Resíduos da mineração de Galena e Cerusita + resíduos de areia de fundição, reaproveitados para fabricação de cerâmicas sustentáveis.

No Brasil, por cinquenta e oito anos, chumbo e prata foram extraídos em larga escala a partir da mineração da Galena e Cerusita. Os resíduos desta atividade deixaram profundos impactos ambientais e sociais na cidade de Adrianópolis. O principal objetivo deste trabalho é avaliar os efeitos da substituição parcial de argila natural por resíduos de flotação e areia de fundição para fabricação de cerâmicas sustentáveis. Foram fabricados 20 tipos de cerâmicas utilizando de 63-90% de argila, sendo adicionado a massa cerâmica os resíduo de flotação variando de 0-7% e areia de fundição variando de 10-30%. As cerâmicas foram sinterizadas em oito temperaturas diferentes de 900-1250°C. Foram avaliadas em todas as peças cerâmicas as seguintes características mecânicas: resistência à flexão, absorção de água, retração linear e densidade. O estudo das propriedades físico-químicas foram realizadas utilizando análises de alta tecnologia, tais quais: DRX, FRX, MEV e EDS. Análises granulométricas e de sedimentação demonstraram que o solo é composto por composto de 57% de argila, 24% silte e 18% areia. A densidade real dos grãos da argila é igual a 2,69g/cm3. Todas as cerâmicas apresentaram resultados de resistência à flexão em três pontos superiores aos valores estabelecidos nas normas nacionais (1,5MPa). A composição com 7% do resíduo da flotação e 10% de areia de fundição e 90% de argila demonstrou melhores resultados no que tange resistência mecânica, 3,89MPa a 900°C até 10,8MPa a 1250°C. Os resultados da análise de retração demonstram que o resíduo da flotação interage positivamente no que se refere a evitar a redução do tamanho dos corpos cerâmicos, conferindo excelentes resultados de retração quando comparado aos corpos cerâmicos sem a introdução do resíduo de flotação. Na composição contendo 7% de resíduo de flotação a retração medida variou de 0,05% até 5,6%, enquanto nos corpos de prova sem o resíduo os resultados variaram de 2,97% até 6,65%. Os resíduos da flotação também exercem influência positiva nos índices de absorção de água, a redução da absorção alcançou até 65% a 1250°C quando comparado aos traços sem sua adição. A densidade dos corpos cerâmicos não sofreram significativas mudanças com a introdução dos resíduos de flotação quando comparados aos traços sem o resíduo, sendo insignificante a diferença nas diferentes temperaturas de queima. Para análise ambiental das cerâmicas, análises de lixiviação e solubilização dos metais potencialmente tóxicos foram realizados conforme metodologia e limites estabelecidos pelas ABNT NBR 10004:2004 e 10005:2004. A análise de lixiviação demonstrou que não há risco ambiental na utilização das cerâmicas. De acordo com a classificação estabelecida pela ABNT NBR 15270-1:2005 todas as cerâmicas sinterizadas até 1200°C podem ser classificadas como blocos cerâmicos de vedação assim como as cerâmicas de 1 até 11 sinterizadas até 1250°C. Para classificação das cerâmicas de 12 a 20 sinterizadas a 1250°C utilizou-se os limites de absorção de água e o módulo resistência mecânica da ABNT NBR 13818, tais cerâmicas poderão ser classificadas como porcelanato, no entanto, faz-se necessário análises complementares exigidos pela norma não contempladas nesta pesquisa.

Primeiramente retira-se um pedaço do material a ser estudado e fixa-o sob a placa redonda que será inserida na câmara do equipamento. A placa com as amostras é introduzida na metalizadora para que o alvo metálico seja bombardeado sobre a superfície da amostra (podendo ser bombardeado por ouro, platina ou carbono), possibilitando a condução da corrente elétrica. É somente após este procedimento que as amostras são inseridas no Microscópio eletrônico de varredura. Após o recobrimento da superfície do material, as amostras são inseridas no compartimento onde o microscópio eletrônico de varredura irá gerar as imagens e informações da superfície da amostra. No microscópio eletrônico, feixes de elétrons acelerados são bombardeados sobre a amostra, para serem detectadas os raios eletromagnéticos resultantes devem retornar a superfície da amostra. O equipamento que captará os sinais de elétrons produzidos na superfície da amostra e os transformará em imagens é chamado de detector. Cada elemento químico que compõe a amostra possui sua própria energia que quando interagem com os raios do feixe eletrônico, retornam a superfície da amostra. Ao retornar para superfície, a energia retro espalhada dos elétrons e a energia secundária dos elétrons são captadas, a primeiro possuindo mais energia que a segundo (KESTENBACH, 1994).SS

A presença do chumbo na matéria prima foi identificada em oito dos 11 pontos estudados, apontando para presença do chumbo em alguns pontos da amostra com até 93,03% de concentração de chumbo e em outros pontos 1,84%, depois do chumbo o mineral com grande percentual foi o ferro seguido de enxofre. Outros minerais como silício, alumínio, cálcio, ferro e manganês e bário também podem ser verificado. O titânio foi identificado em apenas um dos pontos estudados estando associado ao manganês, e desassociado ao chumbo e ao enxofre, ambos em baixa concentração. 

As características observadas nesta areia indicam que quanto mais alta temperatura de sinterização maior será a possibilidade de interação química dos componentes da mistura se comparado a temperatura inicial de sinterização das cerâmicas propostas neste trabalho (900 graus Celsius), assim, a ligação com as partículas de metais tornam-se muito confiável à medida que as temperaturas aumentam.