Energia de decomposição de argilas como critério de formulação de pastas cerâmicas

Abstract

Atendendo à actual crise energética, a sociedade vive numa época de elevada preocupação relativamente à utilização eficaz da energia. As indústrias são responsáveis pelo consumo de uma grande quantidade de energia, o que faz com que sejam constantemente pressionadas para utilizarem este recurso de uma forma racional e eficiente. Na cerâmica, os principais estudos incidem na optimização das operações de secagem e cozedura. O presente trabalho pretende avaliar se a energia de decomposição pode ser considerada como critério de selecção de argilas na formulação de pastas cerâmicas Para tal, determinou-se a energia das reacções, com recurso a análises térmicas diferenciais. Para uma correcta determinação da energia de reacção, foi proposta uma correcção de linha de base, sem recorrer a padrões externos. A linha de base é determinada por regressão polinomial, sendo o polinómio resultante subtraído aos dados experimentais e o cálculo das energias de reacção é efectuado por integração numérica dos picos resultantes (pelo método de Simpson, num software desenvolvido em VBasic no âmbito desta tese). A calibração do equipamento é efectuada com uma referência (Li2SO4) cuja energia de reacção é conhecida. Para avaliar a possível substituição de uma argila por outra com energia de reacção inferior, foram também avaliadas as características físicas (resistência, retracção, cor, absorção de água e plasticidade), químicas (por fluorescência de raios-X) e mineralógicas de cada argila (por difracção de raios-X). O estudo foi efectuado a nove argilas, e em alguns dos casos, a diferença da energia de reacção é superior a 30%.

Bearing to mind current energy crisis, society is faced with a high level of concern with regards to the efficient use of energy. Industries are responsible for vast a large amount of energy, therefore being constantly pressurized to use this resource in a rational and efficient manner. In ceramics, the main studies focus mainly on the optimization of the firing processes. This study aims at evaluating whether the energy decomposition can be taken into account as a clay selection criterion in the formulation of ceramic paste. To this end, the energy of the reactions was determined, using differential thermal analysis. For the correct determination of the energy of reaction a correction oh the baseline was proposed mot making use of external standards. The baseline is determined by regression, with the resulting polynomial being subtracted from the experimental data and calculation of the energies of reaction carried out by numerical integration. From the resulting peaks (by Simpson's method, software developed in VBasic within this thesis). Equipment calibration is accomplished with thee with the reference (Li2SO4) whose energy of reaction is known On evaluate the possible substitution of a clay by another with a lower energy reaction, the physical characteristics were also evaluated (resistance, retraction, color, water absorption and plasticity), chemicals (through X-ray fluorescence) and mineralogical of each clay (X-ray diffraction). The study was carried out on nine clays, and in some cases, the difference in energy reaction energy is greater than 30%.