Influência do estado de hidratação da bentonite na reologia de suspensões de vidrados de chumbo

Abstract

Este trabalho foi desenvolvido no decorrer do estágio curricular na CERAMIC, unidade industrial inserida no grupo Aleluia Cerâmicas, S.A., produtora de pavimentos e revestimentos. Pelo acompanhamento dos processos de preparação e de aplicação dos vidrados de chumbo, verificou-se que estes se diferenciavam dos restantes na preparação e no comportamento quando em circulação em linha. Na sua preparação é adicionada bentonite e, durante a aplicação, a cortina formada pela campânula é irregular, o que evidencia falta de estabilidade da suspensão. Assim, o estágio curricular teve como objetivos integrar o estagiário num ambiente industrial e diagnosticar o problema da instabilidade da suspensão de vidrados de chumbo durante a aplicação por campânula. A bentonite utilizada industrialmente foi caracterizada em termos de granulometria (COULTER), de área superficial específica (BET) e de morfologia de partícula (microscopia eletrónica de varrimento, SEM). Foi utilizado um viscosímetro de Brookfield no estudo do comportamento reológico de três tipos de amostras: uma suspensão aquosa de bentonite, uma suspensão aquosa de vidrado e bentonite e uma suspensão aquosa de vidrado e caulino. Através destes ensaios concluiu-se que o processo de hidratação da bentonite (inchamento) afeta a reologia da amostra, sendo a razão do comportamento instável. Pelos ensaios viscosimétricos estudou-se o efeito de uma agitação intermédia na promoção do processo de hidratação da bentonite e na correspondente aceleração de estabilização do sistema. Estudou-se também o seu efeito no comportamento da suspensão de vidrado de chumbo com 0,45% de bentonite quando aplicada por campânula na linha de produção. Tendo-se concluído com este trabalho que a instabilidade da cortina de vidrado se deve ao inchamento das partículas de bentonite, a aplicação em linha de uma agitação intermédia, com o intuito de promover o processo de hidratação, não foi, no entanto, suficiente para garantir a estabilização do sistema.

This report describes the work carried out during the curricular internship at CERAMIC, a firm of the Aleluia Cerâmicas, S.A. group, producer of ceramic floor and wall tiles. By observing the preparation and application processes of the lead glazes, differences were found relative to those of lead-free glazes. In the preparation, bentonite is added only to lead glazes and, while circulating on the production line, during bell-waterfall glazing, the glaze curtain is ragged, which suggests lack of suspension stability. Thus, this internship had the purpose of familiarising the intern with the industrial environment and of diagnosing the problem underlying the suspension instability of lead glazes during bell-waterfall glazing. The bentonite used industrially was characterized in terms of granulometry (COULTER), specific surface area (BET) and particle morphology (scanning electron microscopy, SEM). A Brookfield viscometer was used in the study of the rheologic behaviour of three types of samples: an aqueous bentonite suspension, an aqueous lead glaze and bentonite suspension and an aqueous lead glaze and kaolin suspension. These analyses showed that the bentonite hydration process (swelling) affects the sample’s rheology, this being the reason for the observed unstable behaviour. The viscosity analysis was used to study the effect of an intermediate stirring step on the promotion of the bentonite hydration process and the acceleration of the corresponding stabilization process. Its effect on the behaviour of a lead glaze suspension with 0.45 wt% bentonite was also studied during bell-waterfall glazing in the production line. Although this work showed that the instability observed during bell-waterfall glazing is due to the swelling of bentonite particles, the introduction of an intermediate stirring step in the application line, to promote the particle hydration process, was not enough to achieve the system stabilization.