Cimento Aluminoso
Fonte: http://www.abceram.org.br
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Os cimentos aluminosos são ligantes hidráulicos, cujo componente principal é o aluminato de cálcio. Estes cimentos são fabricados a partir de misturas de calcários com bauxitos ou com alumina, de forma a se obter cimentos com teores de óxido de alumínio na faixa de 40% a 80%.
Estes produtos podem ser obtidos por dois processos, fusão ou sinterização:
• no processo de fusão as matérias-primas são moídas, dosadas e levadas ao forno para fusão. O material fundido é descarregado em lingoteiras e resfriado.
• no processo de sinterização as matérias-primas são secas, dosadas e moídas em moinho de bolas até uma granulometria próxima ao do cimento. Em seguida este pó é pelotizado, (Tratamento a que se submete um minério visando a aglomerar suas partículas a fim de propiciar maior facilidade em operações metalúrgicas subsequentes.) calcinado em fornos rotativos e resfriado, obtendo-se o clinquer.
O clinquer de ambos os processos é britado e moído até a granulometria desejada, obtendo-se dessa forma o cimento.
Aplicações: Os cimentos aluminosos são semelhantes aos cimentos Portland usados na construção civil, em cuja composição predomina o silicato de cálcio. No entanto, para suportar as condições a que são submetidas as construções refratárias nos processos industriais somente os cimentos aluminosos são adequados. Estes são sempre utilizados em mistura com agregados refratários para obtenção dos concretos.
Mulita – Zircônia
É uma matéria-prima obtida artificialmente a partir de uma mistura de alumina (Al2O3) e Zirconita (ZrO2.SiO2). Dois são os processos empregados para a sua obtenção: o de sinterização e o de fusão, sendo este o mais usual.
Aplicações: Fabricação de produtos refratários para a indústria vidreira e para a indústria siderúrgica (válvula gaveta e na produção de alguns aços especiais).
Espinélio
O termo espinélio é utilizado para designar uma série de minerais de estrutura cúbica e de fórmula RO.R2O3. Como exemplos podem ser citados a cromita (FeO.Cr2O3), picrocromita (MgO.Cr2O3), espinélio (MgO.Al2O3), magnésioferrita (MgO.Fe2O3), magnetita (FeO.Fe2O3), etc. Entre estes, o espinélio MgO.Al2O3 constitui-se uma excelente matéria-prima para a fabricação de materiais refratários. Para este fim, ela é obtida sintéticamente por sinterização ou por fusão. Para a fabricação, são utilizadas como fonte de óxido de alumínio a alumina calcinada e bauxito e como fonte de óxido de magnésio a magnesita natural e as magnésias cáusticas ou queimadas a morte.
No processo de sinterização a mistura das matérias-primas, na forma de tortas ou briquetes, (Massa ou tijolo composto de carvão em pó e de um aglutinante (piche, breu, alcatrão), us. como combustível.) é calcinada em temperaturas superiores a 1700 °C. Em seguida é moída e classificada granulometricamente.
No processo de fusão a mistura é fundida em fornos elétricos a arco em temperaturas superiores a 2400 °C. A massa fundida é resfriada, moída e classificada granulometricamente.
A composição teórica do espinélio MgO.Al2O3 corresponde a 28,3% de MgO e 71,7% de Al2O3. No entanto em função da aplicação são produzidos materiais enriquecidos com Al2O3 ou MgO.
Aplicações: Os espinélios mais ricos em óxido de magnésio são empregados, principalmente para a produção de refratários para fornos de cimento e aqueles mais aluminosos para materiais refratários destinados a siderurgia.
Sílica Ativa
Sílica ativa é um produto resultante do processo de fabricação de ferro-silício ou de silício metálico.
Para obtenção destes utilizam-se como matérias-primas o quartzo (SiO2) e fontes de carbono. No caso do ferro-silício entra também minério de ferro como fonte de ferro. Durante o processo, que é realizado em forno elétrico à temperaturas elevadas, a sílica é reduzida e o carbono liberado na forma de CO2. No entanto, durante o processo ocorrem reações intermediárias em que parte do silício é liberado na forma de gás SiO e parte do carbono em CO. Ao resfriar o SiO se oxida, transforma-se em sílica e precipita. Para evitar a poluição este material é captado através de filtros. Graças as suas características, a sílica ativa tem aplicações na produção de concretos e argamassas, tanto para a construção civil como para construções de revestimentos refratários.
Para a produção de refratários utiliza-se preferencialmente a sílica ativa proveniente do processo de produção de silício metálico.
Aplicações:
•concretos refratários convencionais
•concretos refratários de baixo teor de cimento
•concretos refratários de ultra baixo teor de cimento
•concreto de fluência livre
Magnésia
É uma importante matéria-prima para a indústria de refratários, sendo usada na forma de sinter e de grãos eletrofundidos. As principais fontes para obtenção destes materiais é a magnesita natural (MgCO3) e o óxido de magnésio obtido de água do mar ou salmoura pela precipitação do hidróxido de magnésio. Estas matérias-primas para serem empregadas na fabricação de refratários, necessitam sofrer um tratamento térmico em elevadas temperaturas para minimizar o problema de hidratação do óxido de magnésio e melhorar outras características.
Quando se aquece a magnesita, a aproximadamente 700 °C, ela se decompõe com desprendimento de CO2, obtendo-se a magnésia cáustica (MgO). Esta magnésia se hidrata e se carbonata facilmente. Aquecida em temperaturas mais elevadas ela apresenta uma grande contração e sua reatividade à água e ao dióxido de carbono diminuem. A partir de 1.450° e mesmo antes, formam-se pequenos cristais submicroscópicos de magnésia cristalina, denominados de periclásio. Quanto mais elevada for a temperatura, maiores serão os cristais e, como conseqüência, maior será a resistência à hidratação. A essa magnésia dá-se o nome de magnésia calcinada a morte, cujo cristal deve apresentar um diâmetro superior a 30 mm.
No caso do hidróxido de magnésio o mesmo ocorre, apenas diferindo a temperatura de decomposição.
O tratamento térmico é feito em temperaturas superiores a 1.700 °C, em fornos rotativos ou verticais, por processo de monoqueima ou de dupla queima. Este é empregado para matérias-primas mais puras, que são calcinadas primeiramente em forno de 900 °C, em seguida briquetadas em temperatura da ordem de 2.000 °C ou mais.
A produção de grãos eletrofundidos é feita em fornos elétricos a arco a partir do sinter.
Aplicações: A magnésia na forma de sinter e grãos eletrofundidos constitui-se, também, numa importante matéria-prima para obtenção de outros materiais sintéticos, como sinter e grãos eletrofundidos de espinélia, sinter e grãos eletrofundidos de magnésia-cromita e outros.
Os produtos a base de magnésia, em suas várias formas e composições, têm inúmeras aplicações e em diversos setores, tais como siderurgia, cobre, cal, cimento e vidro.
Mulita Sintética
A mulita é um silicato de alumínio (3Al2O3.2SiO2), correspondendo a 71,8% de Al2O3 e 28,2% de SiO2. Ela existe na natureza apenas como uma raridade mineralógica (ilha de Mull, daí o nome); sendo obtida artificialmente por fusão ou pela reação no estado sólido (sinterização):
- Por fusão são fabricados dois tipos:
• a mulita escura obtida por processo semelhante ao do óxido de alumínio eletrofundido marrom, utilizando como matérias primas o bauxito e o quartzo ou bauxito e a argila.
• a mulita branca obtida por processo semelhante ao óxido de alumínio eletrofundido branco, utilizando como matérias primas alumina calcinada e quartzo.
- Por sinterização ou reação no estado sólido podem ser obtidas matérias-primas essencialmente mulíticas a partir de diferentes misturas constituídas predominantemente de silicatos de alumínio; (argilas cauliníticas, cianita, andalusita e silimanita) e alumina calcinada. Isto porque, estes silicatos de alumínio em temperaturas elevadas formam mulita com liberação de sílica, que irá reagir com a alumina calcinada formando mulita.
Aplicações:
•fornos de redução de ferro-ligas
•fornos de fusão de cobre
•fornos de vidro
•regeneradores de indústrias siderúrgicas
•cuba e rampa de altos fornos
•confecção de moldes para microfusão
•vagonetas de fornos cerâmicos
•mobílias de fornos cerâmicos
•tubos (rolos) para fornos a rolo.
Óxido de Zinco
Existem alguns processos para obtenção do Óxido de Zinco, entre os quais o que é obtido através da volatilização do Zinco metálico.
O metal Zinco (99,995% mim.) provém de sucessivos processos de beneficiamento de seus minérios (Ex: esfalerita (ZnS), smithsonita (ZnCO3), calamina (2ZnO.SiO.Si2.H2O) e willenita (2ZnO.SiO3) e hidrometalurgia (ustulação, (Procedimento em que se aquece um composto numa corrente de ar ou de oxigênio, com o objetivo de decompô-lo oxidando alguns dos seus elementos. ) purificação e eletrólise).
Em síntese o processo consiste na redução do Zn metálico que ocorre a altas temperaturas através da reação com o oxigênio presente na atmosfera. Este é captado por um sistema de exaustão e purificado por filtros especiais, homogeneizado e embalado.
O óxido de zinco assim obtido pode atingir a pureza da ordem de 99,9%.
Aplicações:
• em composições de esmaltes (vidrados) e pigmentos cerâmicos
• fabricação de varistores, empregados como componentes de pára-raios.
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