Characterization and thermal analysis of metalworking sludge as a partial substitute for clays in ceramic production

Autores

DOI:

https://doi.org/10.36661/2596-142X.2025v7n1.14672

Palavras-chave:

Gestão Sustentável, Lodo Industrial, Previsão de poluente, Valorização de Resíduo, Substituição de argila

Resumo

This study evaluates the feasibility of using sludge from the metalworking industry (SMWI) as a partial substitute for clays in producing red ceramics for civil construction. The analysis of the white goods production process predicted the components of SMWI, potentially reducing the need for additional chemical analyses. According to the chemical analyses provided, SMWI is a non-hazardous solid waste, but not inert, due to the presence of aluminum, chlorine, and phenols, by Brazilian standards. The oxide composition of SMWI showed compatibility with the studied clays and data from the literature, suggesting its potential as an additive in ceramics. Rich in CaO and Al2O3, SMWI can enhance the mechanical strength of ceramics, although excessive addition may increase water absorption. Loss on ignition tests, thermogravimetry, and SEM-EDS analyses on SMWI and pure and 5% SMWI-added clays revealed the loss of volatile compounds and the formation of thermostable clay minerals. However, its distinct composition, with lower levels of Fe2O3 and SiO2, and the need for adequate homogenization, requires caution to avoid impacts on the final properties of the ceramic products, such as water absorption and mechanical strength. Thus, the use of SMWI as a ceramic additive presents itself as a sustainable and viable alternative, although further studies are necessary to validate its application in compliance with Brazilian technical standards.

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Biografia do Autor

  • Alvaro Luiz Mathias, Universidade Federal do Paraná

    Professor Titular em Engenharia Química. Professor da Universidade Federal do Paraná de abril de 1986 a março de 2023. É Professor Sênior do Programa de Pós-Graduação em Meio Ambiente Urbano e Industrial (PPGMAUI) da UFPR desde abril de 2023. https://orcid.org/0000-0003-2536-4516 ResearcherID F-6239-2013 https://is.gd/SNi8TD Engenheiro Químico pela Universidade Federal do Paraná (UFPR), grau de Licenciado em Engenharia Química concedido pela Universidade do Porto (Lo 39, Po 48, No 50, 23/abr/1990). Mestre em Bioquímica pelo Departamento de Bioquímica da Universidade Federal do Paraná (UFPR) com ênfase em metabolismo e fisiologia de bactéria diazotrófica associada a gramíneas e Doutor em Engenharia Química pela Universidade do Porto (Portugal) com ênfase em valorização de resíduo industrial (lignina) com produção de aditivo alimentar (vanilina). Com pós-doutoramento em Quimiometria para otimização de processos de transformação e análise/modelagem de dados multivariados pela Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP) e em Gerenciamento e Tratamento de Resíduos Sólidos pela Universidade de Stuttgart (Alemanha). Primordialmente atua pesquisa em inovação e otimização de produtos e tecnologia verde para transferência para empresas desde artesanais a grande empresas. Vários dos estudos desenvolvidos pelos discentes do PPGMAUI são demandas e financiados pelas suas empresas. Os resultados não sigilosos são preferencialmente publicados em fontes abertas e de impacto nacional para popularização de processos e serviços.

Publicado

01-02-2025

Edição

Seção

Tecnologias aplicadas à valoração de resíduos

Como Citar

FONTANA, Andreia Cristina Brenner; MATHIAS, Alvaro Luiz. Characterization and thermal analysis of metalworking sludge as a partial substitute for clays in ceramic production. Revista Gestão & Sustentabilidade, Brasil, v. 7, n. 1, p. e14672, 2025. DOI: 10.36661/2596-142X.2025v7n1.14672. Disponível em: https://periodicos.uffs.edu.br/index.php/RGES/article/view/14672. Acesso em: 1 abr. 2025.

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