Please use this identifier to cite or link to this item: http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/287176
Type: TESE
Title: Caracterização de argilas de utilização na industria ceramica por espectroscopia de reflectancia
Author: Senna, Juliano Alves de
Advisor: Souza Filho, Carlos Roberto de, 1965-
Filho, Carlos Roberto de Souza
Abstract: Resumo: As argilas estão entre as mais importantes matérias primas devido as suas múltiplas funções industriais. No caso especial da indústria de cerâmica, as argilas têm ampla utilidade, sendo o principal produto para a fabricação de louças, porcelanas, revestimentos, entre outros. A caracterização de argilas, do ponto de vista químico, fisico e tecoológico, é um requisito cada vez mais necessário. Entretanto, o planejamento de lavra sucinto, a falta de controle dos padrões requeridos pela indústria e a separação essencialmente subjetiva e empírica das argilas quanto ao uso, fazem com que muitos materiais química e tecnologicamente diferentes sejam classificados como semelliantes, com conseqüências danosas para a extração e industrialização da matéria prima. Considerando as complexidades envolvidas na caracterização de argilas de utilização na indústria cerâmica por métodos convencionais, esta pesquisa objetivou (i) avaliar o potencial da espectroscopia de reftectância como um método aplicável de forma expedita na defmição de tipos e de pureza de argilas; (ii) determinar parâmetros espectrais que possam subsidiar a classificação de argilas quanto ao uso na indústria, com ênfase nos materiais apropriados para a produção de cerâmica de revestimentos e louça sanitária. Dois jazimentos de argila foram estudados: um primeiro, fonte de matéria prima para indústria de revestimentos cerâmicas, explorado pela Mineração Cruzeiro, em Limeira (SP); e outro, fonte de matéria prima para a indústria de porcelana e louça sanitária (incluindo argilas do tipo ball clay), explorado pela Mineração Mateus Leme, em São Simão (SP). A Mina de Cruzeiro compreende rochas ricas em argila das Formações Irati, Serra Alta, Corumbataí e Serra Geral (Bacia do Paraná), tendo o horizonte Corumbataí como principal fonte de matéria prima. Com base em métodos e dados obtidos por espectroscopia de reftectância, foi possível construir uma coluna 'espectro-litológica', onde cada compartimento (Formação) e sub-compartimento (grupos da Formação Corumbataí) possui uma assinatura espectral caracteristica, a qual pode ser diretamente relacionada a uma determinada composição e uso (ou não) do material como matéria-prima na indústria cerâmica de revestimentos. No depósito de São Simão, a caracterização das argilas por espectroscopia de reftectância foi plena. Três tipos de argila, hospedados no aluvião do ribeirão Tamanduá, foram separados. Nas argilas brancas foi possível quantificar e detectar as porcentagens de caulinita e seu grau de criStalinidade, argilo-minerais expansivos e micas, e a lepidocrosita (inédita em depósitos aluvionares brasileiros). Nas argilas cinzas, também cauliníticas, a matéria orgânica tem intima relação com a presença dos argilo-minerais expansivos. As argilas marrons possuem a maior quantidade de caulinita e de variedades bem estruturadas e cristalinas; os argilo-minerais expansivos ocorrem numa proporção ideal em relação a caulinita, conferindo maior plasticidade geral ao material; a siderita, identificada pela primeira vez no aluvião, também é comum nessas argilas. Cada grupo de argilas caracterizadas no depósito de São Simão como distintas do ponto de vista espectral, coincidentemente tem uma aplicação específica na indústria de cerâmica fina. Considerando o caráter exploratório desta pesquisa, que buscou, aparentemente pela primeira vez, utilizar a espectroscopia de reftectância e técnicas relacionadas para caracterização de argihls empregadas como matéria-prima na indústria cerâmica, os resultados foram muito promissores

Abstract: Clays are among the ver)' important primary, raw materiais due to their broad spectrum uses in the industIy. In the specific case of the ceramic industl)', cIays are used in many fields, incIuding the manufacturing of porcelains, pottery, chimney-flue tile, roofing tile, conduit, light-weight aggregate, floor tile, sewer pipe, drain tile and so on. The characterization of cIays from the physical, chemical, and ceramic standpoint in pre- and -within mining stages is a must in modero industry. However, succinct mining planning, lack of industry-oriented standards and the usual bond to empirical discrimination of clays as regards their use, put chemically and technologically different materiais as similar standards, with serious consequences to the mining and manufacturing industry. Considering the intrinsic complexities involved in characterizing ceramic industry-aimed materiais by conventional methods, this works aims: (i) to evaluate the potential of reflectance spectroscopy as a relevant, expedite method to define types and purity of cIays; (ii) to study the possibility to relate cIays' spectral variables and parameters to their specific uses in the ceramic industIy, with emphasis on the materiais employed in the manufacturing of porcelains and floor tiles. T wo cIay deposits were investigated in this study: One, named 'Cruzeiro', is located in Limeira (São Paulo) , and is a source of cIays to the tile industIy; the other, named São Simão, is located in the analogous town, hosts important ball cIay-type deposits and it is an important source of primary materiais to the porcelain industIy. The Cruzeiro deposit comprises cIay-rich sediments of the Irati, Serra Alta and Corumbataí Formations (paraná Basin stratigraphic units), although the Corumbataí strata are the main source of clays. Using reflectance spectroscopy methods and data, it was possible to built a 'spectro-lithological' column, where every compartment (Formation) and sub-divisions of the Corumbataí Formation show an unambiguous spectral signature. This signature can be directly related to cIay composition and possible uses (or not) for these cIays in the tile manufacturing industry. The São Simão days are associated to the Tamanduá river alluvium deposits, where three types of cIays were spectrally distinguished on the basis of reflectance spectroscopy methods and data. The white cIays comprise kaolinite with several degrees of crystallinity, expansive cIay mineraIs, micas and lepidocrosite (an unique fmding in Brazilian alluvium deposits). The gray cIays, also kaolinite-rich, display an intrinsic relation between organic matter and expansive cIay minerais. The brown cIays show the highest content of well-ordered, highly crystalline kaolinites; they contain expansive cIay minerais, which occur in an ideal proportion to kaolinite, conferring more plasticity to the cIays; and they also host some amounts of siderite (first time found in this alluvium). Each ofthese cIay groups characterized in the São Simão deposit coincidentally has a specific application in the fine ceramics industry. In view of the exploratory nature of this research, the results using reflectance spectroscopy to characterize particular industIy-aimed cIays proved very promising.
Subject: Argilo-minerais - Análise
Pesquisa mineralogica
Cerâmica - Indústria
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2003
Appears in Collections:IG - Tese e Dissertação

Files in This Item:
File SizeFormat 
Senna_JulianoAlvesde_M.pdf28.7 MBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.