De acordo com fontes relevantes, a composição química do bisque cerâmico é a seguinte: SiO₂ 59,57%–72,5%, Al₂O₃ 21,5%–32,53%, CaO 0,18%–1,98%, MgO 1,16%–1,89%, Fe₂O₃ 0,11%–1,11%, TiO₂ 0,01%–0,11%, K₂O 1,21%–3,78%, Na₂O 0,47%–2,04%. Existem muitos tipos de cerâmicas para construção, que podem ser divididas em cerâmicas calcárias e cerâmicas magnésicas com base em sua composição química. Como os minerais rochosos comuns que compõem os rejeitos geralmente possuem as condições básicas para serem utilizados como materiais de enchimento ou fundentes em massas cerâmicas, é possível produzir cerâmicas com bom desempenho por meio de um projeto adequado, adaptado aos diferentes processos de produção e produtos.

5.4.1 Experimento de fabricação de cerâmica utilizando rejeitos de tungstênio

O antigo Instituto de Metalurgia do Sul (atual Universidade de Ciência e Tecnologia de Jiangxi) realizou experimentos sobre a fabricação de cerâmicas utilizando rejeitos de terras raras misturados com rejeitos de tungstênio. Os resíduos de tungstênio utilizados provinham de uma lagoa de rejeitos no sul da província de Jiangxi. A proporção de minerais metálicos de tungstênio nos resíduos é muito pequena; a maioria consiste em minerais não metálicos, principalmente quartzo e feldspato, bem como fluorita, granada etc., com uma alta fração mássica de SiO₂. Os rejeitos de terras raras utilizados eram da região sul de Jiangxi, com altas frações mássicas de SiO₂ e Al₂O₃. As principais composições químicas dos dois rejeitos são apresentadas na Tabela 5-13 e na Tabela 5-14, respectivamente.

Tabela 5-13 Composição química principal de um determinado resíduo de tungstênio (%)

Tabela 5-14 Composição química principal de um determinado rejeito de terras raras (%)

Os dados apresentados nas Tabelas 5-13 e 5-14 mostram que a composição química dos rejeitos é muito semelhante à do bisque cerâmico, de modo que eles podem ser transformados em matérias-primas cerâmicas com excelente desempenho.

Experimentos de formulação indicam que uma mistura de 65%–70% de rejeitos de terras raras e 35%–30% de rejeitos de tungstênio é a ideal.

O processo de produção é ilustrado na Figura 5-9.

Figura 5-9 Processo de produção

A temperatura de queima no processo é de 1100–1130 °C, com uma taxa de sucesso na queima superior a 90%. Os produtos cerâmicos bisque resultantes apresentam uma superfície lisa, forte brilho vítreo, cor vermelho-escuro, som nítido e alta resistência. Esse processo aproveita ao máximo a complementaridade composicional entre rejeitos de tungstênio e rejeitos de terras raras, bem como o efeito de coloração de certos elementos presentes nos rejeitos de terras raras, alcançando uma alta taxa de sucesso na queima. Essa tecnologia oferece um caminho eficaz para o desenvolvimento e a utilização de rejeitos.

Produção de cerâmicas com esmalte de troca de forno utilizando rejeitos de ouro

Chen Ruiwen e outros pesquisadores da Base Provincial de Desenvolvimento Tecnológico da Indústria Cerâmica de Fujian realizaram uma pesquisa sobre a produção de cerâmicas com esmalte de mudança de forno utilizando rejeitos da mina de ouro de Shuangqishan, na província de Fujian. As principais tecnologias para a produção de cerâmicas com esmalte colorido a partir de rejeitos de ouro são a formulação do esmalte colorido e o processo de produção. As matérias-primas para o esmalte colorido cerâmico são, principalmente, rejeitos de ouro refinados (com frações em massa: feldspato 36%–37%, caulim 15%–17%, quartzo 24%–26%, dolomita 14%–16%, óxido de ferro 5%–6%), complementadas com quantidades adequadas de minerais que desenvolvem cor (como Fe₂O₃, MnO₂), ou utilizando diretamente os oligoelementos originais presentes nos minerais — tais como óxido de ferro, ilmenita de manganês, ouro, prata, tungstênio etc. — como agentes corantes (que desenvolvem cor). Para garantir a estabilidade das propriedades físicas do corpo, do esmalte e da pasta, são utilizadas matérias-primas auxiliares, como argila de Yong’an, lama elutriada de argila de porcelana de Dapingshan e lama preta de Zhangzhou. A proporção em massa das matérias-primas de óxidos metálicos em cada 100 partes em peso de esmalte colorido é: Fe₂O₃ 4–6,5, K₂O+Na₂O 3–5, CaO+MgO 7–11. A quantidade adicionada de rejeitos na massa pode chegar a 20%–30%, e até mesmo 50%–85% no esmalte. A faixa de temperatura de queima é de 1.100–1.250 °C, e diferentes atmosferas de queima produzem diferentes efeitos na superfície do esmalte.

(1) Fluxo do processo: Peneiramento de rejeitos de ouro → envelhecimento → dosagem → moagem a bolas úmida → peneiramento → remoção de ferro → entrada no tanque de polpa → bomba de polpa de diafragma duplo → peneiramento → remoção de ferro → envelhecimento → moldagem por colada → secagem e aparagem (em espera).

(2) Fluxo do processo de esmaltagem: peneiramento de rejeitos de ouro (malha 325) → envelhecimento → dosagem → moagem em moinho de bolas → peneiramento → esmaltagem → queima → produto acabado.

(3) Parâmetros do processo de fabricação: Finesse da pasta: resíduo na peneira de malha 200 (0,074 mm) 1,0%–1,8%; encolhimento total (secagem + queima) 12,5%–13,5%; resistência em seco 2,45 MPa.

(4) Parâmetros do processo da pasta de esmalte: finura da pasta de esmalte: resíduo na peneira de malha 200 de 0,05%–0,1%; densidade relativa da pasta de esmalte de 1,70–1,75; métodos de esmaltação: esmaltação por pulverização e por imersão; temperatura de queima do esmalte: 1210 ± 10 °C; espessura do esmalte: 0,7–1,0 mm.

(5) Programa de queima: A queima é realizada em um forno túnel de seção ampla e com economia de energia, a uma temperatura de 1200–1230 °C. Devido à presença significativa de matéria orgânica e carbonatos nas matérias-primas, a taxa de aquecimento na fase inicial deve ser relativamente lenta. Perto da temperatura de fusão do esmalte, é necessário um tempo de manutenção mais longo para garantir uma superfície de esmalte de alto brilho.

As diversas cerâmicas com esmalte de mudança de forno desenvolvidas com resíduos de ouro apresentam cores ricas e vibrantes, com superfícies de esmalte brilhantes e lisas, e permitem a produção completa de cerâmicas artísticas com esmalte de mudança de forno de alta qualidade artística. Como os resíduos de ouro promovem a sinterização, a temperatura de queima para produtos cerâmicos com esmalte de mudança de forno é reduzida em 50–80 °C em comparação com os métodos tradicionais, diminuindo o consumo de energia na produção cerâmica e oferecendo bons benefícios econômicos e sociais.