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http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7892
Title: | Desenvolvimento de membranas cerâmicas tubulares com resíduo de caulim. |
Other Titles: | Development of tubular ceramic membranes with kaolin residue. |
???metadata.dc.creator???: | TAVARES, Ronaldo da Nóbrega. |
???metadata.dc.contributor.advisor1???: | LIRA, Hélio de Lucena. |
???metadata.dc.contributor.advisor2???: | NEVES, Gelmires de Araújo. |
???metadata.dc.contributor.referee1???: | SILVA, Fernando Almeida. |
???metadata.dc.contributor.referee2???: | CHAVES, Alexsandra Cristina. |
Keywords: | Membranas Cerâmicas Tubulares;Resíduos de Caulim;Microfiltração;Extrusão;Membrana Cerâmica;Membrana Porosa;Caulim;Matérias-Primas;Tubular Ceramic Membranes;. Kaolin Waste;Extrusion;Ceramic Membrane;Porous Membrane;Kaolin;Raw Material;Microfiltration |
Issue Date: | 30-Mar-2011 |
Publisher: | Universidade Federal de Campina Grande |
Citation: | TAVARES, Ronaldo da Nóbrega. Desenvolvimento de membranas cerâmicas tubulares com resíduo de caulim. 2011. 127f. (Dissertação de Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais), Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2011. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7892 |
???metadata.dc.description.resumo???: | A industria de beneficiamento de caulim produz resíduos que em dependência da sua composição e quantidade, podem implicar em sérios danos ao meio ambiente. E necessário, portanto a busca de soluções, por parte do setor empresarial e da comunidade cientifica do reaproveitamento deste resíduo como material alternativo, para gerar novos produtos. A utilização do processo de separação por membrana inorgânica constitui uma evolução tecnológica no melhoramento de vários processos industriais. O numero de aplicações de membranas cerâmicas porosas e imenso e devidamente consolidado. A pesquisa por materiais de baixo custo, ou resíduos, para produção de membranas cerâmicas porosas e um importante elemento para viabilizar essa demanda. Portanto, este trabalho consiste no desenvolvimento de membranas cerâmicas porosas tubulares, utilizando em sua composição resíduos de caulim e matérias-primas naturais, tais como argilas, bentonitas e talco, produzidas pelo processo de extrusão. Foram utilizadas quatro temperaturas de sinterização (850°C; 900°C; 950°C e 1000°C), objetivando identificar a influencia destas temperaturas nas características das membranas. Foi realizada a analise química da massa crua, pela fluorescência de raios-X, identificando alto teores de Si02 , A l 203 e MgO. A analise granulométrica, feita por difração de laser, encontrou diâmetro médio das partículas de 29,04 um. A difração de raios-X, para a massa crua, identificou a mica, talco, caulinita e quartzo, e para a massa apos sinterização, nas temperaturas de 950°C e 1000°C verificou-se, alem das fases quartzo e caulinita, o aparecimento da fase cordierita. Com relação a caracterização morfológica, foram utilizados ensaios com MEV, mostrando a presença de poros e a ausência de defeitos e a porosimetria através de intrusão de mercúrio que identificaram poros com tamanhos médios de 0,159, 0,162, 0,175 e 0,220pm adequados ao uso em microfiltração e porosidade de 43,4, 44,3, 42,2 e 41,2%, para temperaturas de sinterização de 850, 900, 950 e 1000°C respectivamente. Os ensaios de permeabilidade através de aplicação de fluxo tangencial com água dessalinizada mostraram que as membranas sinterizadas a 1000°C obtiveram maior permeabilidade. Os valores médios de fluxos encontrados nas membranas sinterizadas nas temperaturas de 850; 900; 950; 1000°C foram aproximadamente 53,87, 65,85, 66,20 e 72,75, Kg/h.m2 respectivamente. No ensaio funcional, as membranas foram testadas, utilizando fluxo tangencial, na separação de efluentes de um poço artesiano, aonde a membrana sinterizada a 950°C, foi a que obteve o melhor fluxo 50,55 Kg/h.m2 e portanto o melhor rendimento 97,60%, na redução da turbidez, valores desejáveis para aplicação de membranas. |
Abstract: | The industry of kaolin improvement produces a residue in a great amount that can cause serious damage to the environment. It is needed to find solutions from industry and scientific community to recycle this residue as an alternative material to produce new goods. The use of inorganic membrane separation process is a new technology in the improvement of several industrial processes. The number of porous ceramic membrane application is great and properly established. The search for low cost materials or residues to produce porous ceramic membrane is important to facilitate this requires. So, the aim of this work is to develop tubular porous ceramic membranes, using kaolin residue and raw materials, such as, bentonite and talc, and prepared by extrusion process. It was used four sintering temperatures (850°C, 900°C, 950°C and 1000°C) to study the influence of these temperatures in the membrane characteristics. It was done chemical analysis of the ceramic mass before firing, by X-ray fluorescence, identifying high content of Si02 , A l 203 and MgO. The X-ray diffraction, for the ceramic mass before firing indentified mica, talc, kaolinite and quartz, e for the ceramic mass after firing, at 950° and 1000°C, identified quartz, kaolinite and also cordierite. In relation to morphological characterization, it was used SEM that show the presence of pores and no defects on the membrane surface and mercury porosimetry shows pores with average size of 0,159, 0.162, 0.175 and 0.220 um, that is appropriated to microfiltration, and porosity of 43.4, 44.3, 42.2 and 41.2%, for sintering temperature of 850, 900, 950 and 1000°C, respectively. The permeate water flow were 53.87 l/h.m2, 65.85 l/h.m2, 66.20 l/h.m2 and 72.75 l/h.m2 for membranes sintering at 850°C, 900°C, 950°C and 1000°C, respectively. From the separation test with water from artesian well it was observed that the membrane sintering at 950°C gives the best permeate flow of 50.55 l/h.m2 and better performance of 97.60 of reduction in turbidity. |
Keywords: | Membranas Cerâmicas Tubulares Resíduos de Caulim Microfiltração Extrusão Membrana Cerâmica Membrana Porosa Caulim Matérias-Primas Tubular Ceramic Membranes . Kaolin Waste Extrusion Ceramic Membrane Porous Membrane Kaolin Raw Material Microfiltration |
URI: | http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/7892 |
Appears in Collections: | Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais. |
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