Preparação de membranas tubulares porosas empregando caulim e alumina como principais matérias-primas. - LIMA, Lizandra Karolyn Silva. (2019)
Membranas cerâmicas apresentam propriedades que proporcionam alto desempenho em processos de filtração, no entanto, o custo de produção ainda é alto. Buscando atender uma demanda atual, este estudo teve como objetivo desenvolver massas cerâmicas, contendo como principais componentes caulim e alumina, empregadas na produção de cerâmicas porosas, visando a sua aplicação como membranas tubulares. Inicialmente, as matérias-primas foram submetidas às seguintes caracterizações: química, granulométrica e mineralógica. A alumina, antes de ser adicionada ao caulim, foi submetida ao processo de moagem e, em seguida, foram preparadas três composições. A quantidade dos componentes foi estabelecida considerando a estequiometria da mulita. As composições formuladas foram homogeneizadas e submetidas a tratamento térmico entre 1150 e 1250oC, para definir-se os parâmetros de sinterização a serem utilizados após a etapa de conformação. O processo de extrusão foi utilizado para preparar as membranas, para tanto, foi necessário determinar as características de plasticidade das massas cerâmicas. Carboximetilcelulose de sódio foi adicionado como aditivo para melhorar a plasticidade da massa para extrusão, atuar como agente formador de poros e auxiliar no processo de formação de fases importantes como a mulita. Após a conformação foram realizados tratamentos térmicos: secagem à 110oC e queima nas temperaturas de 1100, 1200, 1300, 1400 e 1500oC; com tempo de permanência na temperatura máxima de 60 minutos. Posteriormente, foram analisadas as propriedades microestruturais, físicas, mecânicas e de fluxo das membranas. A sinterização das membranas promoveu formação da fase cristalina almejada, a mulita. As membranas com maior quantidade de aditivo apresentaram maior capacidade de fluxo obtendo os valores de 178,9, 98,5, 44,5 e 1276,8 L/hm2 nas temperaturas de 1100, 1200, 1300 e 1500oC, respectivamente. Além disso, elas também exibiram maior módulo de resistência à flexão (16,6, 43,2, 68,7, 74,4 e 84,0 MPa) para todas as temperaturas analisadas. Estes resultados podem ser atribuídos à contribuição do CMC que favoreceu a formação de fase mulita e também diminuiu a presença de defeitos na estrutura das membranas.