Resumo em Português:

Na mineração da bauxita no município de Paragominas-PA, são descartados no processo de beneficiamento rejeitos com teor de sólido de 33,5% e granulometria muito fina com D50 abaixo de 5 µm. Esses fatores contribuem para que esta suspensão formada basicamente por silico-aluminatos, com elevada concentração de argila caulinitica, apresente aumento na viscosidade e na tensão inicial de escoamento, fatores importantes durante o processo de bombeamento. Foi realizada análise granulométrica e determinadas as composições químicas e mineralógicas do material. Avaliou-se a utilização dos aditivos hexametafosfato de sódio e poliacrilamida 25% aniônica visando à diminuição da viscosidade. Os resultados mostram diminuição da viscosidade com a adição de 23,8 g/ton para a poliacrilamida e 101,75 g/ton para o hexametafosfato de sódio. A granulometria da polpa de bauxita descartada e o pH influenciam no comportamento dos aditivos reológicos.

Resumo em Inglês:

In the bauxite mining in Parogominas, PA, Brazil, tailings are discarded in the processing with 33.5% of solids content and small particle size with D50 below 5 µm. These factors contribute to this suspension basically formed by silicoaluminates, with high concentrations of kaolinite clay, increase the viscosity and the yield stress, these factors are important during the pumping. It was performed granulometric analysis and determined the chemical and mineralogical composition of the material. It was studied the use of the sodium hexametaphosphate and polyacrylamide 25% anionic to decrease the viscosity. The result show that the viscosity decrease with use of 23.8 g/ton for the polyacrylamide and 101.75 g/ton for the sodium hexametaphosphate. The particle size and the pH have influence in the behavior of the additives.

Resumo em Português:

O agregado de sílica fundida é uma matéria-prima que se mostra adequada para o desenvolvimento de concretos para aplicação em riser de unidade de craqueamento catalítico fluido de petróleo (UFCC). A sua baixa densidade aparente e reduzida condutividade térmica contribuem, respectivamente, para a diminuição do peso da estrutura refratária e maior eficiência térmica do processo. Já o seu coeficiente de expansão linear de 0,55 x 10-6/ºC, extremamente reduzido, garante uma excelente resistência ao choque térmico. Contudo, para as condições de operação em riser, estas características precisam estar aliadas a um baixo desgaste por erosão. Sendo assim, um concreto nanoligado a base de sílica fundida foi desenvolvido buscando-se a minimização do desgaste por erosão. Duas composições foram testadas combinando-se os agregados de sílica fundida e alumina tabular. Verificou-se que as tensões geradas pelo "mismatch" de expansão térmica entre os agregados resultaram na formação de microtrincas, reduzindo consideravelmente as propriedades termomecânicas do material. Um menor dano foi verificado para a composição onde a alumina tabular foi adicionada somente nas frações mais finas de agregado. Nesta, a incorporação de um aditivo sinterizante favoreceu uma maior densificação em baixa temperatura, possibilitando otimizar a resistência à erosão e ao choque térmico. O valor médio de volume erodido obtido após queima a 815 ºC foi de 4,8 cm3. Em comparação com os 6 cm3 especificados pela indústria petroquímica brasileira para produtos refratários de alta alumina com densidade aparente superior a 2,60 g/cm3, pode-se afirmar que o resultado obtido foi muito promissor. O concreto nanoligado a base de sílica fundida que foi desenvolvido mostrou ser uma excelente opção para aplicação em riser de UFCC.

Resumo em Inglês:

Fused silica aggregate shows interesting properties for the development of castables for the riser section of fluid catalytic cracking units (FCCU). Its low apparent density and reduced thermal conductivity can lead to a lightweight refractory structure and a higher thermal efficiency of the process, respectively. The fused silica linear expansion coefficient is very low (0.55 x 10-6/ºC), allowing an excellent thermal shock resistance. Nevertheless, for the riser environment, these characteristics must be coupled with a low erosion loss. Therefore, a fused silica nano-bonded castable was developed in order to attain a high-erosion resistance. Two compositions containing fused silica and tabular alumina aggregates were evaluated. It was found out that the stress generated by the thermal expansion mismatch between the two sorts of aggregates induced the crack formation, decreasing the material materials' thermomechanical properties. A lower mechanical damage was attained by adding tabular alumina in the finer aggregates grain size. Adding a sintering additive, that induces a higher densification at low temperatures, the erosion and thermal shock resistances were also improved. The mean value of erosion loss obtained after firing at 815 ºC was 4.8 cm3. This result was very promising in comparison with the erosion loss specified by the Brazilian petrochemical industry (6 cm3) for high-alumina refractory products with apparent density higher than 2.60 g/cm3. The developed fused silica nano-bonded castable seems to be an excellent choice for the riser section of fluid catalytic cracking unit application.

Resumo em Português:

Nos estudos de obtenção de materiais zeolíticos é comum a formação de misturas de fases cristalinas devido à estabilidade relativa destes materiais no meio reacional empregado na síntese. Desta forma, é extremamente importante quantificar as diversas fases presentes no sistema para otimizar os métodos de sínteses de uma determinada zeólita sem a presença de contaminantes. Especificamente, foi verificado que durante a síntese das zeólitas ZSM-5(MFI), mordenita (MOR) e ferrierita (FER), em diversas condições experimentais, ocorreram a formação de misturas de fases binárias (FER+MOR) e (FER+MFI), às vezes ternárias (FER+MOR+MFI). O propósito do trabalho foi a realização de várias misturas binárias em diversos percentuais destes materiais, a fim de se obter uma metodologia para quantificar a presença de cada uma das fases (FER, MOR e MFI) em amostras sintetizadas sob diferentes condições experimentais. Com este objetivo, foram preparadas misturas físicas com diversos teores das fases MFI, MOR e FER, a partir de amostras altamente cristalinas de cada fase. Estas fases de composições conhecidas foram analisadas por difração de raios X para quantificar as áreas dos picos característicos de cada material, podendo-se assim obter uma relação de percentual de fase/área de cada componente da mistura.

Resumo em Inglês:

In studies for obtaining zeolitic materials common to the formation of mixtures of crystalline phases due to the relative stability of these materials in the medium used in the synthesis. Thus, it is extremely important to quantify the various phases present in the system to optimize methods of synthesis of a zeolite without determining the presence of contaminants. Specifically, it was found that during the synthesis of zeolites ZSM-5(MFI), mordenite (MOR) and ferrierite (FER) in various experimental conditions, is the formation of binary mixing phases (FER + MOR) and (FER + MFI), sometimes ternary (FER + MOR + MFI). The purpose of this work was to perform various binary mixtures at various percentages of these materials in order to obtain a methodology to quantify the presence of each of the stages (FER, MOR and MFI) samples synthesized under different experimental conditions. With this objective, physical mixtures were prepared with different contents of the phases MFI, MOR and FER, from highly crystalline samples of each phase. These known compositions phases were analyzed by X-ray diffraction to quantify the areas of the peaks characteristic of each material, thus being able to obtain a ratio of the percentage of phase/area of each blend component.

Resumo em Português:

A existência de processos químicos industriais, com diferentes fases em meio reacional, e a necessidade de conhecer a composição do sistema de interesse é um desafio comumente enfrentado pelos profissionais da indústria. Desta forma, a consideração do equilíbrio químico é uma metodologia comumente empregada por esses profissionais. Uma das principais etapas do processo de obtenção do cimento é a etapa de clinquerização, que ocorre dentro do forno rotativo. Neste estudo, é proposto o uso da técnica de minimização da energia livre de Gibbs para descrever o processo de produção de clínquer. O combustível considerado para o forno é o carvão mineral. Como resultado do estudo, objetiva-se a obtenção de uma rotina computacional que simule a condição de equilíbrio termodinâmico do sistema. Para isto, um problema de otimização não linear restrito é resolvido.

Resumo em Inglês:

The existence of industrial chemical processes, with different phases in the reaction system, and the need to know the composition of these system is a challenge commonly faced by industry professionals. Thus, consideration of the chemical equilibrium is usually adopted. One of the main steps of the cement production is the clinker production in the rotary kiln. In this study, it has been proposed the use of the minimization of Gibbs free energy to describe the clinker production process. The fuel considered is the coal. The major objective of this study is to obtain a computational routine that simulates the condition of thermodynamic equilibrium of the system, composed by different phases. For this, a nonlinear constrained optimization problem is solved.

Resumo em Português:

O lodo gerado nas estações de tratamento de esgoto tem se tornado um problema crescente sendo considerado como resíduo. Este trabalho estudou a viabilidade da incorporação do lodo de estação de tratamento de esgoto (ETE) em massa cerâmica para produção de blocos. Para isso, amostras de lodo foram coletadas na ETE Verde da SANEPAR no Município de Ponta Grossa, PR e de argila da Cerâmica S. Gerônimo no município de Prudentópolis, PR. O lodo na ETE Verde foi submetido a um processo de higienização, o qual reduz significativamente a concentração de patógenos no resíduo. O processo utilizado foi a caleação, que promove a estabilização, desinfecção química e térmica através da adição e mistura da cal ao lodo numa porcentagem de 30% a 50% da massa seca de lodo. Para a caracterização do lodo e da argila foram realizadas análises de difração de raios X, análise térmica diferencial e termogravimétrica, fluorescência de raios X e distribuição granulométrica. Foram estudadas composições com adições de 5 a 50% em massa do lodo na massa cerâmica. Após a mistura do lodo com as argilas, as amostras foram conformadas por prensagem uniaxial e sinterizadas a 900 ºC, 1000 ºC e 1100 ºC. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por medidas de absorção de água, porosidade aparente, resistência mecânica, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados mostraram que a adição do lodo até 25% da massa da argila atende a todos os parâmetros preconizados pelas normas vigentes para fabricação dos blocos cerâmicos.

Resumo em Inglês:

The sludge generated in sewage treatment plants has become a growing problem and it is considered waste. This work aims to verify the feasibility of incorporating the sludge from sewage treatment plants (STP) in the ceramic slurry for the production of bricks. In order to do so, sludge samples were collected at the ETE Verde SANEPAR (a sewage treatment plant) in the city of Ponta Grossa, PR, Brazil, and clay samples at S. Gerônimo Ceramics in Prudentópolis, PR, Brazil. The sludge at the ETE Verde undergoes a cleaning process, significantly reducing the concentration of pathogens in the waste. The process used is 'liming', which promotes stabilization, thermal and chemical disinfection through the addition and mixing of lime into the sludge in a percentage from 30% to 50% of the dry weight of the sludge. For the characterization of sludge and clay, X-ray diffraction, differential thermal and thermogravimetric analysis, X-ray fluorescence and particle size distribution were carried out. The compositions studied were made with additions from 5 to 50% per weight of the sludge in the ceramic slurry. After the mixing of the sludge with the clay, the samples were processed by uniaxial pressing and sintered at temperatures of 900 °C, 1000 °C e 1100 °C. The sintered samples were characterized by measurements of apparent density, water absorption, apparent porosity, mechanical strength, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results showed that the addition of sludge up to 20% of the slurry of the clay meets all parameters recommended by current standards for production of bricks.

Resumo em Português:

O presente trabalho buscou analisar patentes produzidas pela NASA e estudos correlatos na área de tintas refratárias de alta emissividade, segundo os princípios que regem as propriedades termo-ópticas dos materiais, as quais compreendem: absorção, refletividade, transmissão e emissão de radiação eletromagnética. Primeiramente, visou-se a compreensão destes fenômenos físicos e as leis que os governam. Posteriormente, buscou-se aplicá-los destacando e explicando a evolução observada na composição das tintas de alta emissividade utilizadas em veículos espaciais. Por fim, compreendeu-se que o índice de absorção dos materiais é decorrente do modo como estes interagem com a energia radiante incidente. Além disso, constatou-se que a emissividade dos materiais utilizados está associada principalmente ao balanço entre o índice de absorção e a refletividade. Tal estudo e acompanhamento do desenvolvimento tecnológico das tintas refratárias de alta emissividade permitem uma compreensão mais profunda sobre o seu mecanismo de atuação e potencial uso em outros sistemas, como por exemplo nos fornos industriais revestidos com material refratário que operam a altas temperaturas.

Resumo em Inglês:

The objective of the present paper is to analyze the patents produced by NASA and other related studies in the area of high emissivity refractory coatings, according to the fundamentals that rule the thermo-optical materials properties, which include: absorption, reflectivity, transmission and emission of electromagnetic radiation. Firstly, it aimed to understand these phenomena and their physical laws. Later, those concepts were applied to explain the trend observed in coatings of high emissivity used by NASA. Finally, it was understood that the material absorption index is determined by the way it interacts with the incident radiant energy. Furthermore, it was attested that the emissivity of the materials used are mainly associated to the balance between the absorption index and the reflectivity. This study and understanding of the technological evolution of refractory high emissivity coatings allow a deeper understanding of how they operate and their potential use in other systems, such as industrial furnaces lined with refractory material operating at high temperatures.

Resumo em Português:

Amostras de hidroxiapatita foram sintetizadas por meio da precipitação de soluções aquosas contendo os íons precursores. O precipitado obtido foi lavado, seco, desaglomerado e peneirado com o intuito de se obter amostras em forma de pó e com granulometria homogênea. O material foi sinterizado em diferentes temperaturas e posteriormente caracterizado por difração de raios X, espectroscopia no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica e termodiferencial e a quantificação da área superficial específica e porosidade foi realizada por meio dos métodos Brunauer-Emmett-Teller e Barret-Joyner-Halenda, respectivamente. Os pós apresentaram modificações na cristalinidade, morfologia e nas propriedades texturais com o aumento da temperatura. Novas fases foram identificadas nos difratogramas de raios X devido à decomposição do material, corroborando com resultados reportados. Houve o crescimento dos cristais, aumento da cristalinidade e diminuição da área de superfície específica, comprovando que as modificações ocorreram devido aos processos de sinterização, uma vez que a força motriz para esse processo é a diminuição da área de superfície específica.

Resumo em Inglês:

Samples of hydroxyapatite were synthesized by precipitation from aqueous solutions containing the precursor ions. The obtained precipitate was washed, dried, deagglomerated and sieved to obtain samples in powder form of homogeneous particle size. The material was sintered at different temperatures and subsequently characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, thermo-gravimetric and thermo-differential analyses and quantification of the specific surface area. Furthermore, porosity was determined using the Brunauer-Emmett-Teller and Barret-Joyner-Halenda methods, respectively. The powders showed changes in crystallinity, morphology and texture with increasing temperature. New phases were identified in the X-ray patterns due to decomposition of the material, corroborating other findings in the literature. Crystal growth and increased crystallinity were observed during heat treatments, while specific surface decreased, proving that the changes were due to the sintering processes.

Resumo em Português:

O cromito de lantânio (LaCrO3) é um material cerâmico sintético, que apresenta como principais características boa condutividade elétrica em altas temperaturas (> 800 °C), estabilidade química e física em atmosferas oxidantes e redutoras e, significativa atividade catalítica quando na forma de pós. Estas características o tornam atrativo para diversas aplicações de interesse tecnológico, como catalisadores, resistências para fornos de alta temperatura e geração de energia elétrica, sendo que nesse campo é potencialmente o material mais adequado para utilização como interconector em células a combustível de óxido sólido (Solid Oxide Fuel Cell - SOFC). As características intrínsecas, propriedades e técnicas de processamento do cromito de lantânio são consideradas neste trabalho por meio de uma revisão dos principais estudos relatados ao longo dos últimos 40 anos.

Resumo em Inglês:

The lanthanum chromite (LaCrO3) is a synthetic ceramic material, which has as main characteristics of good electrical conductivity at high temperatures (> 800 °C), physical and chemical stability in oxidizing and reducing atmospheres, and a significant catalytic activity when used as powder. These features make it attractive for various technological applications such as catalysts, resistance to high temperature furnaces and electric power generation, and this field is potentially the most appropriate material for use as interconnector in Solid Oxide Fuel Cells (SOFC). The intrinsic characteristics, properties and processing of lanthanum chromite are detailed in this paper through a review of major studies reported over the past 40 years.

Resumo em Português:

A moldagem por injeção em baixa pressão (MIBP) tem algumas vantagens sobre outros métodos de conformação de peças cerâmicas com formas complexas. Dentre as vantagens estão os menores custos na produção de lotes pequenos e médios e o menor desgaste de moldes e equipamento. Neste trabalho, foi estudado o efeito de um dos aditivos orgânicos usados na MIBP, a cera de carnaúba, no comportamento reológico da mistura (feedstock). O pó cerâmico utilizado foi uma alumina, com tamanho de partícula em torno de 0,4 μm. Com adições de 5% e 10% em peso de cera de carnaúba no veículo orgânico a viscosidade diminui significativamente, sendo bem mais acentuada com 10%, enquanto que, acima deste valor (15%), a viscosidade diminui, mas esta redução é menos pronunciada. Em contrapartida, em feedstocks sem a cera de carnaúba (0%), a viscosidade é tão elevada que praticamente inviabiliza a injeção em baixas pressões.

Resumo em Inglês:

The low-pressure injection molding (LPIM) has some advantages over other methods of forming ceramic parts with complex shapes. Among the advantages are the lower costs in the production of small and medium lots and less wear of molds and equipment. In this work, the effect of an organic additive used in LPIM been studied, carnauba wax, on the rheology of the mixture (feedstock). The ceramic powder used was alumina with particle size of about 0.4 micrometers. With additions of 5wt% and 10wt% of carnauba wax in the organic vehicle, viscosity decreases significantly, being much more pronounced at 10%, while above this value (15%), the viscosity decrease, but this reduction is less pronounced. In contrast, in feedstock without carnauba wax (0%), the viscosity is so high that the injection almost impossible at low pressures.

Resumo em Português:

Para materiais frágeis, nos quais algumas propriedades podem ser representadas pela distribuição de Weibull, destaca-se a necessidade de que um método seja apresentado para a determinação de lotes mínimos. Um modelo foi construído a partir de um método já aplicado para distribuição normal, com o auxílio de ferramentas estatísticas, desenvolvida em metodologia quantitativa e exploratória. Realizada a coleta números verdadeiramente aleatórios, em distribuição normal, conforme coeficientes de variação pré-estabelecidos para quatro faixas de numéricas, simulando também uma dispersão aleatória. Estes números foram desdobrados em distribuições menores, simulando tamanho de lotes. Utilizou-se a metodologia de Cochran, com a adoção de critérios específicos para a distribuição de Weibull. Foram produzidas tabelas numéricas que relacionam os coeficientes de variação de Weibull, faixa numérica e parâmetros de Weibull para a determinação de lotes mínimos em função do número máximo de amostras.

Resumo em Inglês:

Regarding brittle materials, where some properties can be represented by Weibull distribution, the necessity of a new method of minimum sample be presented must be highlighted. Thus, a model has been built as baseline from a method already applied to normal distribution supported by statistical tools. Applying Cochran methodology, a new model was built, starting from numbers truly random, under normal distribution and using variation coefficients by four given numerical ranges faking the brittle materials randomly dispersion. Such numbers packs were deployed into new smaller distributions. Ensuring normal and distribution compliance. Adopting specific criteria, numerical tables are outcome, which encloses coefficient of variation, numerical ranges and Weibull parameters with minimum batch number as a function of the maximum number of batches.

Resumo em Português:

Materiais cerâmicos possuem interesse técnico e comercial devido ao seu desempenho químico, mecânico e térmico, cumprindo diversos requisitos de engenharia. O óxido de alumínio (alumina) é um dos principais representantes desta classe de materiais devido, por exemplo, a sua elevada tenacidade, dureza e densidade, podendo ser aplicado na produção de peças de alta tecnologia. Uma destas aplicações envolve o emprego como material de proteção contra o desgaste abrasivo e erosivo. As propriedades em relação ao desgaste de um material cerâmico podem ser melhoradas não só levando-se em conta as características do material utilizado, mas também se deve ao processo de fabricação que define a sua microestrutura final. Inúmeros trabalhos relacionados à influência da microestrutura em suas propriedades têm sido publicados. Assim, este trabalho tem como objetivo apresentar uma revisão sobre a influência da microestrutura na resistência ao desgaste erosivo de cerâmicas a base de alumina. Quatro fatores que interferem no desgaste erosivo da alumina foram identificados: i) efeito da utilização de dopantes sobre a difusividade no contorno de grão; ii) efeito da rota de fabricação; iii) influência dos mecanismos de sinterização; e iv) influência do tamanho de grão da alumina. Os resultados experimentais relacionados aos tópicos acima são descritos e permitem uma compreensão clara sobre o desgaste erosivo de aluminas.

Resumo em Inglês:

Ceramic materials are of technical and commercial interest due to their chemical, mechanical and thermal performance, leading ceramics to meet many engineering requirements. Alumina (aluminum oxide) is one of the primary representatives of this class of materials because of its high fracture toughness, hardness and density, which enable its use in the production of highly critical parts. One such application involves protection against abrasion and erosion wear. The wear properties of a ceramic can be improved not only by controlling its material characteristics but also by controlling the fabrication process, which defines the material's microstructure. Many studies of the effects of the microstructure on these properties have been published. The objective of this study was to review the effects of the microstructure on the erosive wear resistance of alumina-based ceramics. Four factors that control the erosive wear of alumina were identified: (i) the effects of dopants on the diffusivity of the grain boundaries, (ii) the fabrication route, (iii) the sintering mechanisms and (iv) the alumina grain size. The published experimental results related to these topics are described and provide a clear understanding of the erosive wear of alumina.

Resumo em Português:

A oxidação preferencial do CO (PROX) é o método mais adequado para a purificação de fluxos gasosos ricos em H2. Catalisadores de CuO/CeO2 têm sido desenvolvidos e apresentados na literatura como uma alternativa bastante promissora para a reação de oxidação preferencial do CO - PROX-CO. O objetivo deste trabalho é sintetizar catalisadores a base de CuO/CeO2 por meio do método de síntese Pechini, caracterizar e analisar as suas estruturas e avaliar a performance catalítica destes materiais aplicados na reação de PROX-CO. Foram desenvolvidas duas amostras de catalisadores a base CuO/CeO2, uma contendo 0,1 mol e outra contendo 0,5 mol de CuO. De acordo com os resultados, ambas as amostras sintetizadas mostraram-se aptas a serem utilizadas em processos de conversão de CO para CO2. No entanto, a amostra que continha 0,1 mol de CuO exibiu atividade catalítica mais expressiva do que a amostra que continha 0,5 mol da mesma espécie ativa.

Resumo em Inglês:

The preferential CO oxidation (PROX) is the most suitable for the purification of gas streams rich in H2 method. Catalysts CuO/CeO2 have been developed and presented in the literature as a promising alternative for the reaction preferential oxidation of CO - CO-PROX. The objective of this work is to synthesize catalysts based on CuO/CeO2 via Pechini synthesis method, characterize and analyze their structures and evaluate the catalytic performance of these materials used in CO-PROX reaction. Two samples of catalysts were developed based on CuO/CeO2, containing 0.1 mol and one containing 0.5 mole of CuO. Both synthesized samples proved suitable for use in processes of conversion of CO to CO2. However, the sample containing 0.1 mol CuO was catalytically more active than the sample containing 0.5 mol of the same active species.

Resumo em Português:

Este estudo objetivou avaliar o efeito da dopagem de európio na estrutura e na morfologia do espinélio ZnAl1,9Eu0,1O4 e seu desempenho como catalisador na transesterificação metílica do óleo de soja. Os pós do espinélio ZnAl1,9Eu0,1O4 foram sintetizados por meio da reação de combustão e caracterizados por difração de raios X (DRX), espectroscopia de absorção óptica na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), microscopia eletrônica de varredura e análise termogravimétrica. As reações de transesterificação foram conduzidas a 160 e 180 ºC, razão molar óleo/álcool 1:15, 2% de catalisador e tempo de reação 3 h. Os resultados das caracterizações por DRX e FTIR indicaram a fase espinélio do aluminato e duas bandas de absorção entre 450 e 700 cm-1, características da estrutura de espinélio. Os resultados das reações de transesterificação mostraram que a dopagem de ZnAl2O4 com 0,1 mol de európio favoreceu um aumento na conversão catalítica de 15,8% para 68,7%, indicando que os íons európio tornam o catalisador mais ativo. Aumentando a temperatura da reação de 120 para 180 ºC promoveu um aumento considerável na conversão catalítica de 18,4 para 68,7%, utilizando o catalisador dopado com európio. A conversão do catalisador reutilizado ZnAl1,9Eu0,1O4 mostrou uma redução em cerca de 31% quando foi utilizado pela terceira vez.

Resumo em Inglês:

This study aimed to evaluate the effect of Eu doping on the structure and morphology of the ZnAl1.9Eu0.1O4 spinel and its performance as catalyst in methyl transesterification of soybean oil. The catalyst materials were synthesized by the combustion reaction and characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy and thermogravimetric analysis. The transesterification reactions were conducted at 160 and 180 ºC, oil:alcohol molar ratio 1:15, 2% of catalyst and time reaction 3 h. The XRD and FTIR results indicate the presence of the aluminate spinel phase and two absorption bands between 450 and 700 cm-1, characteristic of the spinel structure. The results of transesterification reactions showed that doping ZnAl2O4 with 0.1 mol of europium promoted an increase in the catalytic conversion (15.8% to 68.7%), indicating that europium turns the catalyst more active. Increasing the reaction temperature from 120 to 180 ºC caused a considerable increase in the catalytic conversion of 18.4 to 68.7% using the catalyst doped with europium. The conversion of the reused catalyst ZnAl1.9Eu0.1O4 showed a reduction of 31% when used for the third time.

Resumo em Português:

Partículas de PbCrO4 and Pb2CrO5 foram sintetizadas pelo método do precursor polimérico. Propriedades estruturais e microestruturais das partículas forma caracterizadas por técnicas de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X e espectroscopia Raman. A técnica de refletância difusa foi empregada para o estudo das propriedades ópticas na faixa 400-700 nm. O bandgap óptico foi obtido indiretamente. As coordenadas colorimétricas L*, a*, b* foram calculadas para os pós de pigmento em função do tratamento térmico (400-700 ºC). Os pós apresentaram cores do verde ao vermelho. Os difratogramas de raios X mostraram a presença da fase PbCrO4 monoclínica nas amostras verdes, enquanto os pós vermelhos apresentaram a fase Pb2CrO5 monoclínica. Os espectros Raman dos pós de PbCrO4 e Pb2CrO5 estão em concordância com os reportados. Os compostos sintetizados podem ser usados como pigmentos verdes e vermelhos com alta estabilidade térmica.

Resumo em Inglês:

PbCrO4 and Pb2CrO5 particles were synthesized by the polymeric precursor method. Structural and microstructural properties of the particles were characterized by scanning electron microscopy with field emission gun, X-ray diffraction, and Raman spectroscopy techniques. The diffuse reflectance technique was employed to study the optical properties in the 400-700 nm range. The optical bandgap of the samples was obtained indirectly. Colorimetric coordinates L*, a*, b* were calculated for the pigment powders as a function of the heat treatment (400-700 ºC). The powders displayed colors ranging from green to red. X-ray diffraction patterns showed the presence of monoclinic PbCrO4 phase in green samples, while red powders had a monoclinic Pb2CrO5 phase structure. The Raman spectra of the PbCrO4 and Pb2CrO5 powders were in good agreement with those reported in the literature. The synthesized compounds can be used as green and red pigments with high thermal stability.

Resumo em Português:

Na produção de arroz é produzida uma grande quantidade de resíduo sólido, para o qual usos alternativos são raros ou não são aplicados comumente na indústria. A palha de arroz é um produto residual da colheita de arroz, que é gerado em quantidades igual ou maior que a do próprio arroz. A palha de arroz é frequentemente queimada ao céu aberto, sendo uma fonte significativa de poluição. Na busca de possíveis usos da palha de arroz, salientando que sua cinza é particularmente rica em sílica, metais alcalinos e de terra alcalina, e podem ser usados como fonte de álcalis e de sílica para a produção de cerâmicas triaxiais. Este trabalho de pesquisa propõe a produção de matéria prima cerâmica a partir da palha de arroz para seu uso na fabricação de materiais cerâmicos para a indústria da construção. Tendo como base a composição química e mineralógica da palha de arroz criada sob diferentes condições térmicas, a palha de arroz mais adequada para esta finalidade foi obtida tratando a 800 ºC durante 2 h. A palha de arroz resultante apresentou alto conteúdo de SiO2 (79,62%), óxidos alcalinos (K2O) (10,53%) e óxidos de terra alcalina (CaO) (2,80%). Conclui-se que a palha de arroz é uma matéria prima cerâmica alternativa que pode ser usada para substituir fluxing (principalmente feldspato) e materiais inertes (quartzo) que são usados na produção de cerâmicas triaxiais.

Resumo em Inglês:

In the production of rice a large amount of solid residue is produced, for which alternative utilizations are scarce or are not commonly applied in industry. Rice straw (RS) is a waste product of rice harvest that is generated in equal or greater quantities than the rice itself. RS is frequently burned in open air, which makes it a significant source of pollution. In the search for possible uses of RS, it should be noted that its ash (RSA) is particularly rich in silica, alkaline and alkaline earth metals and may be used as a source of alkalis and silica for the production of triaxial ceramics. The present research work proposes the production of a ceramic raw material from RS for its use in the fabrication of ceramic materials for the construction industry. Based on the chemical and mineralogical composition of RSA created under different thermal conditions, the most suitable RSA for this purpose was that obtained from treating RS at a temperature of 800 ºC for a time of 2 h. The resulting RSA presented high contents of SiO2 (79.62%), alkaline oxides (K2O) (10.53%) and alkaline earth oxides (CaO) (2.80%). It is concluded that RSA is a new alternative ceramic raw material that can be used as a replacement for the fluxing (mainly feldspar) and inert (quartz) materials that are used in the production of triaxial ceramics.

Resumo em Português:

As argilas estão entre as mais importantes matérias-primas devido as suas múltiplas funções industriais. No caso especial da indústria de cerâmica vermelha, as argilas têm ampla utilidade, sendo o principal produto para a fabricação de telhas e blocos cerâmicos, que podem ser incorporados com resíduos industriais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi estudar a influencia dos diferentes tipos de argilas na qualidade dos blocos cerâmicos de vedação, incorporados com lodo têxtil, por meio do processo de solidificação/estabilização. Avaliou-se a incorporação do lodo têxtil em 5 tipos de argilas, coletadas na região norte do Paraná, e realizou-se uma análise qualitativa dos blocos cerâmicos, com composição de 15% de resíduo têxtil, em função de suas características, estabelecidas nas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas. O resíduo utilizado foi proveniente de 12 indústrias têxteis de Maringá, PR. Inicialmente foi feita uma caracterização do lodo e das argilas. Os blocos cerâmicos foram fabricados em escala reduzida e submetidos a testes de resistência a compressão, lixiviação, solubilização e absorção de água, de acordo com as respectivas normas. Verificou-se nas condições estudadas que os blocos cerâmicos não apresentaram lixiviação nem solubilização. Portanto, o processo de solidificação/estabilização foi capaz de imobilizar de forma eficaz, os metais presentes no resíduo têxtil, mostrando-se como um promissor processo de minimização do impacto ambiental.

Resumo em Inglês:

Clays are among the most important raw materials due to their numerous industrial functions. In the special case of the red ceramic industry, the clays have wide utility, being the main product for the manufacture of ceramic tiles and blocks, which can be incorporated with industrial waste. This way, the aim of this work was to study the influence of the different types of clays on the quality of sealing ceramic blocks, with incorporated textile mud through the process of solidification/stabilization. It was evaluated the incorporation of textile mud in 5 types of clays which were collected in northern Paraná, Brazil, and a qualitative analysis of ceramic blocks with 15% of textile waste in its composition was performed, in terms of its characteristics, set in the standards of Brazilian Association of Technical Standards. The used residues were provided by 12 textile industries of Maringá, PR, Brazil. Firstly, the characterization of mud and clays was carried out. The ceramic blocks were manufactured in small scale and tested for resistance to compression, leaching, solubilization and water absorption, according to their standards methods. The blocks presented no leaching or solubilization under the studied conditions. Therefore, the manufacture of ceramic blocks has been able to effectively immobilize the metals present in textile waste, showing to be a promising process to minimize environmental impact.

Resumo em Português:

Este trabalho teve como objetivo sintetizar e caracterizar pós de alumina-boretos, por moagem reativa, visando a obtenção de compósitos de misturas de fases de alta dureza. Os experimentos envolveram reações de aluminotermia ativadas por moagem de alta energia, tendo como precursores WO3, TiO2 ou Ti, B2O3 ou B e Al. O alumínio metálico atua como agente redutor para obter misturas de alumina com boretos de titânio e de tungstênio. As reações obtidas foram do tipo auto-propagante, com tempos curtos de moagem até a ignição (2 a 15 min). O tempo de ignição das reações foi monitorado por infravermelho e os produtos das reações foram mantidos sob moagem para obter partículas nanométricas. Os pós obtidos foram caracterizados por difração de raios X e determinação da densidade real e prensados para obter corpos de prova em forma de discos após sinterização a 1700 °C sob alto vácuo. Esses foram caracterizados por densidade aparente, difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura. Os pós resultantes da moagem de alta energia mostraram completa transformação dos reagentes, formando pós com composições do sistema Al2O3 - (WB/W2B/WB2/W2B5) - TiB2. Dependendo da reação de síntese, os pós obtidos apresentaram diferentes comportamentos durante a sinterização: pós que densificaram até porosidade aparente próxima de zero e pós que não densificaram, resultando em porosidade aparente em torno de 30%.

Resumo em Inglês:

This study aimed to synthesize and characterize alumina-boride powders by reactive milling to obtain composite of mixtures of high hardness phases. The experiment involved aluminothermic reactions activated by high energy milling of WO3 , TiO2 , or Ti , B2O3 or B and aluminum powder, as precursors. Aluminum is the reducing agent to obtain a mixing of alumina with titanium and tungsten borides. The reactions were of the self - propagating type, with short milling times until the ignition (between 2-15 min). The ignition time of the reactions was monitored by infrared and the reaction products were kept under additional milling time to obtain nanometric particles. The powders were characterized by X-ray diffraction and measurement of density. Specimens pressed in form of discs and sintered at 1700 °C under high vacuum were characterized by apparent density, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The results showed complete conversion of the reactants forming multiphase powders of the system Al2O3 - (WB/W2B/WB2/W2B5) - TiB2. Depending on the synthesis reaction, the powder presented different behavior during sintering: powders that densify to approximately zero porosity and powders that do not densify, with final apparent porosity of about 30%.