Obtenção de membrana cerâmica porosa a partir da utilização do resíduo de caulim como matéria-prima alternativa e da serragem da madeira como agente porogênico
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/15383 |
Resumo: | Several efforts have been made in recent years in the development of ceramic membranes from low-cost raw materials. The reuse of kaolin waste is shown as an alternative to less environmental impact and economic interest. The treatment of this waste by hydrocyclone appears as an efficient alternative for its adequacy to the ceramic production cycle, being able to have applicability in the production of ceramic membranes. The development of interconnected pores in ceramic membranes is due to the introduction of pore-forming agents, normally organic, thus, studies of the use of wood sawdust waste as pore-forming agents in order to provide adequate porosity, combined with a high permeate flow and low depreciation of mechanical strength are also essential. The work has, therefore, the objective of studying and developing porous ceramic membranes from the use of fine (FF) and coarse (FG) fractions resulting from the hydrocyclone of the fine kaolin waste (RCF), using wood sawdust waste as pore-forming agent. The work involved initially the hydrocyclone of the RCF and the mineralogical, chemical, thermal and granulometric characterization of the RCF, FF, FG and, of the clay. Then, studies were carried out between two types of sawdust wastes in a comparative manner in relation to the moisture content, grain size by sieving, fire loss and the appropriate percentage, thus defining the type, retained in sieve and percentage more adequate to obtain the ceramic membranes. Five formulations were analyzed technologically by varying the ratio of FF and FG in obtaining ceramic membranes in disk form and at three firing temperatures: 1150 ° C, 1200 ° C and 1250 ° C. At the end, the obtained membranes were characterized in a mineralogical and morphological manner and evaluated the properties of permeate flow and compressive strength. The results indicate that the membrane of formulation D (3FG:1FF) presented the best results, with the highest compressive strength, 28.65 MPa at 1200 ° C, however, with pores above 10 μm, limiting it to applications such as filtration. |
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The development of interconnected pores in ceramic membranes is due to the introduction of pore-forming agents, normally organic, thus, studies of the use of wood sawdust waste as pore-forming agents in order to provide adequate porosity, combined with a high permeate flow and low depreciation of mechanical strength are also essential. The work has, therefore, the objective of studying and developing porous ceramic membranes from the use of fine (FF) and coarse (FG) fractions resulting from the hydrocyclone of the fine kaolin waste (RCF), using wood sawdust waste as pore-forming agent. The work involved initially the hydrocyclone of the RCF and the mineralogical, chemical, thermal and granulometric characterization of the RCF, FF, FG and, of the clay. Then, studies were carried out between two types of sawdust wastes in a comparative manner in relation to the moisture content, grain size by sieving, fire loss and the appropriate percentage, thus defining the type, retained in sieve and percentage more adequate to obtain the ceramic membranes. Five formulations were analyzed technologically by varying the ratio of FF and FG in obtaining ceramic membranes in disk form and at three firing temperatures: 1150 ° C, 1200 ° C and 1250 ° C. At the end, the obtained membranes were characterized in a mineralogical and morphological manner and evaluated the properties of permeate flow and compressive strength. The results indicate that the membrane of formulation D (3FG:1FF) presented the best results, with the highest compressive strength, 28.65 MPa at 1200 ° C, however, with pores above 10 μm, limiting it to applications such as filtration.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESVários esforços tem sido realizados nos últimos anos no desenvolvimento de membranas cerâmicas a partir de matérias-primas de baixo custo. O reuso do resíduo do caulim, mostra-se como uma alternativa de menor impacto ambiental e de interesse econômico. O tratamento deste resíduo por hidrociclonagem, surge como uma alternativa eficiente para sua adequação ao ciclo produtivo cerâmico, podendo ter aplicabilidade na produção de membranas cerâmicas. O desenvolvimento de poros interconectados em membranas cerâmicas é dado pela introdução de agentes formadores de poros, normalmente orgânicos, logo, estudos do uso do resíduo da serragem da madeira como agentes formadores de poros de modo que confira porosidade adequada, aliado a um alto fluxo permeado e baixa depreciação da resistência mecânica são também essenciais. O trabalho tem, portanto, o objetivo de estudar e desenvolver membranas cerâmicas porosas a partir do uso das frações fina (FF) e grossa (FG) resultantes da hidrociclonagem do resíduo do caulim fino (RCF), utilizando o resíduo da serragem da madeira como agente formador de poros. O trabalho envolveu inicialmente a hidrociclonagem do RCF e as caracterizações mineralógica, química, térmica e granulométrica do RCF, FF, FG e, da argila. Em seguida, foram realizados estudos entre dois tipos de resíduos da serragem da madeira de maneira comparativa quanto ao teor de umidade, granulometria por peneiramento, perda ao fogo e, o percentual adequado, definindo assim, o tipo, retido em peneira e percentual mais adequado para a obtenção das membranas cerâmicas. Foram analisadas tecnologicamente cinco formulações variando a proporção entre FF e FG na obtenção de membranas cerâmicas na forma de disco e em três temperaturas de queima: 1150°C, 1200°C e 1250°C. Ao final, as membranas obtidas foram então caracterizadas de maneira mineralógica e morfológica e, avaliadas quanto as propriedades de fluxo permeado e resistência a compressão. Os resultados indicam que a membrana de formulação D (3FG:1FF) foi a que apresentou os melhores resultados, com a maior resistência a compressão, 28,65 MPa a 1200°C, no entanto, com poros acima de 10 μm, limitando-a a aplicações como filtração.Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia de MateriaisPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de MateriaisUFPBDutra, Ricardo Peixoto Suassunahttp://lattes.cnpq.br/0075804072604913Ferreira, Chrystiano Araujo2019-08-26T19:50:19Z2019-08-262019-08-26T19:50:19Z2019-02-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/15383porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2019-08-26T19:50:19Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/15383Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2019-08-26T19:50:19Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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