Elaboración de nuevos materiales cerámicos utilizando residuos de la producción de fibra de vidrio

espanolDurante la obtencion de ciertas fibras de vidrio se generan dos subproductos o residuos principalmente: Lodo de arcilla montmorillonitica capaz de adsorber el 50 % de materia organica y un vidrio silicato aluminico con temperatura de reblandecimiento relativamente alta (> 600 oC). Con el fin de elaborar nuevos materiales ceramicos, tanto porosos como densos, se han utilizado estos dos residuos y unas arcillas procedente de unos depositos mineros de Apriki (Letonia) cuyo contenido en la fraccion illitica es >80 %. Todas las estas materias primas se han estudiado por analisis termico diferencial (ATD) y analisis por difraccion de rayos X (DRX). Se prepararon diferentes mezclas de los tres componentes con 15-35 % en peso del lodo, 20% en peso del vidrio y 45–65 % en peso de las arcillas y despues de prensarlas fueron tratadas termicamente para su sinterizacion en un rango de temperaturas entre 1080 y 1120oC y con diferentes condiciones. Los materiales obtenidos a temperaturas entre 1090-1100oC y con las mejores propiedades (porosidad 38-52 %, absorcion de agua 39 – 47 % y densidad 1,35 – 1,67 g/cm3, fueron los seleccionados para produccion de ceramica porosa y los materiales con porosidad 0,35 – 1,1 %, absorcion de agua 0,7 – 2,6 % y densidad 2,1 – 2,3 g/cm3, para materiales ceramicos densos. Los resultados obtenidos indican que la incorporacion de hasta un 25 % en peso del lodo es beneficiosa para la produccion de ambos tipos de materiales ceramicos como lo demuestran las propiedades tecnologicas conseguidas. La microestructura de los materiales elaborados fue estudiada por microscopia electronicade barrido (SEM). Mediante analisis por difraccion de X-rayos (DRX) se pudieron detectar en los materiales porosos las fases cristalinas: cuarzo, diopsido y anortita. EnglishTwo main by-products or waste from the production of glass fibre are following: sewage sludge containing montmorillonite clay as sorbent material and ca 50 % of organic matter as well as waste glass from aluminiumborosilicate glass fibre with relatively high softening temperature (> 600 oC). In order to elaborate different new ceramic products (porous or dense composites) the mentioned by-products and illitic clay from two different layers of Apriki deposit (Latvia) with illite content in clay fraction up to 80-90 % was used as a matrix. The raw materials were investigated by differential-thermal (DTA) and XRD analysis. Ternary compositions were prepared from mixtures of 15 – 35 wt % of sludge, 20 wt % of waste glass and 45 – 65 wt % of clay and the pressed green bodies were thermally treated in sintering temperature range from 1080 to 1120 oC in different treatment conditions. Materials produced in temperature range 1090 – 1100 oC with the most optimal properties - porosity 38 - 52 %, water absorption 39 – 47 % and bulk density 1.35 – 1.67 g/cm3 were selected for production of porous ceramics and materials showing porosity 0.35 – 1.1 %, water absorption 0.7 – 2.6 % and bulk density 2.1 – 2.3 g/cm3 - for dense ceramic composites. Obtained results indicated that incorporation up to 25 wt % of sewage sludge is beneficial for production of both ceramic products and glass-ceramic composites according to the technological properties. Structural analysis of elaborated composite materials was performed by scanning electron microscopy(SEM). By X-ray diffraction analysis (XRD) the quartz, diopside and anorthite crystalline phases were detected.