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This study synthesized and characterized amorphous mesoporous silica from palm kernel shell ash. Sol–gel synthesis technique was used to produce the amorphous mesoporous silica from palm kernel shell ash. Silica is an affordable material with numerous applications including glass production, electronics and polymer materials, drug delivery and energy storage. It has been manufactured from different agricultural bio-resources with limited research on palm kernel shell ash (PKSA). The synthesized amorphous mesoporous silica was characterized using X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) techniques, scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray (EDX). The XRD patterns reveal the amorphous nature of the extracted amorphous silica, EDX confirmed the presence of SiO2, while FTIR analysis shows the existence of silanol and siloxane groups. Thermal gravimetric analysis (TGA) indicate presence of physically adsorbed and chemically bound water. Silica yield after synthesis was 96.83%. This success means decreases in environmental contamination caused by indiscriminate disposal of palm kernel shell (PKS) and amorphous silica for advanced material applications including glass and ceramics, drug delivery. Resumen: Este estudio sintetizó y caracterizó la sílice mesoporosa amorfa a partir de la cáscara del núcleo de palma. Se usó la técnica de síntesis de sol-gel para producir la sílice mesoporosa amorfa de la cáscara del núcleo de palma. La sílice es un material asequible con numerosas aplicaciones que incluyen la producción de vidrio, electrónica y materiales de polímeros, la administración de medicamentos y el almacenamiento de energía. Se ha fabricado a partir de diferentes recursos biológicos agrícolas, con una investigación limitada sobre la cáscara del núcleo de palma (PKSA). La sílice mesoporosa amorfa sintetizada se caracterizó utilizando técnicas de fluorescencia de rayos X (XRF), difracción de rayos X (XRD), técnica de infrarrojos por transformada de Fourier (FTIR), microscopio electrónico de barrido (SEM) y rayos X de energía dispersiva (EDX). Los patrones de XRD revelan la naturaleza amorfa de la sílice mesoporosa amorfa extraída, EDX confirmó la presencia de SiO2, mientras que el análisis FTIR muestra la existencia de grupos de silanol y siloxano. El análisis gravimétrico térmico (TGA) indica la presencia de agua adsorbida físicamente y unida químicamente. El rendimiento de sílice después de la síntesis fue del 96.83%. Este éxito significa una disminución de la contaminación ambiental causada por la eliminación indiscriminada de la envoltura del núcleo de palma (PKS) y la sílice mesoporosa amorfa para aplicaciones avanzadas de materiales que incluyen vidrio y cerámica, suministro de medicamentos.

New ceramic materials obtained from tungsten mining wastes, from region of Beira Interior in Portugal, with no commercial use, responsible for landscape and environmental problems are presented. These preshaped new ceramic products, prepared in a wide thermal range (800 °C to 1300 °C) was evaluated by mechanical test, but also was characterized the starting raw materials: tungsten wastes mining and industrial kaolin. Results, which also include a mineralogical characterization of ceramic products and morphologic evaluation of neoformed by scanning electron microscopy, show firstly, the feasibility of converting a large number of these wastes in marketable ceramics. Thanks to the experimentation carried out, the ability to generate ceramic materials is emphasized, without the presence of mineral clay, due to the particular composition of these waste of mining with content of acid, neutral and basic oxides.Se presentan nuevos materiales cerámicos obtenidos a partir de residuos de minería de tungsteno que son extraídos en la región de Beira Interior en Portugal, con nulo aprovechamiento comercial a la par que provocan graves problemas paisajísticos y medioambientales. Los nuevos productos cerámicos, preparados en un amplio rango térmico (desde 800 ºC a 1300 ºC) han sido evaluados mediante ensayos mecánicos principalmente, aunque también han sido caracterizadas las materias primas de partida: restos de minería de tungsteno y caolín industrial, con los que han sido conformados. Los resultados, que incluyen también una caracterización mineralógica de los productos cerámicos y evaluación morfológica de neoformados mediante microscopía electrónica de barrido, ponen de manifiesto, en primer lugar, la factibilidad de transformar un gran número de estos residuos en productos cerámicos comercializables. Gracias a la experimentación realizada, se puede obtener una pasta industrial con 90 % de residuo sin modificar dramáticamente sus propiedades. Así se pueden generar materiales cerámicos prácticamente sin la presencia de minerales de la arcilla, dada la particular composición de estos residuos de minería con presencia de óxidos ácidos, neutros y básicos.

Two main by-products or waste from the production of glass fibre are following: sewage sludge containing montmorillonite clay as sorbent material and ca 50% of organic matter as well as waste glass from aluminiumborosilicate glass fibre with relatively high softening temperature (> 600 ºC). In order to elaborate different new ceramic products (porous or dense composites) the mentioned by-products and illitic clay from two different layers of Apriki deposit (Latvia) with illite content in clay fraction up to 80-90% was used as a matrix. The raw materials were investigated by differential-thermal (DTA) and XRD analysis. Ternary compositions were prepared from mixtures of 15–35 wt % of sludge, 20 wt % of waste glass and 45–65 wt % of clay and the pressed green bodies were thermally treated in sintering temperature range from 1080 to 1120 ºC in different treatment conditions. Materials produced in temperature range 1090–1100 ºC with the most optimal properties - porosity 38-52%, water absorption 39–47% and bulk density 1.35–1.67 g/cm3 were selected for production of porous ceramics and materials showing porosity 0.35–1.1%, water absorption 0.7–2.6 % and bulk density 2.1–2.3 g/cm3 - for dense ceramic composites. Obtained results indicated that incorporation up to 25 wt % of sewage sludge is beneficial for production of both ceramic products and glass-ceramic composites according to the technological properties. Structural analysis of elaborated composite materials was performed by scanning electron microscopy(SEM). By X-ray diffraction analysis (XRD) the quartz, diopside and anorthite crystalline phases were detected.Durante la obtención de ciertas fibras de vidrio se generan dos subproductos o residuos principalmente: Lodo de arcilla montmorillonítica capaz de adsorber el 50 % de materia orgánica y un vidrio silicato alumínico con temperatura de reblandecimiento relativamente alta (> 600 ºC). Con el fin de elaborar nuevos materiales cerámicos, tanto porosos como densos, se han utilizado estos dos residuos y unas arcillas procedente de unos depósitos mineros de Apriki (Letonia) cuyo contenido en la fracción illítica es > 80 %. Todas las estas materias primas se han estudiado por análisis térmico diferencial (ATD) y análisis por difracción de rayos X (DRX). Se prepararon diferentes mezclas de los tres componentes con 15-35 % en peso del lodo, 20% en peso del vidrio y 45–65 % en peso de las arcillas y después de prensarlas fueron tratadas térmicamente para su sinterización en un rango de temperaturas entre 1080 y 1120 ºC y con diferentes condiciones. Los materiales obtenidos a temperaturas entre 1090-1100 ºC y con las mejores propiedades (porosidad 38-52%, absorción de agua 39–47% y densidad 1,35 – 1,67 g/cm3, fueron los seleccionados para producción de cerámica porosa y los materiales con porosidad 0,35–1,1%, absorción de agua 0,7–2,6% y densidad 2,1–2,3 g/cm3, para materiales cerámicos densos. Los resultados obtenidos indican que la incorporación de hasta un 25 % en peso del lodo es beneficiosa para la producción de ambos tipos de materiales cerámicos como lo demuestran las propiedades tecnológicas conseguidas. La microestructura de los materiales elaborados fue estudiada por microscopía electrónicade barrido (SEM). Mediante análisis por difracción de X-rayos (DRX) se pudieron detectar en los materiales porosos las fases cristalinas: cuarzo, diópsido y anortita.

Biodiesel glycerin ashes are residual ashes generated in the combustion of glycerine that is produced as a by-product in the manufacture of biodiesel. The aim of this work is to check their flux action in ceramic fabrics. In order to do so, both mineralogical and chemical characterisation of these ashes and some ceramic pastes, used in stoneware, has been performed, as well as an assessment of its thermal behaviour. Different mixtures of biodiesel ceramics adding ashes to a paste in a ceramic 5, 7 and 10% by weight have been used. Such mixtures have been studied with a hot stage microscope and it can be concluded that the ash acts as a flux of the ceramic paste reducing its sintering temperature in more than 100 ºC, which in an industrial process would result in energy savings in the firing process and valorisation of waste it as a secondary raw material, in addition to obtaining an environmental benefit reusing waste products and preventing its dumping.Las cenizas de glicerina de biodiésel son unas cenizas residuales generadas en la combustión de la glicerina que se obtiene como subproducto en la fabricación de biodiésel. El objetivo de este trabajo es comprobar su acción fundente en pastas cerámicas. Para ello se ha realizado la caracterización mineralógica y química de dichas cenizas y de unas pastas cerámicas destinadas a la fabricación de gres, así como el estudio de su comportamiento térmico. Se han formulado diferentes mezclas adicionando cenizas de glicerina a la pasta cerámica en un 5, 7 y 10 % en peso. Estas mezclas se han estudiado con el microscopio de calefacción de manera comparada y se concluye que la ceniza actúa como fundente de la pasta cerámica reduciendo su temperatura de sinterización en más de 100ºC, lo cual en un proceso industrial se traduciría en un ahorro energético en la cocción y en la valorización de un residuo al considerarlo como una materia prima secundaria, además de obtener un beneficio medioambiental al reutilizar un residuo evitando su vertido.

This work describes the study of phase development during the setting of various clinker formulations prepared with industrial wastes or by-products, namely sludges (generated in the Al-anodising and surface coating industrial processes, in potable water filtration/cleaning operations and in the cutting process of natural marble) and foundry sand. For comparison, similar formulations were also prepared with commercial high purity grade raw materials and processed in identical conditions. To circumvent the experimental restrictions imposed by the use of Vicat’s needle (i.e. large amount of material), electrical resistivity measurements were conducted by alternate current (a.c.) impedance spectroscopy to follow the hydration process and setting behaviour. During setting, the temperature evolution of the water/cement pastes was also recorded. Impedande spectroscopy (IS) studies were found to be a reliable method and, in some systems, can be a more sensitive technique to detect on-going hydration reactions.Este trabajo describe el estudio del desarrollo de fases durante el fraguado de diferentes formulaciones de clinker preparados con residuos industriales o subproductos, denominados barros (generados en los procesos de recubrimientos industriales por anodizado de Al, en procesos de filtración/depuración de agua potable y en procesos de corte de mármol) y arenas de fundición. Con el objeto de comparar, se prepararon formulaciones similares a partir de materias primas comerciales de alta pureza y procesadas en idénticas condiciones. Para sortear las restricciones experimentales de inherentes a la aguja de Vicat (esto es, grandes cantidades de material), se realizaron medidas de resistividad eléctrica en corriente alterna (a.c.) de espectroscopía de impedancia para seguir el proceso de hidratación y fraguado. Durante el fraguado, la evolución de la temperatura de las pastas de agua/cemento se registró. Los estudios de espectroscopía de impedancia mostraron ser un método fiable y en algunos casos, pueden emplearse como técnica sensible para detectar el inicio de las reacciones de hidratación.

For cordierite synthesis through the Sol-Gel method, the sodium silicate obtained from the dissolution of a solid residue coming from the aluminum sulfate production based on kaolin, was used. The sources of magnesium and aluminum were obtained using the technologies previously developed by CIPIMM. The elements were mixed in a determined order and quantity to obtain a Gel with cordierite stechiometry. The gel was washed and dried and briquettes were made to treat them at different temperatures, obtaining cordierite in a major phase at 1200ºC. This was checked through the X-Ray diffraction analysis of the products coming from the thermical treatment. The method used when compared to the traditional ones, permitted to reduce crystallization temperature, obtaining more dense products and clean technology.Para la síntesis de la Cordierita por el método de Sol-Gel se utilizó, el silicato de sodio, obtenido de la disolución de un residuo sólido proveniente de la producción de sulfato de aluminio a partir de caolín. Los precursores de magnesio y aluminio fueron obtenidos utilizando las tecnologías previamente desarrolladas por el CIPIMM. Los materiales fueron mezclados en un orden y cantidad determinada hasta obtener el Gel con estequiometría de cordierita. El gel fue lavado, secado, briqueteado y tratado térmicamente a diferentes temperaturas, lográndose cordierita en fase mayoritaria a los 1200 ºC, lo cual fue corroborado mediante el análisis por difracción de rayos X de los productos del tratamiento térmico. El método utilizado comparado con los tradicionales permitió reducir la temperatura de cristalización, obtener productos más densificados y tecnología limpia.

Industrial wastes produced by the ceramic pigment industry have been characterized according to chemical and ecotoxicity overview and classified as “Dangerous or Not Dangerous” waste with regard to environmental Spanish Law. Analysis carried out on wastes comming from an industrial pecipitation-sedimentation process indicate that such wastes do not exceed any of the environmental limits checked, if only colorant ions are present; however the industrial practice often give rise to enamel wastes wich present Pb and B levels exceeding legal limits.En el presente trabajo se han caracterizado los residuos generados por la industria de pigmentos cerámicos, desde un punto de vista tanto químico como atendiendo a su ecotoxicidad, clasificándolos después como "Peligrosos o No peligrosos" de acuerdo a la legislación española. Así, los análisis realizados a residuos procedentes del proceso de depuración industrial de precipitación-decantación, indican que tales residuos no superan las concentraciones limite establecidas para ninguno de los contaminantes estudiados, si la componente de estos residuos es únicamente debida a residuos de colorantes. Sin embargo, la práctica habitual tiende a mezclar estos residuos con los de procedencia de esmaltes, que a menudo presentan concentraciones de Pb y B que superan los límites legales.

The wastes incorporation to the production cycle is an interesting alternative in modern industry. This gives rise to not only an economical profit but to a considerable decrease in environmental impact. Studies made about recycling of several wastes: glass, electric insulators and fly ash are compared in this work. The materials were crushed and separated by particle size distribution in order to prepare representative samples. Different treatment steps were carried out as is usual in the process of ceramic industries. Some of the obtained powders were used without additives while other were mixed in different ratios with other ceramic components in order to improve their final properties. All the compacts, obtained by uniaxial pressing of the powders, received thermal treatments which were adequate to their compositions. They were then characterised by several techniques including dilatometry, X ray diffraction, porosity, microhardness, optical and scanning electron microscopy and energy dispersion analysis (SEM/EDX). From this investigation it was concluded that the studied materials constitute a potential source of raw materials for the ceramic industry.La incorporación de materiales de desecho en el ciclo productivo es una alternativa de interés en la industria moderna que conduce tanto a un beneficio económico como a una considerable reducción del impacto sobre el medio ambiente. En este trabajo se comparan estudios realizados sobre la reutilización de diversos residuos: vidrio, aisladores eléctricos y cenizas volantes. Estos materiales fueron molidos y clasificados por tamaño de partículas para ser usados en la preparación de muestras representativas. Las diferentes etapas de tratamiento se establecieron según los procesos habituales de producción de la industria cerámica. Algunos de los polvos obtenidos se utilizaron sin aditivos, mientras que otros fueron mezclados en distintas proporciones con diversos componentes cerámicos con el fin de mejorar sus propiedades finales. Todos los compactos, obtenidos por prensado uniaxial de estos polvos, recibieron tratamientos térmicos adecuados a sus composiciones, para luego ser caracterizados por diversas técnicas entre las que se pueden mencionar: dilatometría, difracción de rayos X, porosidad, microdureza, microscopías óptica y electrónica de barrido y análisis por dispersión de energías. Del análisis de los resultados obtenidos en estos estudios, se concluyó que los materiales ensayados constituyen una potencial fuente de materia prima para la industria cerámica.

Sludges produced by the physico-chemical treatments of waste waters generated by electroplating plants were physically and chemically characterised and incorporated in ceramic pastes. The influence of the amount of sludges added to a typical brick composition on the various processing steps and on the green and fired properties was studied. The environmental risks of the incorporation of these sludges rich in heavy metals such as Cr, Pb, Zn, Cu, Ni, etc. were evaluated by performing leaching tests on the fired products. The results showed that sludge contents up to 15 % could be incorporated without affecting significantly the physical characteristics of the ceramic products. Furthermore, a successful inertization of the pollutants was achieved.Se han caracterizado desde el punto de vista químico y físico lodos procedentes de las aguas residuales de procesos de galvanizado. Posteriormente se han incorporado a pastas cerámicas, convencionales de la industria ladrillera, estudiándose la influencia de las cantidades añadidas sobre las propiedades de los materiales tanto en verde como en el producto final y durante las distintas etapas de fabricación. Se evaluaron los riesgos medioambientales derivados de la incorporación de los metales pesados, tales como Cr, Pb, Zn, Cu, Ni etc, presentes en los lodos, mediante la realización de ensayos de lixiviado. Los resultados indican que puede incorporarse hasta un 15% en peso de dichos lodos, sin que se produzcan cambios significativos en las propiedades físicas de los materiales cerámicos obtenidos. Se ha obtenido, asimismo, un procedimiento viable de inertización de los agentes contaminantes.