ABSTRACT This paper has the objective of characterizing and studying the mineralogical behavior and the ceramic properties of aggregates produced from bauxite waste, as a function of the addition of calcium oxide that has been dumped in deposits of bauxite residue, which, in the long term, can represent a considerable increase in the concentrations of this oxide present in the waste deposit. Besides bauxite residue and calcium oxide, clay was also used. Proof bodies were prepared with the addition of 0% and 10% of calcium oxide. The proof bodies were conformed by pelletizing in a rotating cylinder. The physical and technological properties determined were Water absorption, apparent porosity, apparent specific mass. The raw materials were submitted to X-ray diffraction tests (XRD), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Thermogravimetric Analysis (TG). The microstructure of the ceramics was analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and XRD. DSC was also realized for the formulations composed of bauxite residue and clay with and without the addition of calcium oxide. According to the results, the addition of calcium oxide caused an increase in the apparent porosity of the aggregates, and consequently, an increase of water absorption, while there was also an increase in the apparent specific mass. In terms of mineralogy, the presence of calcium oxide demonstrated to be directly associated with changes in the mineral phases by comparing the proof bodies produced with and without the addition of the oxide, evidenced mainly by the disappearance of phases such as quartz and mullite and the emergence of magnetite.

RESUMO O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da adição do óxido de cálcio na redução da temperatura de sinterização e nas propriedades cerâmicas de agregado sintético à base de resíduo de bauxita. Foram utilizados resíduo de bauxita, óxido de cálcio e argila para a produção de corpos de prova com a adição de 0% e 10% de óxido de cálcio. As propriedades físicas determinadas foram: absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente, e as matérias-primas foram submetidas a ensaios de Difração de raios X (DRX), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) e Análise Termogravimétrica. A microestrutura das cerâmicas foi avaliada por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e DRX, e foi realizado o ensaio de DSC nas formulações compostas por resíduo de bauxita e argila com e sem a adição de óxido de cálcio. Os resultados indicaram que a adição do óxido de cálcio aumentou a porosidade aparente e, por consequência, a absorção de água, enquanto houve também o aumento da massa específica aparente. Quanto à mineralogia, a presença do óxido de cálcio mostrou-se diretamente ligada às alterações das fases minerais, evidenciado principalmente pelo desaparecimento de fases como quartzo e mulita e o surgimento de magnetita.

RESUMO Neste trabalho foi proposta uma rota tecnológica visando analisar o comportamento das transformações de fases dos minerais presentes na lama vermelha durante o processo de redução da hematita à magnetita. As análises de fluorescência e difração de raios X mostraram que a lama vermelha apresentou em sua composição aproximadamente 5% de óxido de titânio como anatásio e 28% de óxido de ferro, nas formas de hematita e goethita. Foram realizados experimentos envolvendo a redução da hematita à magnetita utilizando tratamento térmico. O material foi calcinado nas temperaturas de 500, 600 e 1000 ºC durante 2 h. Em seguida, foram realizadas análises de difração de raios X e espectroscopia Raman, as quais mostraram que a hematita foi reduzida à magnetita em todas as condições experimentais. Para as temperaturas de calcinação de 500 e 600 ºC, o óxido de titânio permaneceu na forma livre de anatásio, porém para a calcinação realizada a 1000 ºC, o óxido passou para a forma combinada com ferro (ilmenita). A rota proposta neste trabalho possibilitou a obtenção de um material com características magnéticas, o qual poderá ser utilizado como fonte de titânio após a extração dos compostos de ferro por separação magnética ou lixiviação ácida.

ABSTRACT In this work a technological route was proposed to analyze the behavior of phase transformations of the minerals present in the red mud during the process of reduction of hematite to magnetite. The fluorescence analysis and X-ray diffraction showed that red mud presented approximately 5% titanium oxide as anatase and 28% iron oxide in the forms of hematite and goethite. Experiments involving the reduction of hematite to magnetite using thermal treatment. The material was calcined at temperatures of 500, 600 and 1000 °C for 2 h. Then, X-ray diffraction and Raman spectroscopy analyzes were performed, which showed that the hematite was reduced to magnetite in all experimental conditions. For the calcination temperatures of 500 and 600 °C, the titanium oxide remained in anatase free form, but for the calcination performed at 1000 ºC, the oxide passed into the form combined with iron (ilmenite). The route proposed in this work allowed to obtain a material with magnetic characteristics, which could be used as source of titanium after extraction of iron compounds by magnetic separation or acid leaching.