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metadata.dc.type: Trabalho de Conclusão de Curso - Graduação
Title: Reaproveitamento do resíduo de minério de ferro em compósitos de matriz polimérica
metadata.dc.creator: ALMEIDA, Lucas Rezende
metadata.dc.contributor.advisor1: COSTA, Deibson Silva da
metadata.dc.contributor.advisor1ORCID: https://orcid.org/0000-0002-5421-5256
metadata.dc.contributor.advisor-co1: MENDES, Bruno Henrique Alves
Issue Date: 30-Nov-2020
Citation: ALMEIDA, Lucas Rezende. Reaproveitamento do resíduo de minério de ferro em compósitos de matriz polimérica.Orientador: Deibson Silva da Costa. 2020. 83 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Engenharia de Materiais) – Campus Universitário de Ananindeua, Universidade Federal do Pará, Ananindeua, 2020. Disponível em: https://bdm.ufpa.br:8443/jspui/handle/prefix/3262. Acesso em:.
metadata.dc.description.resumo: Tendo em vista o impacto ambiental causado pela disposição dos resíduos industriais e visando sua aplicação em novos materiais, foram produzidos neste trabalho, materiais compósitos de matriz polimérica com resíduos de minério de ferro com granulometria inferior a 100 mesh. Os compósitos foram confeccionados pelo processo manual (hand lay-up) associado à compressão, com proporções em volume variando entre 0 %, 10 %, 20 % e 30 %. A matriz utilizada foi a resina poliéster isoftálica, com iniciador na proporção de 1 % em v/v e ativador na proporção de 1,5 % v/v. A análise mineralógica do resíduo foi realizada pela técnica de Difração de Raios- X, análise morfológica foi realizada utilizando o Microscópio Eletrônico de Varredura – MEV e Microscópio Óptico – MO, a análise química foi através da Espectroscopia de Energia Dispersiva – EDS e Fluorescência de Raios X – FRX. Após a etapa de confecção dos materiais compósitos e da elaboração dos corpos de prova, realizaram-se ensaios físicos de absorção de água, porosidade aparente e massa específica aparente segundo as normas ASTM D 570, ASTM D 2734 e ASTM D 792, respectivamente, e os ensaios mecânicos de flexão (ASTM D 790) e tração (ASTM D 3039), com a análise da superfície de fratura realizada utilizando o MEV. A taxa de propagação de chama foi obtida mediante ensaio de flamabilidade horizontal (ASTM D 635). A análise mineralógica do resíduo apresentou os principais picos correspondentes a hematita, magnetita e quartzo, corroborado pela morfologia do resíduo onde foi possível observar partículas de hematita e magnetita. A análise química apresentou maiores quantidades de óxidos de ferro, alumínio e silício. Observou-se que as propriedades físicas porosidade aparente e massa específica aparente aumentaram e a absorção de água diminuiu conforme elevou-se as composições. Mecanicamente, os compósitos apresentaram resultados superiores ao da resina plena para o ensaio de tração e flexão, obtendo valores mais expressivos para o ensaio de flexão, atuando como carga de reforço para este ensaio. A análise fractográfica demonstrou boa distribuição dos resíduos na matriz e evidenciou os mecanismos de falhas predominantes no compósito. Quanto ao retardo de chamas, a adição do resíduo impactou expressivamente no desempenho do material, chegando a extinguir a chama nas proporções de 20 % e 30 %. Com base nessas análises, produzir compósitos com resíduo de minério de ferro torna-se uma potencial alternativa de reaproveitamento do resíduo, apresentando boas propriedades, o que os torna bom candidato a certas aplicações, tais como painéis, paredes divisórias, forros e outras aplicações desta natureza, além de fomentar a gestão de resíduos e reduzir o impacto ambiental.
Abstract: In view of the environmental impact caused by the disposal of industrial waste and aiming at its application in new materials, polymeric composite materials with iron ore residues with a particle size of less than 100 mesh were produced in this work. The composites were made using the manual process (hand lay-up) associated with compression, with proportions in volume varying between 0 %, 10 %, 20 % and 30 %. The matrix used was isophthalic polyester resin, with an initiator in the proportion of 1 % in v/v and activator in the proportion of 1.5 % v/v. The mineralogical analysis of the residue was performed using the X-Ray Diffraction technique, morphological analysis was performed using the Scanning Electron Microscope - SEM and Optical Microscope - MO, the chemical analysis was through Dispersive Energy Spectroscopy - EDS and Ray Fluorescence X – FRX. After the stage of making the composite materials and the preparation of the specimens, physical tests of water absorption, apparent porosity and apparent specific mass were carried out according to the standards ASTM D 570, ASTM D 2734 and ASTM D 792, respectively, and the mechanical tests of flexion (ASTM D 790) and traction (ASTM D 3039), with the analysis of the fracture surface performed using the SEM. The flame propagation rate was obtained by means of a horizontal flammability test (ASTM D 635). The mineralogical analysis of the residue showed the main peaks corresponding to hematite, magnetite and quartz, corroborated by the morphology of the residue where it was possible to observe particles of hematite and magnetite. Chemical analysis showed higher amounts of iron, aluminum and silicon oxides. It was observed that the physical properties of apparent porosity and apparent specific mass increased and water absorption decreased as the compositions increased. Mechanically, the composites showed results superior to that of the full resin for the tensile and flexion test, obtaining more expressive values for the flexion test, acting as reinforcement load for this test. The fractographic analysis demonstrated a good distribution of the residues in the matrix and showed the predominant failure mechanisms in the composite. As for flame retardation, the addition of the residue significantly impacted the performance of the material, even extinguishing the flame in the proportions of 20 % and 30 %. Based on these analyzes, producing composites with iron ore residue becomes a potential alternative for reusing the waste, presenting good properties, which makes them a good candidate for certain applications, such as panels, partition walls, ceilings and other applications of this nature, in addition to promoting waste management and reducing environmental impact.
metadata.dc.subject.cnpq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA EXTRATIVA::TRATAMENTO DE MINERIOS
Keywords: Materiais compósitos
Resíduo
Minério de ferro
Composite materials
Residue
Iron ore
metadata.dc.rights: Acesso Aberto
metadata.dc.source: 1 CD-ROM
Appears in Collections:Curso de Engenharia de Materiais - CANAN

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