cerâmica contendo lodo após a queima. No entanto, o uso de lodos com maiores teores de sílica e menores percentuais de material orgânico pode reduzir os efeitos da retração. Além disso, o uso de lodo resulta em um aumento na absorção de água nas cerâmicas, devido à formação de falhas durante a queima e ao aumento da porosidade aberta dos corpos de prova. A resistência mecânica dos corpos de prova também é reduzida com o aumento do teor de lodo na cerâmica. No entanto, resultados mais favoráveis são obtidos quando o lodo e a argila possuem similaridade química e mineralógica, o que contribui para a redução das tensões durante a queima. Em conclusão, é importante considerar a similaridade entre o lodo e a argila selecionados para a produção de cerâmica, a fim de minimizar os efeitos negativos. No entanto, não é aconselhável utilizar lodo na produção de cerâmica, devido à dificuldade de padronização do resíduo e aos efeitos adversos no produto final. Palavras-chave: Indústria cerâmica; lodo de ETA; substituição; qualidade; efeitos negativo

Palavras-chave

Indústria cerâmica; lodo de ETA; substituição; qualidade; efeitos negativos.

Abstract

The ceramic industry plays an important role in the production of sealing and covering elements all over the world. However, due to the scarcity of resources, alternative materials are being sought to replace clay in the ceramic composition. Sludge from water treatment plants (WTP) has been considered as a viable option, due to its chemical characteristics like clay and the need for an adequate destination for this waste. A review of the literature revealed that the sludge presents particularities that vary according to the place and the time of collection. There are different ways of receiving and treating the sludge for its incorporation into ceramics, and although the major oxides present in clays and sludge are the same, there are significant variations in their percentages, as reported by different authors. The quality of ceramic produced with sludge is also variable. In general, an increase in the dimensional shrinkage of ceramic specimens containing sludge after firing is observed. However, the use of sludge with higher silica contents and lower percentages of organic material can reduce the effects of shrinkage. In addition, the use of sludge results in an increase in water absorption in ceramics, due to the formation of flaws during firing and the increase in the open porosity of the test specimens. The mechanical resistance of the specimens is also reduced with the increase of the sludge content in the ceramic. However, more favorable results are obtained when the sludge and clay have chemical and mineralogical similarity, which contributes to the reduction of tensions during firing. In conclusion, it is important to consider the similarity between the sludge and clay selected for ceramic production to minimize the negative effects. However, it is not advisable to use sludge in the production of ceramics, due to the difficulty of standardizing the residue and the adverse effects on the final product.

Keywords

Ceramic industry; WTP sludge; replacement; quality; negative effects.

Resumen

La industria cerámica juega un papel importante en la producción de elementos de sellado y recubrimiento en todo el mundo. Sin embargo, debido a la escasez de recursos, se buscan materiales alternativos para reemplazar la arcilla en la composición cerámica. Los lodos de plantas de tratamiento de agua (ETA) se han considerado como una opción viable, debido a sus características químicas arcillosas y la necesidad de un destino adecuado para estos residuos. Una revisión de la literatura reveló que los lodos presentan particularidades que varían según el lugar y el momento de la recolección. Existen diferentes formas de recibir y tratar los lodos para su incorporación a la cerámica, y aunque los óxidos mayoritarios presentes en las arcillas y los lodos son los mismos, existen variaciones significativas en sus porcentajes, tal y como informan diferentes autores. La calidad de la cerámica producida con lodos también es variable. En general, se observa un aumento en la contracción dimensional de las muestras cerámicas que contienen lodo después de la cocción. Sin embargo, el uso de lodos con mayor contenido de sílice y menor porcentaje de materia orgánica puede reducir los efectos de la retracción. Además, el uso de lodos da como resultado un aumento de la absorción de agua en la cerámica, debido a la formación de fallas durante la cocción y al aumento de la porosidad abierta de las probetas. La resistencia mecánica de las probetas también se reduce con el aumento del contenido de lodo en la cerámica. Sin embargo, se obtienen resultados más favorables cuando el lodo y la arcilla tienen similitud química y mineralógica, lo que contribuye a la reducción de tensiones durante la cocción. En conclusión, es importante considerar la similitud entre el lodo y la arcilla seleccionados para la producción de cerámica para minimizar los efectos negativos. Sin embargo, no es aconsejable utilizar lodos en la producción de cerámica, debido a la dificultad de estandarizar el residuo y los efectos adversos sobre el producto final.

Palabras clave

Industria cerámica; lodos de ETA; reemplazo; calidad; efectos negativos.

Submetido em:
25/05/2023

Revisado em:
16/06/2023

Aceito em:
30/06/2023

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