Abstract Palygorskite (Pal) is a natural clay mineral with fibrous morphology and high surface area. Depending on the geological origin, it presents impurities, such as quartz and carbonates, which can harm some of its properties. Therefore, this work seeks to define a viable methodology for the purification of a Brazilian Pal. Two types of mixing processes (sonication and milling) and two types of dispersing agents (sodium silicate and sodium polyacrylate) were investigated. In addition, a subsequent acid activation with hydrogen peroxide and sulfuric acid was performed for complete purification. The viability of the purification of Pal was confirmed by X-ray diffraction, X-ray fluorescence, and thermogravimetric analyses. The sonication mixture process and the use of sodium polyacrylate as a dispersing agent were more effective. In addition, BET analysis showed an increase in the surface area of Pal, and scanning electron microscopy confirmed the permanence of its fibrous morphology after the purification steps.

O presente trabalho é focado sobre a análise mineralógica de amostras de argilas sedimentares coletadas de depósitos localizados na região de Campos dos Goytacazes-RJ (Brasil). Estas amostras são representativas e largamente usadas na produção de blocos cerâmicos e telhas. As amostras foram selecionadas com o intuito de analisar suas características com respeito à composição química, perda ao fogo, difração de raios X, morfologia, análise de tamanho de partícula, plasticidade e análise térmica. As argilas vermelhas sedimentares têm baixa quantidade de SiO2, alta quantidade de Al2O3 e alta perda ao fogo. Além disso, foi determinado que o caráter das argilas é tipicamente caulinítico.

The present work focuses on the mineralogical analysis of sedimentary clay material samples collected from deposits located in the Campos dos Goytacazes-RJ (Brazil) region. These samples are representative and widely used by the ceramic plants in production of bricks and roofing tiles. The samples were selected with the objective of analyzing their characteristics regarding chemical composition, loss on ignition, X-ray diffraction, morphology, particle size, plasticity and thermal analysis. The sedimentary red clays have low amount of SiO2, high amount of Al2O3, and high loss on ignition. In addition, it was found that the character of the clays is typically kaolinitic.

Este trabalho mostra os resultados de um estudo sobre o comportamento de sinterização de massas argilosas contendo resíduo borra de petróleo. Foram preparadas misturas contendo 0, 5, 10, 15 e 20% em peso de resíduo, sinterizados em nove diferentes temperaturas entre 750 ºC e 1150 ºC. A evolução na formação de fases cristalinas nos corpos cerâmicos durante a sinterização foi acompanhada por DRX. A sinterização foi também monitorada pelos parâmetros: retração linear, absorção de água, massa específica aparente e resistência à compressão. Os resultados mostraram que a sinterização dos corpos cerâmicos pode ser governada por diferentes mecanismos, dependendo da faixa de temperatura de sinterização empregada. Transformações de fases significantes ocorreram durante a sinterização. Além do mais, o resíduo que é rico em materiais não plásticos (quartzo e barita), é o responsável pela diminuição da retração linear e da resistência mecânica dos corpos sinterizados.

This work presents the results of a study on the sintering behaviour of oil sludge waste containing clayey masses. Mixtures containing 0, 5, 10, 15 or 20 wt% waste were prepared, and sintered at nine different temperatures ranging between 750 ºC and 1150 ºC. The formation and evolution of crystalline phases were evaluated by X-ray diffraction. Sintering was also monitored by estimating the following parameters: linear shrinkage, water absorption, apparent density, and compressive strength. The results revealed that sintering is governed by different mechanisms according to the temperature. A series of phase transformations take place during sintering. In addition, the waste that is rich in barite and quartz particles, which are the responsible by reducing of the linear shrinkage and mechanical strength of the sintered bodies.

O presente trabalho mostra os resultados de um estudo sobre as características físico-químicas e morfológicas de uma amostra de material compósito diatomáceo obtida de uma lagoa de água doce (Campos dos Goytacazes-RJ). Este material foi selecionado de modo que suas características com respeito a morfologia, composição química, difração de raios X, análise térmica, análise de tamanho de partícula e superfície específica pudessem ser estudadas. Os resultados revelaram uma morfologia tubular para o material diatomáceo. Este material é constituído basicamente por sílica e caulinita, bem como apresenta um tamanho de frústula acima de 15 mim. Os resultados obtidos indicam que o material diatomáceo tem potencial para aproveitamento para beneficiamento.

The present work focuses on the morphological and physical-chemical characteristics of a diatomaceous composite material sample obtained of a fresh-water pond. This material was selected so that its characteristics regarding morphology, chemical composition, X-ray diffraction, thermal analysis, particle size analysis and specific surface could be studied. It was found tubular morphology for the diatomaceous composite material. In addition, it is constituted basically by silica and kaolinite, as well as presents a diatomaceous earth size above 15 mum. The obtained results suggest also that the diatomaceous material has potentiality to be employed for processing.

A região Norte do Estado do Rio de Janeiro é responsável pela produção de cerca de 75% do petróleo nacional (Bacia de Campos-RJ). Na etapa de extração/separação do óleo bruto é gerada considerável quantidade de resíduo oleoso, normalmente denominado borra de petróleo. O aproveitamento deste resíduo em massas argilosas é de alto interesse tecnológico, econômico e ambiental. O objetivo deste trabalho é caracterizar e avaliar o comportamento de massas argilosas contendo borra de petróleo visando sua aplicação em cerâmica estrutural. Foram estudadas massas com os seguintes percentuais de borra de petróleo: 0, 5, 10, 15 e 20% em peso. São apresentados os resultados das análises de difração de raios X, granulometria e limites de Atterberg, bem como a determinação de propriedades físico-mecânicas em função da temperatura de queima e percentual de borra adicionada. Os resultados revelaram que a adição do resíduo altera as características físico-química-mineralógicas e propriedades da massa argilosa pura. As massas contendo borra têm uso provável em cerâmica estrutural.

The Northern Region of Rio de Janeiro State is responsible for the production of about 75% of the Brazilian Petroleum (Campos Basin). In the crude oil extraction/separation step, a considerable amount of oil waste is originated, usually named oil sludge waste. The use of this waste as a component of clayey masses is of high interest, as much from an economic and technological as from an environmental perspective. The purpose of this work is to characterize and evaluate some properties of waste containing clayey bodies, aiming its application on structural ceramics. Masses containing 0, 5, 10, 15 and 20 wt% waste were investigated. Results of X-ray analysis, granulometry and Atterberg limits, as well as physical-mechanical properties as a function of waste addition are presented. The results revealed that waste additions modified the physical-chemical-mineralogical characteristics and properties of the masses. The ceramic bodies containing waste are adequate for the structural ceramic field.

Este trabalho mostra os resultados de um estudo sobre a adequação dos materiais argilosos da região de Campos-RJ (Brasil) para aplicação em cerâmica estrutural. Os materiais argilosos, isto é, argilas vermelhas disponíveis nesta região foram selecionadas tal que suas características com respeito a composição química, análise racional, difração de raios X, análise de tamanho de partículas, comportamento térmico, plasticidade e as propriedades de secagem e queima pudessem ser estudadas. Os resultados revelaram que as amostras estudadas são tipicamente materiais à base de caulinita. Além do mais, foi determinado que quase todas as propriedades destes materiais são direcionadas para fabricação de cerâmica estrutural. Os dados de resistência mecânica resultaram em distribuição de Weibull.

This work presents the results of a study on the suitability of the clayey materials from Campos-RJ (Brazil) region for application in structural ceramic. The clayey materials, i.e. red clays available in this region, were selected so that their characteristics regarding chemical composition, rational analysis, X-ray diffraction, particle size analysis, thermal behavior, plasticity and as dried and fired properties could be studied. The results revealed that the studied samples are typically kaolinite based materials. In addition, it was found that almost all properties of these materials are led to the manufacture of structural ceramic. Mechanical strength test data resulted in Weibull distributions.