A Caracterização de Cinza de Casca de Arroz

Caracterização de Cinza de Casca de Arroz

 

 

O artigo intitulado Caracterização de Cinza de Casca de Arroz para o uso como Matéria-Prima na Fabricação de Refratários de Sílica de Viviana Possamai Della, Ingebog Kühn e Dachmir Hotza da Universidade Federal de Santa Catarina, publicado na Química Nova em 2001 tem por objetivo caracterizar a casca de arroz, que representa cerca de 23% do peso do arroz com o intuito de utilizá-la na indústria de refratários.

Considerando o arroz total colhido no Brasil, obtém-se 443.591 toneladas de resíduos, que devido a alta dureza, fibrosidade e natureza abrasiva, gera produtos de baixa propriedade nutritiva, boa resistência ao desgaste e muita cinza.Esta cinza é utilizada na estabilização de solos e aterros sanitários e devido ao elevado teor de óxido de silício (teores superiores a 90%) também pode ser utilizada na fabricação de vidros, isolantes térmicos, tijolos prensados, materiais refratários e cimento Portland e agregado em argamassa e concreto. Os refratários a base de sílica possuem ótimas propriedades, alta resistência mecânica em temperaturas elevadas e é ótima para aplicação de abóbadas de fornos de grande porte.

Neste trabalho foram realizados ensaios de Análise Térmica Diferencial (ATD) e Termogravimétrica (TG) utilizando o equipamento de análise térmica simultânea Netzsch ST409, na temperatura de 1400ºC a uma taxa de aquecimento de 10ºC/min; análise de difração de raios-X (DRX) no difratômetro XPERT da Phillips, com tubo de cobre; foram analisados valor de área superficial da cinza, distribuição granulométrica, umidade residual, teor de carbono, teor de materiais voláteis, densidade picnométrica, caracterização microestrutural, composição química qualitativa e fusibilidade. Nestas análises químicas, revelou-se um percentual de SiO2 de 96,65%, tendo ocmo principais impurezas, em quantidades inferiores a 1%, K2O, CaO, Al2O3 e P2O5. Dentre os óxidos detectados, K2O, CaO e P2O5, são considerados fundentes e formadores de fase vítrea, uma vez que tendem a abaixar o ponto de fusão e por isso são indesejáveis em materiais refratários.

A partir das análises térmica diferencial e termogravimétrica constatou-se que entre 50°C e 600°C na curva da análise termogravimétrica (TG), tem-se uma perda de massa de 22,5% decorrente da eliminação da água adsorvida sobre as partículas de cinza, água de constituição, combustão de carbono e liberação de substâncias voláteis presentes. Entre 50ºC e 200ºC ocorreu uma perda de massa em torno de 2% devido basicamente à eliminação de água adsorvida superficialmente. Nesta mesma faixa de temperatura, observa-se um pico endotérmico aproximadamente por volta de 100ºC na curva de análise térmica diferencial (ATD), também devido à perda de água adsorvida, etapa que se completa por volta dos 200ºC. Entre 300ºC e 600ºC, observa-se a maior perda de massa, em torno de 20,5% devido à eliminação de água de constituição, materiais voláteis e combustão de carbono. Em 480ºC evidencia-se um pico exotérmico na curva de ATD característico da combustão do carbono, o qual permanece na cinza após a queima da casca, a eliminação da água de constituição e materiais voláteis, que coincide com a curva de TG nesta faixa de temperatura. Não foi evidenciada a presença de nenhum pico característico de formação de fase antes de 1000°C. A 1100°C, observou-se um pequeno pico exotérmico referente a máxima cristalização da fase cristobalita.

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