Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25964
Título: Obtenção de uma vitrocerâmica a partir de resíduos da perfuração de poços de petróleo e do beneficiamento do caulim
Título(s) alternativo(s): Design and production of a glass ceramic from drill cuttings and kaolin waste
Autor(es): Spínola, Danielle Carvalho Silva
Palavras-chave: Resíduo da perfuração de poços de petróleo;Resíduo de caulim;Reuso;Vidro;Vitrocerâmica
Data do documento: 5-Mar-2018
Referência: SPÍNOLA, Danielle Carvalho Silva. Obtenção de uma vitrocerâmica a partir de resíduos da perfuração de poços de petróleo e do beneficiamento do caulim. 2018. 81f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Resumo: A produção de resíduos em várias indústrias tem sido uma preocupação recorrente nos últimos anos. Com o aumento da conscientização ambiental, várias recomendações sobre gerenciamento de resíduos vêm sendo elaboradas para proteger meio ambiente e sociedade, sendo a principal delas a minimização da sua produção. Quando impraticável, a próxima ação sugerida é o reuso ou reciclagem. Na indústria do petróleo, a perfuração de poços gera grandes volumes de resíduos que são depositados em aterros por não terem uso específico. A indústria da extração mineral, da mesma forma, gera grandes quantidades de resíduos na preparação do produto para comercialização: cerca de 70% do volume extraído. Diversos autores estudaram a incorporação desses restos no desenvolvimento de novos produtos, principalmente cerâmicos, devido à heterogeneidade da sua composição. Este trabalho, então, tem o objetivo de desenvolver uma vitrocerâmica a partir de resíduos da perfuração de poços de petróleo provenientes da bacia potiguar, e rejeitos do beneficiamento do Caulim do município de Equador/RN. Por ser uma proposta inovadora, as amostras de resíduos foram caracterizadas a fim de obter-se a melhor formulação baseada em uma composição SiO2- Al2O3-CaO-Na2O-K2O-MgO. A mistura de 10g de cascalho da perfuração de poços de petróleo, 5g de resíduo de caulim e 2,5g de Na2O foi então fundida a 1500ºC por 1h, obtendo um vidro precursor depois submetido a análises de FRX, TG-DSC e DIL para embasar a produção da vitrocerâmica. Uma análise de DRX com aquecimento também foi realizada a fim de estudar a densificação e cristalização do material. Como etapa subsequente foi produzida uma pastilha a partir da compactação do vidro em forma de pó, que também foi depositado sobre um metal para testar a interação entre seu coeficiente de expansão térmica e o da vitrocerâmica formada com o intuito de conferir a viabilidade de uso em células a combustível de óxido sólido. Ambas as amostras foram sinterizadas a 850º C por 30 minutos. Embora inviável a aplicação proposta, devido a divergência do coeficiente de expansão térmica (CTE) dos materiais envolvidos, a estrutura da vitrocerâmica obtida foi analisada por MEV e EDS, comprovando a formação de uma estrutura semicristalina com fase amorfa.
Abstract: The production of wastes in many industries has been a major concern for years. Recently, with the increase of environmental awareness, many guidelines have been developed around the countries to protect the world and society. The first tier on a hierarchy of waste management is minimizing its production, followed by reuse or recycle. In the oil industry, drilling activities generates a considerable amount of wastes. The mining industry also produces a large amount of wastes considering the whole production line: from the extraction to final product the loss of raw material is about 70%. Several authors have studied new products development incorporating these wastes, especially ceramic materials due to the heterogeneity of their composition. Therefore, this study aims to develop a glass ceramic from drill cuttings of oil wells from Potiguar basin and tailings from kaolin processing in the city of Equador/RN. As an innovative proposal, the residue samples were collected and their samples characterized to obtain the best formulation based on a composition SiO2- Al2O3-CaONa2O-K2O-MgO. The mixture of 10g of drill cuttings, 5g of kaolin waste and 2.5g of Na2O was melted at 1500 °C for 1h, generating a precursor glass then characterized by X-ray fluorescence (XRF), thermogravimetry and thermal expansion analysis to support the production of the glass ceramic. It was also made an X-ray diffraction (XRD) following the temperature increasing gradually to study the densification and crystallization of the material. As a subsequent step the glass powder was compacted (forming a pellet) and also deposited on a metal to test the interaction between its coefficients of thermal expansion and to check the viability of using the glass ceramic formed in solid oxide fuel cells (SOFC’s). Both samples were sintered at 850 °C for 30 minutes. Although the proposed application was not feasible due to the divergence between the metal and glass coefficients of thermal expansion (CTE), the glass ceramic structure, analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and dispersive energy spectroscopy (DES), proved the formation of a semi crystalline structure with amorphous phase.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25964
Aparece nas coleções:PPGEM - Mestrado em Engenharia Mecânica

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Obtençãovitrocerâmicaresíduos_Spínola_2018.pdf3.1 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.