APLICACIÓN DE LODOS DE PLANTAS POTABILIZADORAS PARA ELABORAR MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN

AUTORES.

Ítalo Jorge Tavares Jimenez1

Iván Leandro Rodríguez Rico2

1. Centro Universitário do Norte - UNINORTE

Rua 10 de Julho, 873 - Centro Manaus, Brasil

Teléfono: 55 92 84318140

Email: italojimenez@hotmail.com; italo.jimenez@uninorte.com.br

2 Universidad Central “Marta Abreu” de Las Villas

Carretera a Camajuaní, Km 51/2 Santa Clara, Villa clara, Cuba.

Teléfono: 53 42 211825 ext. 107

Email: ivanl@uclv.edu.cu; ivanrrico@yahoo.com

RESUMEN.

La industria de inyección de plástico es de fundamental importancia para la economía nacional, es

responsable de la producción de insumos primarios para la electrónica de consumo diferentes. Estas

empresas generan efluentes provenientes de las unidades de pintura por chorro y en aerosol. Estos

residuos requieren de un tratamiento especial para su separación, almacenamiento y eliminación.

Este trabajo investiga una forma alternativa de utilizar este residuo en la industria de cerámica roja, la

evaluación de los parámetros que influyen en las propiedades importantes de los productos de barro

rojo tales como la densidad, la porosidad y resistencia a la flexión, medidos para las mezclas de 2%,

5% y 10 % en peso de residuos. Los resultados, utilizando la arcilla, muestran que no hay influencia

del material en las reacciones de estado sólido y pueden mejorar las propiedades mencionadas.

Palabras claves: residuos, productos de arcilla, reciclaje

ABSTRACT.

The injection molding industry is of fundamental importance to the national economy, is responsible

for the production of primary inputs for various consumer electronics. They generate effluents from

units of paint and spray jet. These wastes require special treatment for their removal, storage and

disposal. This study investigates an alternative way of using this residue in red ceramic industry, the

evaluation of the parameters affecting the important properties of products such as red mud density,

porosity and flexural strength, measured for mixtures of 2%, 5% and 10% by weight of waste. The

results, using clay, showed no influence of the material in the solid state reactions and can improve

the properties mentioned.

Key words: wastes, clay products, recycling

INTRODUCCIÓN

El creciente volumen de residuos sólidos industriales y municipales todos los días y la mayor

disponibilidad de sitios para la disposición de este material se están convirtiendo en uno de

los problemas más graves que enfrenta la sociedad moderna, que merece más atención por

parte de expertos y el público.

Con el agotamiento de las materias primas, la degradación de los recursos naturales por la

disposición inadecuada de residuos y la implementación de nuevas y exigentes directrices

en el manejo de los lodos y los residuos de las sociedades industrializadas, se hacenecesario para el desarrollo de alternativas viables ambiental y económicamente para la

eliminación de dichos residuos.

Algunas compañías resuelven este problema mediante la incineración del residuo después

de secado, pero deja las cenizas para su eliminación. Por otra parte, si no se maneja

adecuadamente, el incinerador puede liberar el aire, contaminantes no deseados.

En este contexto, una de las alternativas que se han estudiado por los investigadores en los

últimos años es la incorporación de residuos sólidos en matrices cerámicas. Esta

incorporación cuando se realiza con éxito puede resultar en beneficios tanto para los

proveedores de residuos, resolviendo así el problema de la eliminación, así como para las

industrias de la cerámica, con la reducción de los costos de producción, y el consumo

energético y la reducción de las actividades de extracción de arcilla (componente esencial

del producto cerámico).

La industria cerámica es una de las más distintivas en el reciclado de residuos industriales y

municipales, ya que poseen técnicas de procesamiento relativamente simples, de bajo

desempeño exigido para los productos, además de las propiedades físico-químicas de

materias primas cerámicas.

El uso de tales aditivos sólidos cerámicos también puede contribuir a mejorar las

propiedades de la cerámica y facilitar su procesamiento. Además, después de la etapa de

calcinación puede permitir la inmovilización de metales pesados en la quema de la matriz, la

oxidación de la materia orgánica, la modificación química de los residuos, entre otros

beneficios.

En este sentido, el desarrollo de un trabajo para comprobar la posibilidad de utilización de

lodos generados en las depuradoras de los efluentes de aguas residuales (ETEIs) como una

materia prima alternativa en la industria cerámica es un estudio necesario e importante, ya

que los resultados obtenidos de investigaciones previas han sido satisfactorios con el uso

de lodos en matrices cerámicas.

El objetivo es evaluar la influencia de residuos de la industria de inyección de plástico en la

cerámica de color rojo, caracterizando los residuos y discutiendo sus implicaciones en las

reacciones de estado sólido, responsables de las propiedades del producto final.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para el presente estudio, se han utilizado dos materias primas: los residuos de la planta de

tratamiento de efluentes de la industria de inyección de plástico, con sede en Manaos y de

barro de las orillas del Río Guamá, el estado de Pará.

La arcilla se sometió al proceso de secado en un horno a 110 ° C durante 24 horas y luego

molida en un molino de bolas durante 30 minutos con el fin de reducir los terrones de arcilla.

El residuo sólido se secó a 50 ° C durante 48 horas. La molienda se llevó a cabo en un

molino de bolas durante 30 minutos. Se calcinaron 15 gramos del residuo a 1000 ° C

durante 3 horas en un horno eléctrico Linn Elektro Therm LM 312,06, para su posterior

análisis.

La molienda tanto de arcilla como del residuo se realizó en un molino de bolas para

ensayos marca CIMAQ, Serie 005 y modelo MA 08/20. Después de la molienda las

materias primas fueron caracterizadas.

Caracterización de materias primas.

La caracterización de las materias primas (arcilla y residuos) se realizaron los análisis

químico de arcilla, y del residuo molido y del residuo calcinado a través de la fluorescencia

de rayos X, y para la identificación y análisis de la estructura de la composición del mineral

de arcilla fue utilizada la difracción de rayos X.

El análisis del tamaño de partícula de la arcilla y el residuo se realizaron mediante tamizado

en húmedo, con tamices de orificios de acuerdo con la ABNT: # 40, # 60, # 100, # 200, #

270, # 325, # 400.Para una mayor precisión en el análisis del tamaño de partícula de arcilla, Se realizó una

segunda medición usando un sistema medición de tamaño de partícula Micromeritics,

modelo Serigraph 5100. Los orificios (en micras) utilizados: 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5,

2, 1 y 0,5.

Preparación de las muestras.

En la preparación de cuerpos cerámicos, primero se mide la humedad de la arcilla y del

residuo, que fue del 4% y 7%, respectivamente, con el fin de realizar las correcciones

adecuadas en las mezclas. Usando una balanza analítica marca GEHAKA, modelo BG4000,

se pesaron las materias primas de diferentes concentraciones de residuos, 0%, 2%, 5% y

10%. Luego se añadió agua a las formulaciones en 10% de la masa para facilitar la

conformación de los especímenes. Cada mezcla se sometió a un proceso de

homogeneización durante 1 hora en un molino de bolas.

Luego las masas se sometieron al proceso de prensado utilizando un molde de acero en

forma de hoja prismática con las dimensiones de 100x50mm y posteriormente prensados

en una prensa hidráulica, marca Marconi, serie 011 639, con una capacidad de hasta 20

toneladas, utilizó presión de (2) ton/m2

. Se realizaron 48 muestras, 12 para cada

formulación, con dimensiones del orden de 100x50x10mm.

Después del prensado fueron medidas las masas de las muestras preparadas, con una

balanza analítica GEHAKA, lo que se denominó peso húmedo (MU) y el valor de la longitud

(L0) con un pie de rey Starret, N ° 125 MB, antes de pasar por el proceso de secado.

Se colocaron los cuerpos de prueba moldeados en una estufa marca NV Nevoni 1.3, Serie

7048, con una temperatura de 110 ° C durante 24 horas. Después del secado, se midió la

masa de las muestras con una balanza analítica GEHAKA, llamada masa seca (MS).

El proceso de quemado de las muestras se realizó en un horno eléctrico Linn Elektro Therm

LM 312,06, a temperaturas de 950 ° C, 1000 ° C y 1050 ° C, temperatura umbral de tres

horas y rampa de calefacción de 10 ° C / min. Se midió la masa de las muestras después de

la cocción (Mq), con una balanza analítica GEHAKA, además del valor de la longitud (L1),

espesor (h) y ancho (b) de estas muestras con un pie de rey Starret, N º 125 MB.

Pruebas para la evaluación de las

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