Visão de avaliação dos depósitos de argila de Abu Zenima como uma fonte potencial de matéria-prima para a indústria de cerâmica: Sensoriamento Remoto e Caracterização

Sep 30, 2023

Relatórios Científicos volume 13, Número do artigo: 58 (2023) Citar este artigo

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O rápido desenvolvimento e as mutações aumentaram a industrialização da cerâmica para suprir as necessidades dos países em todo o mundo. Portanto, a exploração contínua de novas reservas de possíveis matérias-primas cerâmicas é necessária para suprir o aumento da demanda das indústrias cerâmicas. Neste estudo, a avaliação da adequação de aplicações potenciais para depósitos de argila do Cretáceo Superior (Santoniano) na área de Abu Zenima, como matérias-primas nas indústrias de cerâmica, foi extensivamente realizada. Dados de sensoriamento remoto foram empregados para mapear a formação caulinítica, bem como determinar as ocorrências adicionais de reservas de argila na área de estudo. Neste contexto, dez materiais argilosos representativos da Formação Matulla foram amostrados e examinados quanto às suas características mineralógicas, geoquímicas, morfológicas, físicas, térmicas e de plasticidade. As composições mineralógicas e químicas dos materiais argilosos iniciais foram examinadas. As propriedades físico-químicas da superfície da argila estudada foram estudadas utilizando SEM-EDX e TEM. A análise granulométrica confirmou as características adequadas das amostras para a fabricação de grés cerâmico branco e revestimentos cerâmicos. As propriedades tecnológicas e de adequação dos depósitos de argila investigados provaram a adequação industrial da argila de Abu Zenima como potencial matéria-prima cerâmica para vários produtos cerâmicos. A existência de altas reservas de caulim na área estudada com razoável qualidade e quantidade tem importância regional. Isso ajudaria significativamente a reduzir o custo de fabricação e superar a alta taxa de consumo. Espera-se que os fabricantes de cerâmica nas áreas investigadas tragam produtores estáveis ​​para a indústria a longo prazo para obter a vantagem de matérias-primas, mão de obra e construção de fábricas de baixo custo.

As argilas naturais são geralmente materiais antigos abundantes e bem conhecidos utilizados pelos seres humanos e ainda são amplamente utilizados em várias aplicações. As argilas, em particular, têm um excelente histórico de utilização em diversas indústrias, como tijolos de construção, infraestrutura, inseticidas, filtros de água, borracha, produtos farmacêuticos e de higiene pessoal. Além disso, as argilas estiveram recentemente envolvidas na concepção de novos materiais e compósitos para vários fins de desenvolvimento, como cerâmicas tradicionais e de engenharia1, agregados leves2, compósitos metalocerâmicos híbridos3, geopolímeros4, adsorvente5, compósitos de espuma sintática leve6, preservação lipídica7, construção cimentícia materiais8, membrana cerâmica de baixo custo9 e carreadores farmacêuticos em sistemas de liberação de fármacos10.

As argilas são naturalmente compostas de minerais argilosos, sedimentos não argilosos e uma quantidade específica de umidade. As argilas são geralmente uma combinação de aluminossilicatos hidratados com estrutura em camadas existentes com proporções de dióxido de silício (SiO2)/óxido de alumínio (Al2O3) variando de 2,0/1,0 a (4,0–5,0)/1,01. As argilas podem ser subdivididas em várias categorias, incluindo argilas ricas em montmorilonita, caulinita, ilita e clorita. A seleção de argilas adequadas como matéria-prima primária para produtos cerâmicos à base de argila pode ser determinada com base em suas propriedades mineralógicas, químicas, físicas e granulométricas11. Globalmente, as argilas ricas em caulinita são os minerais aluminossilicatos mais abundantes e extensivamente empregados, especialmente no Egito12. Caolinita (\({\mathrm{Al}}_{2}{\mathrm{O}}_{3}\cdot 2{\mathrm{SiO}}_{2}\cdot 2{\mathrm{H}} _{2}\mathrm{O}\)) é considerado como os minerais abundantes que existem na crosta terrestre. Consequentemente, as argilas ricas em caulim e caulinita são amplamente utilizadas na fabricação de cerâmicas tradicionais. Historicamente, os depósitos de caulim foram originalmente a primeira matéria-prima utilizada na indústria cerâmica e ainda são a aplicação industrial mais conhecida dos depósitos de caulim. As propriedades mais importantes existentes naturalmente no caulim para fins cerâmicos são plasticidade, tamanho de partícula e cor queimada. Além disso, existem vários tipos de argilas usadas na indústria cerâmica, como argilas plásticas de queima branca (argilas de bola)13, argilas de queima branca de plasticidade média-baixa14, argilas plásticas de queima vermelha15, argilas de queima vermelha com carbonatos16. As argilas cerâmicas podem estar nas condições originais de deposição ou ter sido soterradas, com os efeitos relacionados da diagênese. Estas condições podem levar à consolidação progressiva do sedimento (ou seja, de argila para argilito e folhelho) até a litificação (ardósia) com consequentes modificações da composição mineralógica (ou seja, ilita-esmectita interestratificada > ilita > sericita) e propriedades físicas ( especialmente plasticidade e moabilidade). Plantas de cerâmica podem processar desde sedimentos inconsolidados até materiais argilosos moderadamente consolidados, mas argilas fortemente litificadas geralmente precisam ser tratadas como "materiais duros" (isto é, rochas feldspáticas)16,17.