Análise de viabilidade técnica da utilização de cinzas de casca de arroz na fabricação de porcelanas

Abstract

É de conhecimento geral que, atualmente, há a necessidade de aproveitar matéria e energia que seriam desperdiçadas, de economizar recursos naturais e de gerar desenvolvimento econômico concomitantemente com os desenvolvimentos sociais e ambientais. Nesse contexto, o presente trabalho visa a investigar a utilização da cinza de casca de arroz proveniente de uma planta de biomassa industrial na região de Águas Claras - RS na produção de massa cerâmica. No processo produtivo dessa indústria são geradas cascas de arroz como subproduto que, por sua vez, são aproveitadas como biomassa para gerar vapor para a própria indústria, resultando nas cinzas de casca de arroz (CCA) como resíduo. Foram realizados ensaios para a caracterização da cinza de casca de arroz: umidade, massa específica, granulometria e composição química por fluorescência de raios X. Estudaram-se, então, cinco formulações, onde se variou as concentrações de quartzo e CCA e a quantidade de fundente utilizada na massa cerâmica, mais uma formulação padrão de porcelana para comparação. A percentagem em peso de caulim foi mantida constante, a 25% e todas as matérias primas foram oriundas de indústrias locais. Os corpos de prova foram confeccionados com a CCA na forma natural, ou seja, sem passar por processos de diminuição de tamanho, por prensagem, a uma pressão de 75 MPa. As peças foram sinterizadas na temperatura de 1100 °C. Os corpos sinterizados foram caracterizados por absorção de água, perda de massa e resistência à flexão em 4 pontos. As cinzas utilizadas no estudo apresentaram umidade de 4,14 %, em base seca, massa específica de 1221 kg/m³ e os seguintes componentes: oxigênio (68,21 %), silício (27,55 %), carbono (3,14 %), fósforo (0,49 %), cálcio (0,32 %), cloro (0,25 %) e enxofre (0,05 %). As peças preparadas com as cinzas de casca de arroz apresentaram uma maior absorção de água quando comparadas à formulação padrão; além disso, quanto maior a concentração de cinzas e menor a concentração de fundente, maior a perda de massa; quanto maior a concentração de cinzas, maior a resistência mecânica das peças. Ficou comprovado, após análise dos resultados obtidos, que é possível a utilização do resíduo da cinza de casca de arroz “in natura” em massas cerâmicas.