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

Autores/as

DOI:

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

Palabras clave:

Sustainable Management, Industrial Sludge, Pollutant Prediction, Waste Valorization, Clay Substitution

Resumen

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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Biografía del autor/a

  • Alvaro Luiz Mathias, Universidade Federal do Paraná

    Profesor Titular de Ingeniería Química. Profesor de la Universidad Federal de Paraná de abril de 1986 a marzo de 2023. Es Profesor Titular del Programa de Posgrado en Medio Ambiente Urbano e Industrial (PPGMAUI) de la UFPR desde abril de 2023. https://orcid.org/0000- 0003-2536 -4516 InvestigadorID F-6239-2013 https://is.gd/SNi8TD Ingeniero Químico por la Universidad Federal de Paraná (UFPR), Licenciatura en Ingeniería Química otorgada por la Universidad de Porto (Lo 39, Po 48, No 50, 23/abril/1990). Maestría en Bioquímica del Departamento de Bioquímica de la Universidad Federal de Paraná (UFPR) con énfasis en metabolismo y fisiología de bacterias diazotróficas asociadas a gramíneas y Doctorado en Ingeniería Química de la Universidad de Porto (Portugal) con énfasis en valorización de plantas industriales. residuos (lignina) con producción de aditivo alimentario (vainillina). Con posdoctorado en Quimiometría para optimización de procesos de transformación y análisis/modelado de datos multivariados por la Universidad Estadual de Campinas (UNICAMP) y en Gestión y Tratamiento de Residuos Sólidos por la Universidad de Stuttgart (Alemania). Principalmente investigando innovación y optimización de productos y tecnología verde para su transferencia a empresas que van desde artesanales hasta grandes empresas. Varios de los estudios desarrollados por los estudiantes del PPGMAUI son solicitados y financiados por sus empresas. Los resultados no confidenciales se publican preferentemente en fuentes abiertas y de impacto nacional para popularizar procesos y servicios.

Publicado

01-02-2025

Número

Sección

Tecnologias aplicadas à valoração de resíduos

Cómo 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 Gestión y Sostenibilidad, 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: 4 apr. 2025.

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