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Title: Desenvolvimento de membrana nas cerâmicas tubulares obtidas a partir de um resíduo da produção de alumina.
Other Titles: Development of membrane in tubular ceramics obtained from a residue of alumina production.
Développement d'une membrane en céramique tubulaire obtenue à partir d'un résidu de production d'alumine.
Desarrollo de membrana en las cerámicas tubulares obtenidas a partir de un residuo de la producción de alúmina.
由氧化铝生产残渣获得的管状陶瓷膜的开发。
???metadata.dc.creator???: GUIMARÃES, Iliana de Oliveira.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: LIRA, Hélio de Lucena.
???metadata.dc.contributor.referee1???: MENEZES, Romualdo Rodrigues.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SANTANA, Lisiane Navarro de Lima.
???metadata.dc.contributor.referee3???: OLIVEIRA, Djane de Fátima.
???metadata.dc.contributor.referee4???: CAVALCANTI, Wilma Sales.
Keywords: Membranas cerâmicas tubulares;Membranas cerámicas tubulares;Membranes tubulaires en céramique;陶瓷管状膜;Ceramic tubular membranes;Resíduo de Alumina;Alumina residue;Résidu d'alumine;ESP dust;Processo Bayer;Pó de alumina;Microfiltração;Ultrafiltração;Nanofiltração;Microfiltration;Nanofiltration;ultrafiltration;Bentonite clay;Argila Bentonítica
Issue Date: 29-Aug-2014
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: GUIMARÃES, Iliana de Oliveira. Desenvolvimento de membranas cerâmicas tubulares obtidas a partir de um resíduo da produção de alumina. 2014. 99f. (Tese de Doutorado), Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de Campina Grande - Paraíba - Brasil, 2014. Disponível em: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/344
???metadata.dc.description.resumo???: O processo Bayer, utilizado para a obtenção de alumina, usa bauxita como matériaprima. Este processo abrange quatro estágios: digestão, clarificação, precipitação e calcinação. O resíduo gerado na etapa de calcinação é um produto com pequeno tamanho de partícula, conhecido como ESP dust. Esta pesquisa teve como objetivo desenvolver membranas cerâmicas tubulares utilizando em sua composição o ESP dust, um pó de alumina do precipitador eletrostático, e uma argila bentonítica. Inicialmente, foi realizada a caracterização dos precursores. Foram analisadas duas amostras do resíduo, uma do resíduo bruto e outra do resíduo calcinado a 1200°C. Essas amostras apresentaram um alto teor de alumina nas suas composições químicas. As fases gibbsita e α-alumina foram identificadas no resíduo bruto e, após sua calcinação, a gibbsita foi totalmente transformada em α-alumina. Observou-se que não houve alterações significativas no tamanho e morfologia das partículas após a calcinação, mas durante este processo, as partículas tornaram-se porosas, provavelmente devido às mudanças de fase cristalina da alumina e a saída de água dos cristais. Dentre vinte formulações diferentes testadas para produzir membranas cerâmicas, quatro composições apresentaram os melhores resultados com relação ao processamento por extrusão: duas composições com o resíduo bruto e duas com o resíduo calcinado. Neste trabalho, as membranas tubulares compostas pelo resíduo de alumina e pela argila bentonítica foram produzidas por extrusão e foram sinterizadas a 900, 1000 e 1100°C. Foi observado que as membranas produzidas apresentaram superfícies com poros distribuídos. A porosidade aparente variou entre 47,70% (composição com 60% de resíduo calcinado e 40% de argila bentonítica sinterizada a 1000°C) e 58,40% (composição com 70% de resíduo bruto e 30% de argila bentonítica sinterizada a 1000°C). Foram realizados ensaios de fluxo tangencial com água deionizada em pressões de 1,0; 1,5 e 2,0 Bar. O maior fluxo permeado (909,24L/h.m2) foi observado para as membranas feitas da composição contendo 70% de resíduo bruto e 30% de argila bentonítica sinterizadas a 1100°C, aplicando pressão de 1 Bar.
Abstract: The Bayer process uses bauxite as raw material to obtain alumina. This process includes four stages: digestion, clarification, precipitation and calcination. The waste generated during the calcination step is a product with small particle size, known as ESP dust. This research aimed to develop tubular ceramic membranes using in its composition the ESP dust, an alumina powder from electrostatic precipitator, and a bentonite clay. Initially, the characterization of the precursors was performed. Two samples were studied, one from crude residue and other from calcined residue at 1200°C. These samples showed a high content of alumina in chemical compositions. The gibbsite and α-alumina phases were identified in crude residue and after calcination gibbsite was completely transformed into α-alumina. Were observed no significant changes in particles size and morphology after calcination, but during this process, the particles become porous, probable due changes in crystalline phase of alumina and the water outlet of crystals. Among twenty different formulations tested to produce ceramic membranes, four compositions showed better results with regard to the extrusion processing: two compositions with crude residue and two with calcined residue. In this paper, tubular membranes produced from alumina residue and bentonite clay were sintered at 900, 1000 and 1100°C. It was observed that the produced membranes had surfaces with distributed pores. The apparent porosity was between 47.70% (composition with 60% of calcined residue and 40% of bentonite clay sintered at 1000°C) and 58.40% (composition with 70% of crude residue and 30% of bentonite clay sintered at 1000°C). Tangential flow tests were performed with deionized water at pressures of 1.0; 1.5 and 2.0 Bar. Higher permeate flow rate (909,24L/h.m2) was observed for membranes made of a composition containing crude residue (70%) and bentonite clay (30%) sintered at 1100°C, applying pressure of 1 bar.
Keywords: Membranas cerâmicas tubulares
Membranas cerámicas tubulares
Membranes tubulaires en céramique
陶瓷管状膜
Ceramic tubular membranes
Resíduo de Alumina
Alumina residue
Résidu d'alumine
ESP dust
Processo Bayer
Pó de alumina
Microfiltração
Ultrafiltração
Nanofiltração
Microfiltration
Nanofiltration
ultrafiltration
Bentonite clay
Argila Bentonítica
???metadata.dc.subject.cnpq???: Ciência e engenharia de Materiais.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/344
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