Abstract Mullite, an intermediate phase of the binary alumina-silica system, is one of the most important phases of ceramic products containing alumina and silica in the initial composition. Its stoichiometry ranges from 3Al2O3.2SiO2 (3:2) to 2Al2O3.SiO2 (2:1) and its crystalline structure is orthorhombic, characterized by the presence of octahedral chains of AlO6 interconnected by tetrahedral chains of aluminum-oxygen and/or silicon-oxygen (AlO4/SiO4). Properties such as high chemical and thermal stability, low thermal expansion and conductivity, and good mechanical strength enable a wide range of applications. Due to the relevance of this material, it is important for the scientific community to understand its microstructural characteristics, properties, methods of synthesis, and various applications. Therefore, this article aimed to make a comprehensive review on the mullite to gather and present to the reader a series of relevant information that makes it possible to deepen the knowledge about mullite.

Abstract In order to reduce the impacts of the industrial effluent on the environment, silicon carbide hollow fiber membranes were prepared by the precipitation-immersion technique and sintered at 1450 and 1500 °C. The membranes were characterized by X-ray diffraction, their surface structure was characterized by scanning electron microscopy and atomic force microscopy, pore size distribution and porosity, mechanical properties, and flow measurements with distilled water and effluent generated by the indigo blue industry. The sintered membranes presented crystalline phases of silicon carbide and aluminum oxide. The tubes presented defect-free microstructure and uniform porous surface, with porosity above 50%. The silicon carbide membrane presented significant reductions of the solutes and colloidal particle contents in the effluent. The membranes sintered at 1500 °C proved to be more efficient for reductions of the turbidity and color of the effluent. Silicon carbide hollow fiber membrane is an interesting alternative for the treatment of effluents from the textile industry.

Resumo Os materiais nanoestruturados à base de dióxido de titânio (TiO2) têm demonstrado grande potencial para uso em implantes graças às suas excelentes propriedades físico-químicas, como alta área superficial específica, capacidade de provocar resposta celular positiva e estabilidade nos fluidos corporais. No entanto, existem poucos estudos na literatura que se concentram no uso de TiO2 nanoestruturado para fins de suporte ao crescimento celular e regeneração óssea. O objetivo desta pesquisa é revisar o estado da arte do TiO2 para uso em implantes ósseos, além de fornecer informações sobre suas características e métodos de síntese. São descritos estudos das propriedades biológicas do TiO2 nanoestruturado, estabelecendo seu potencial para o campo biomédico.

Abstract Titanium dioxide (TiO2) based nanostructured materials have shown great potential for use in implants thanks to their excellent physicochemical properties, such as high specific surface area, ability to elicit positive cell response, and stability in body fluids. However, there are few studies in the literature that focus on the use of nanostructured TiO2 to support cell growth and bone regeneration. The purpose of this survey is to review the state of the art of TiO2 for use in bone implants, as well as provide insight into its characteristics and synthesis methods. Studies of the biological properties of nanostructured TiO2 are described, establishing its potential for the biomedical field.

Resumo O objetivo foi estudar formulações contendo aluminossilicatos e alumina visando obter composições com propriedades adequadas para fabricação de componentes cerâmicos dielétricos. Inicialmente os precursores foram submetidos à caracterização química, mineralógica e granulométrica. As formulações foram definidas e os corpos de prova foram prensados (19,6 MPa) em forma de disco e barra retangular. Os espécimes foram secos, tratados termicamente entre 1400 e 1500 °C e as características mineralógica, morfológica, física, dielétricas e mecânicas foram avaliadas. A constante dielétrica relativa (εr) e a tangente de perdas (tanδ) foram avaliadas a 0,1, 1, 10 e 100 kHz à temperatura ambiente. A fase mulita foi majoritária para a faixa de temperatura estudada. Composições contendo maior teor de fundentes apresentaram menor porosidade e melhores propriedades dielétricas e resistência à flexão. Valores de constante dielétrica na frequência de 1 kHz (εr ~3.5 a 4.5) foram próximos ao da mulita, para as composições sinterizadas a 1400 °C.

Abstract The aim was to study formulations containing aluminosilicate and alumina in order to obtain compositions with suitable properties to fabricate dielectric ceramic devices. Initially, the precursors were subjected to chemical, mineralogical and granulometric characterization. The formulations were defined and specimens were pressed (19.6 MPa) in shapes of disc and rectangular bar. Specimens were dried, heat-treated at 1400, 1450 and 1500 °C and the mineralogical, morphological, physical, dielectric and mechanical properties were evaluated. The relative dielectric constant (εr) and loss tangent (tanδ) were evaluated at 0.1, 1, 10 and 100 kHz at room temperature. The mullite was the major phase for the studied temperature range. Compositions with a higher content of fluxes showed lower porosity and better dielectric properties and flexural strength. Values of εr at 1 kHz (~3.5 to 4.5) were close to that of the mullite for the samples fired at 1400 °C.

Resumo Este trabalho teve como objetivo correlacionar a reatividade e composição mineralógica de folhelhos à sua desintegração. Para tanto, foram caracterizadas cinco amostras de folhelho das Bacias do Rio do Peixe e Araripe, localizadas nos estados brasileiros da Paraíba e Ceará e, para fins de comparação, foi utilizada uma amostra de argila bentonítica industrializada. A caracterização foi realizada por capacidade de troca de cátions, analise granulométrica, fluorescência de raios X e difração de raios X. Também foram realizados testes de desintegração, de acordo com as normas API (American Petroleum Institute), na presença de água deionizada, solução aquosa de citrato de potássio e fluido de perfuração. Os resultados sugeriram que formações que não apresentam argilominerais reativos podem ser instáveis e que a maior reatividade das formações frente a fluidos aquosos não implica, necessariamente, em maior nível de desintegração, mostrando assim que diferentes mecanismos não associados ao inchamento dos argilominerais podem assumir maior ou menor importância na instabilidade da formação.

Abstract This work aimed to correlate the reactivity and mineralogical composition of shales to their disintegration. To accomplish this, five samples of shale from Rio do Peixe Basin and Araripe Basin, located in the Brazilian States of Paraíba and Ceará, respectively, were characterized. A sample of industrialized bentonite clay was used as a reference to provide a comparison. Characterization was performed through cation exchange capacity, particle size analysis, X-ray fluorescence, and X-ray diffraction. Disintegration tests were performed according to the American Petroleum Institute standards in the presence of deionized water, aqueous potassium citrate solution, and drilling fluid. The results suggested that samples presenting no reactive clay mineral content may be unstable and the higher the reactivity of the samples to aqueous fluids does not necessarily imply a higher level of disintegration. This demonstrated that different mechanisms not associated with clay swelling may assume greater or lesser relevance on the instability of a formation.

Resumo Mulita é um aluminossilicato com grande importância na tecnologia cerâmica. Sua síntese através de métodos químicos tem sido extensivamente estudada, no entanto, não se observam estudos da sua obtenção pelo método Pechini. Assim, este estudo teve por objetivo a síntese de mulita por meio deste método. Foi avaliada a influência de diversos solventes na obtenção da mulita pela rota Pechini. As características dos pós foram avaliadas por difração de raios X, análise térmica (TG/DTG), adsorção de nitrogênio (BET), microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Os resultados obtidos comprovaram a eficiência do método Pechini, bem como a influência dos solventes na obtenção da fase, sendo a mulita obtida como fase majoritária e com maior cristalinidade quando do uso do álcool etílico como solvente.

Abstract Mullite is an aluminosilicate with great importance in ceramic technology. Its synthesis through chemical methods has been extensively studied, however, no studies of its obtention by the Pechini method are observed. Thus, this work aimed to synthesize mullite using this method. The influence of several solvents in obtaining the mullite by the Pechini route was evaluated. The characteristics of the powders were evaluated by X-ray diffraction, thermal analysis (TG/DTG), nitrogen adsorption (BET), scanning and transmission electron microscopy. The results obtained proved the efficiency of the Pechini method, as well as the influence of the solvents in obtaining the phase, being the mullite obtained as the majority phase and with greater crystallinity when using ethyl alcohol as a solvent.

Resumo Este trabalho teve como objetivo avaliar a influência da estrutura química da carboximetilcelulose (CMC) no desempenho reológico e de perda de filtrado de dispersões de argila. As dispersões foram preparadas com concentração fixa de argila bentonítica (15 g/350 mL de água) e diferentes concentrações de CMCs (0,5, 1,0, 2,0 g/350 mL de água). Após repouso de 24 h, as dispersões foram testadas e com um viscosímetro foram calculadas as viscosidades aparente e plástica, o limite de escoamento e a força gel segundo norma da Petrobras (EP-1EP-00011-A) e o volume de filtrado foi determinado em filtro-prensa API. Os resultados evidenciaram que a adição de CMC com cadeia longa, baixo grau de substituição e menor uniformidade de substituição contribui para o fenômeno de floculação. Além disso, as diferentes características químicas do CMC somente influenciam a perda de filtrado quando a força iônica da dispersão é diferente de zero.

Abstract The aim of this work was to evaluate the influence of the chemical structure of carboxymethylcellulose (CMC) on the rheological performance and fluid loss of clay dispersions. The dispersions were prepared with a fixed content of bentonite clay (15 g/350 mL of water) and different concentrations of CMCs (0.5, 1.0, 2.0 g/350 mL of water). After aging for 24 h in ambient and static conditions, the dispersions were tested in a viscometer. Apparent and plastic viscosities, yield point and gel strength were obtained using the viscometer, according to Petrobras’ standard (EP-1EP-00011-A). The filtrate volume was determined using the API filter press. The results showed that the addition of long chain, low degree of substitution and lower substitution uniformity of CMC contribute to the flocculation phenomenon. In addition, the different chemical characteristics of CMC only influence fluid loss when the ionic strength of the dispersion is set to any other value than zero.

Resumo A geração de resíduos é cada vez maior e o destino adequado desses tornou-se crucial para a preservação do meio ambiente. Portanto, a utilização de alguns resíduos sem massas utilizadas nas indústrias da cerâmica tradicional, além de ser uma solução ambientalmente correta, pode vir a reduzir os custos de processamento. Este trabalho tem como objetivo estudar a viabilidade da incorporação do resíduo de quartzito em uma massa que é utilizada na fabricação de produtos de cerâmica estrutural. As matérias-primas foram submetidas à caracterização física, química e mineralógica. Foram formuladas massas com 5, 10 e 15% em massa de resíduo de quartzito e, posteriormente, conformadas por prensagem uniaxial, e queimadas a 800, 900 e 1000 ºC. Após queima dos corpos de prova, foram determinadas as propriedades físico-mecânicas: absorção de água, retração linear, porosidade aparente e resistência à flexão. Foi avaliada também a cor e fases mineralógicas formadas. O resíduo e as massas foram analisados quanto às características de toxicidade. Os resultados evidenciaram que, para a massa estudada, poderá ser adicionado até 15% do resíduo de quartzito.

Abstract The waste generation is increasing and the appropriate destination of these became crucial for the preservation of the environment. Therefore, the use of some residues in masses that are used in industries of traditional ceramics, in addition to be an environmentally friendly solution, can reduce processing costs. This work aims to study the feasibility of incorporating quartzite residue in a mass that is used in the manufacture of structural ceramic products. The raw materials were subjected to physical, chemical and mineralogical characterization. The masses were formulated with 5, 10 and 15 wt% of quartzite residue and subsequently molded by uniaxial pressing, and sintered at 800, 900 and 1000 ºC. After sintering, the samples were subjected to the physico-mechanical properties: water absorption, apparent porosity, linear shrinkage and bending strength. The color and mineralogical phases formed were also evaluated. The toxicity characteristics of residue and masses were analyzed. The results showed that, for the studied mass, it is possible to add up to 15% of the residue of quartzite.

Resumo O problema da estabilidade do poço em formações expansivas frustrou os engenheiros de campos de petróleo desde o início da exploração de petróleo e gás natural. A estabilidade de folhelhos ricos em argila é profundamente afetada por suas interações físicas e químicas complexas com fluidos de perfuração. Assim, estas rochas com alto teor de argila mostraram alterações significativas, tais como inchaço ou expansão, quando colocadas em contato com fluidos aquosos para a adsorção de moléculas polares de água ou íons hidratados dissolvidos no meio. Essas mudanças podem causar colapso da rocha durante a perfuração com fluidos de perfuração à base de água. Para uma melhor compreensão dos fenômenos de interação entre a rocha e o fluido de perfuração, este trabalho objetiva a análise da reatividade de folhelhos provenientes do Recôncavo Baiano por meio da sua caracterização. Para isto, os folhelhos foram submetidos a ensaios de CTC, FRX, DRX e inchamento de Foster. Foi possível detectar que os folhelhos apresentaram significativos valores de CTC, bem como FRX com composição próxima da esmectita e padrão de DRX com picos característicos da esmectita. Em relação ao inchamento de Foster, o folhelho com maior CTC também apresentou o maior valor de inchamento indicando que a CTC pode ser aplicada como parâmetro indicativo da reatividade.

Abstract The problem of wellbore stability in expansive formations has frustrated engineers of oil fields since the start of oil and gas well perforation. The stability of shales rich in clay are deeply affected by its complex physical and chemical interactions with drilling fluids. Thus, these rocks with a high content of clay have shown significant changes, such as swelling or expanding, when placed in contact with aqueous fluids due to the adsorption of polar molecules of water or hydrated ions dissolved in the medium. These changes may cause collapse of the rock during drilling with water-based drilling fluids. For a better understanding of the phenomenon of interaction between the rock and the drilling fluid, this study aims to analyze reactivity of shales from the Recôncavo Baiano through their characterization. For this, the shales were characterized by CEC, XRF, XRD and Foster swelling. The results indicated that the shales showed significant values of CEC, FRX composition close to that of smectite, and XRD pattern with characteristic peaks of smectite. Regarding to Foster swelling, the shale of higher CEC also presented the higher value of swelling, indicating that the CEC can be applied as a parameter indicative of the reactivity.

Os produtos cerâmicos são extremamente interessantes no campo das membranas por causa de sua resistência mecânica, inércia química, tempo de vida útil longa e estabilidade térmica. Atualmente as pesquisas estão sendo direcionadas para exploração destes materiais de baixo custo. Este trabalho consiste na preparação de membranas tubulares, obtidas a partir de composição contendo argila, caulim e óxido de alumínio, conformadas pelo processo de extrusão, utilizando diferentes temperaturas na etapa de sinterização para uso em microfiltração. Foi feita caracterização nas massas cerâmicas antes da sinterização, através dos ensaios de análise granulométrica, análise termogravimétrica, análise química e difração de raios X. A análise química mostrou altos teores de SiO2 e de Al2O3 e o ensaio de difração de raios X mostrou a presença de caulinita, quartzo e óxido de alumínio. Foi realizado ensaio de difração de raios X na massa após as sinterizações e os resultados mostraram a presença de mulita, óxido de alumínio e quartzo em todas as sinterizações efetuadas. Com relação ao tamanho e a distribuição destes poros nas membranas, os resultados da micrografia e de porosimetria por intrusão de mercúrio ilustraram a presença de poros em todas as temperaturas de sinterização, com dimensões na faixa de microfiltração. O ensaio de fluxo com escoamento tangencial utilizando água destilada mostrou que a membrana sinterizada a 1300 ºC obteve o maior valor, seguida da de 1250, 1200 e 1150 ºC.

The ceramic products are extremely interesting in the field of the membrane supports because of their mechanical resistance, chemical inertia, long working life and thermal stability. Research is currently directed towards the exploitation of materials at a lower cost. The aim of this work is to prepare tubular ceramic membranes by extrusion using composition containing ball clays, kaolin and alumina and use different sintering temperatures, to be applied in microfiltration process. The characterization of the ceramic composition was performed before sintering: particles size, thermogravimetric analysis, chemical analysis and X-ray diffraction. The chemical analysis shows large content of SiO2 and Al2O3 and the X-ray result shows the presence of kaolinite, quartz and alumina. The results from X-ray diffraction of the ceramic body after sintering show the presence of mullite, alumina and quartz. The SEM images and the results from mercury porosimetry show the presence of pores for all sintering temperatures and pore size in the range of microfiltration. The results from pure water flux, at steady state, show that the membranes sintered at 1300 ºC present the highest value, followed by the ones sintered at 1250, 1200 and 1150 ºC.

A tecnologia que envolve a utilização de membranas cerâmicas tem nas ultimas décadas se transformado numa importante técnica de separação. Os principais motivos no avanço dessa tecnologia estão relacionados ao fato de que trabalham sem a adição de agentes químicos, baixo consumo de energia, facilidade de processamento e arranjos físicos compactos. Hoje a principal preocupação no desenvolvimento dessas membranas é minimização dos custos e a obtenção de processos de produção mais eficientes. Diante disto, a utilização de matérias-primas naturais vem como uma alternativa para obtenção de membranas cerâmicas, utilizando como método de produção a extrusão. Visando contribuir com a pesquisa tecnológica, o presente trabalho teve como objetivo a utilização de matérias-primas naturais, tais como argila, quartzo e caulim na confecção em escala laboratorial de membranas cerâmicas tubulares utilizando como processo de produção a extrusão. A massa cerâmica foi submetida às caracterizações: física e mineralógica através de ensaios de análise granulométrica, termogravimétrica, difração de raios X e análise química por fluorescência de raios X. As amostras foram sinterizadas a 800, 900, 1000 e 1100 ºC com o objetivo de verificar a influência nas características das membranas. As membranas cerâmicas obtidas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura e porosimetria por intrusão de mercúrio, sendo possível verificar a ausência de defeitos e trincas em sua estrutura. Com relação à análise de porosimetria, foram observados poros na faixa de ultrafiltração.

The technology that involves the use of ceramic membranes has become in the last decades an important separation technique. The main reasons in the advance of this technology are related to the fact that work without addition of chemical reagents, low consumption of energy, ease to processing and compact physical arrangements. Today the main concern in the development of these membranes is to minimize the costs and more efficient production processing. In this way the use of natural raw materials comes as an alternative to prepare ceramic membrane, using extrusion as processing technique. The aim of this work is to study the use of natural raw materials, such as, clay, quartz and kaolin to prepare tubular ceramic membranes in laboratorial scale using extrusion processing. The ceramic mass was submitted to characterizations: physical and mineralogical through particle size, thermogravimetry, X-ray diffraction and X-ray fluorescence analysis. The samples were sintered at temperatures of 800, 900, 1000 and 1100 ºC, with the aim to verify the influence on membrane characteristics. Ceramic membranes were characterized by scanning electron microscopy and mercury porosimetry, were it was possible to verify the absence of defects and cracks in its structure. In relation to the porosimetry analysis, pores in the range of ultra-filtration were observed.

O volume de resíduos gerado pela mineração e o beneficiamento mineral vêm se intensificando a cada dia, em virtude do aumento da demanda causado pelo crescimento da economia mundial. As indústrias do beneficiamento do caulim e da serragem do granito são importantes segmentos econômicos do Estado da Paraíba, entretanto produzem enormes quantidades de resíduos. Assim, este trabalho tem por objetivo caracterizar os resíduos do beneficiamento do caulim e da serragem do granito e avaliar a viabilidade de sua co-utilização para produção de blocos e telhas cerâmicos. Os resíduos foram caracterizados através da determinação de sua composição química e mineralógica, pelo uso de difração de raios X e análise térmica diferencial e gravimétrica, distribuição e tamanho de partículas e análise morfológica por microscopia eletrônica de varredura. Foram formuladas composições contendo os resíduos e confeccionados corpos de prova por extrusão. Os corpos de prova foram queimados e em seguida determinou-se sua absorção de água e módulo de ruptura à flexão. Pode-se observar que o resíduo do caulim é constituído por caulinita, mica e quartzo, que o resíduo de granito é constituído por quartzo, mica, albita e calcita e, que os resíduos apresentam distribuições granulométricas significativamente diferentes. Concluiu-se também que é possível a incorporação de até 50% de resíduo em formulações para produção de blocos e telhas cerâmicas e que a co-utilização do resíduo de granito e de caulim possibilita obter propriedades físicas superiores às observadas nos corpos de prova com incorporação de apenas resíduo de caulim.

The amount of wastes generated by the miner and mineral processing industries has increasing day by day due to the high demand cause by the global economy grow up. The processing kaolin ad sawing granite industries are important economic segments in the state of Paraíba, but generate high amounts of wastes. This work has as aim the characterization of the kaolin processing waste and granite sawing waste and the evaluation of their use together for the production of bricks and roof tiles. The wastes were characterized by chemical composition determination, X-ray diffraction, differential thermal and gravimetric analyses, particle size distribution determination, and morphological analysis by electronic scanning microscopy. Several formulations were prepared and samples bodies were prepared by extrusion. The sample bodies were fired at 800, 900 and 1000 ºC. Fired samples were characterized in terms of water absorption and mechanical strength. The results showed that the kaolin waste is composed by kaolinite, mica and quartz and that the granite waste is composed by quartz, mica, albite and calcite, and that, the wastes have significantly distinct particles size distributions. It could also be concluded that are possible incorporations of up to 50% of wastes in formulation for the production of ceramic bricks and roof tiles, and that, the use of the kaolin waste and granite waste together provide better physical properties than those observed in samples bodies with incorporations of only kaolin waste.

Vários métodos de síntese química têm sido desenvolvidos e utilizados na obtenção de pós para fabricação de membranas cerâmicas. Dentre os métodos alternativos utilizados em escala de laboratório, o método Pechini tem sido empregado com sucesso para a obtenção de diversos tipos de materiais. Este trabalho tem como objetivo sintetizar e caracterizar nanopós de TiO2 obtidos por este método, visando à preparação de membranas cerâmicas de ultrafiltração. Os pós resultantes foram caracterizados por análise térmica gravimétrica e diferencial, difração de raios X, espectrofotometria de absorção no infravermelho, adsorção de nitrogênio e microscopia eletrônica de varredura. A análise de difração de raios X do pó mostrou a presença da fase cristalina anatásio, com tamanho de cristalito 15 nm. O tamanho de partículas calculado a partir da área superficial pelo método BET foi 19 nm e a morfologia apresentou-se constituída de nanopartículas e presença de aglomerados moles. Os resultados evidenciam que o método Pechini é promissor para produção de TiO2 nanométrico, adequado para a preparação de membranas cerâmicas.

Several methods of chemical synthesis have been developed and used to obtain powder for production of ceramic membranes. Amongst the alternative methods used in laboratory scale, the Pechini method has been used successfully for the preparation of several types of materials. The objective of this work is to synthesize and characterize TiO2 powders obtained by this method, aiming the preparation of ultra-filtration ceramic membranes. The powder has been characterized by gravimetric and differential thermal analysis, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, nitrogen adsorption by BET, and scanning electron microscopy. The X-ray diffraction of the powders showed the presence of the anatase crystalline phase, with crystallite size 15 nm. The particle size calculated from the surface area was 19 nm and the powder morphology shows the presence of soft agglomerates. These results evidence that the Pechini method is interesting for the production of nanometric TiO2 appropriate for ceramic membranes preparation.

As membranas cerâmicas encontram larga aplicação, principalmente em processos cujas temperaturas de trabalho são superiores a 250 ºC, como também na separação de soluções em que o pH é extremamente ácido, ou mesmo quando há solventes orgânicos no sistema. Em contrapartida, as membranas cerâmicas apresentam a desvantagem de apresentar um alto custo de fabricação, principalmente em relação às matérias-primas que são geralmente sintéticas (zirconia, alumina, titânia e sílica). Atualmente, o principal foco de preocupação no desenvolvimento destas membranas é otimizar os custos de produção, encontrando matérias-primas naturais a preços mais competitivos, além de processos de produção mais eficientes, como a extrusão. A produção de membranas por extrusão permite sua utilização em processos de fluxo tangencial, possibilitando a sua aplicação em microfiltração. Este trabalho consistiu na confecção de membranas tubulares de cordierita obtidas a partir de matérias-primas naturais, tais como argilas e talco, e pelo processo de extrusão. Foram utilizadas quatro temperaturas de sinterização (1150, 1200, 1250 e 1280 ºC), objetivando mostrar a influência destas temperaturas nas características das membranas. Foi feito o ensaio de difração de raios X na massa após a sinterização, e o resultado mostrou a formação da cordierita nas quatro sinterizações efetuadas. Com relação às dimensões e a distribuição dos poros das membranas, os resultados de microscopia eletrônica de varredura e de porosimetria através de intrusão de mercúrio mostraram poros com tamanhos de 1,4, 2,2, 3,3 e 4,1 µm e porosidade de 28,7, 29,1, 27,7 e 24,3%, para as temperaturas de sinterização 1150, 1200, 1250 e 1280 ºC, respectivamente, caracterizando-as como membranas para microfiltração. Os ensaios de permeabilidade através de aplicação de fluxo tangencial com água destilada mostraram que as membranas sinterizadas a 1280 ºC obtiveram maior permeabilidade, seguindo-se das de 1250 ºC, 1200 ºC e as de 1150 ºC. Os valores médios dos fluxos encontrados nas membranas sinterizadas nas temperaturas de 1150, 1200, 1250 e 1280 ºC foram de aproximadamente 68, 143, 378 e 587 kg/h.m², respectivamente.

Membrane separation processes find large applications. Ceramic membranes are applied in several processes, mainly in application above 250 ºC, as well as in separation of solutions with pH extremely acid and even in systems with organic solvents. On the other hand, ceramic membranes show high cost of fabrication, mainly in relation to the raw synthetic materials (zirconia, alumina, titania and silica). Therefore, the main concern in the development of these membranes is to optimize the cost using natural non-expensive raw materials and more efficient ceramic processing, such as extrusion. The fabrication of ceramic membranes by extrusion gives the possibility to use cross flow system, which is very useful in microfiltration and ultrafiltration separation processes. The aim of this work is to prepare tubular cordierite membranes from raw materials such as clays and talc and by extrusion processing. Four sintering temperatures (1150, 1200, 1250 and 1280 ºC) were used to show the effect on the morphological characteristics of the membranes. The membranes were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and mercury intrusion porosimetry. The results showed the formation of cordierite phase at all sintering temperatures. The membranes presented pore size of 1.4, 2.2, 3.3 and 4.1 µm and porosity content of 28.7, 29.1, 27.7 and 24.3% for sintering temperaturesf 1150, 1200, 1250 and 1280 ºC, respectively. These values show that these membranes are suitable to be applied in microfiltration separation processes. The results of water flux, at steady state, show that the membrane sintered at 1280 ºC presented the highest value, 587.3 kg/m².h, followed by 377.7 kg/m².h (1250 ºC), 143.4 kg/m².h (1200 ºC) and 67.8 kg/m².h (1150 ºC).

Este trabalho avalia a influência dos cátions Ca2+ e Mg2+, através da eletrodiálise, na reologia de dispersões de argilas bentoníticas de Boa Vista, PB. As dispersões de argila foram preparadas com 4,86% em massa, e realizado o processo de eletrodiálise com uma membrana polimérica catiônica, em um reator de bancada, sendo utilizadas tensões de 7, 10 e 13 V e tempos de ensaios de 40, 80 e 120 min, segundo planejamento fatorial do tipo 2² + 3 experimentos no ponto central. Após a eletrodiálise, as dispersões foram tratadas com Na2CO3 e após cura, determinadas as viscosidades aparente e plástica, em viscosímetro Fann 35A e o volume de filtrado, em filtroprensa Fann. Para quantificar os cátions eliminados, foram determinados os cátions trocáveis antes e após o processo de eletrodiálise. Os resultados mostraram que a eletrodiálise poderá ser uma valiosa ferramenta no estudo dos fatores que determinam o comportamento reológico das dispersões de argilas bentoníticas, e ainda que os cátions Ca2+ e Mg2+, parcialmente eliminados, não interferem na reologia das dispersões estudadas.

The aim of this work is to evaluate, by electrodialysis, the influence of Ca2+ and Mg2+ on the rheology of bentonite clay dispersions from Boa Vista, PB. Dispersions were prepared with 4.86 wt.% and submitted to electrodialysis process by using a cationic polymeric membrane in the batch reactor. The electrodialysis was set up according to 2² + 3 factorial design by using 7, 10 and 13 V and 40, 80 and 120 min. After electrodialysis, the dispersions were treated with Na2CO3 and after curing, the apparent and plastic viscosities were measured using a viscosimeter and water loss with a filter-press. Moreover, exchanged cations were determinated before and after the electrodialysis process. The results show that the electrodialysis can be a valuable tool to identify the factors that dictate the rheological behavior of bentonite clay dispersions, as well as that the partially eliminated Ca2+ and Mg2+ do not influence on the rheology of the dispersions.