Navegação por Revista "Journal of Applied Materials and Technology"

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  • IPEN-DOC 28648

    FUNGARO, DENISE A. ; SILVA, KATIA C. ; MAHMOUD, ALAA E.D.. Aluminium tertiary industry waste and ashes samples for development of zeolitic material synthesis. Journal of Applied Materials and Technology, v. 2, n. 2, p. 66-73, 2021. DOI: 10.31258/Jamt.2.2.66-73

    Abstract: Wastes generated in large amounts have been recognized as sustainable sources of raw materials for the synthesis of adsorbents. The synthesis of zeolite through wastes recycling of two different ash sources (coal bottom ash and sugarcane waste ash) and industrial aluminum waste was evaluated. The molar ratio of SiO2/Al2O3 for zeolite 4A formation was achieved by the addition of aluminum waste from tertiary industry as aluminum source. Coal bottom ash and sugarcane waste ash were used as a source of both silica and alumina. The synthesized materials were characterized using X-ray powder diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and cation exchange capacity (CEC). The analysis of the properties of the products demonstrates that the by-products can be used to produce zeolite A. The utilization of synthesized zeolites as adsorbent for cadmium removal from aqueous solution was conducted following the concept of implementation of utilization of waste materials as a component of the circular economy in the wastewater sector.

    Palavras-Chave: industrial wastes; aluminium; sugar cane; ashes; zeolites; hazardous materials; waste management

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  • IPEN-DOC 28323

    IZIDORO, JULIANA de C. ; FUNGARO, DENISE A. ; VIVIANI, LUCIANA C.; SILVA, ROGERIO da C.. Brine sludge waste from a Chlor-alkali industry: characterization and its application for non-structural and structural construction materials. Journal of Applied Materials and Technology, v. 3, n. 1, p. 1-7, 2021. DOI: 10.31258/Jamt.3.1.1-7

    Abstract: Brine sludge (BS) is an industrial waste generated in large amounts by the Chlor-alkali industry and, usually disposed into industrial landfills. Because BS contains several chemical compounds, also presents a potential environmental impact. The feasibility of the utilization of brine sludge wastes for the preparation of value-added materials was investigated. The characterization of two brine sludge samples was performed in terms of chemical and physical composition, particle size distribution, X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), and thermal analysis (DTA/TG). Elements like Ca, Si, Na, Mg, Al, Cl, and Fe were identified in the samples. The XRD results confirmed the crystalline nature of compounds and indicated that the main compounds in brine sludge samples were calcium carbonate, sodium chloride, magnesium hydroxide, and quartz. FTIR showed the presence of varying functional groups like carbonate, siloxane, and hydroxide. The two brine sludge samples can be considered as a fine powder with the mean diameter (d50) of 4.984 µm and 24.574 µm, for the BS from Santo André and Cubatão, respectively. The results indicated that the brine sludge samples presented favorable characteristics to use limestone ?ller and binder alternative to Portland cement in the nonstructural construction materials. The incorporation of brine sludge in geopolymeric materials is another possible use in sustainable construction material products. The production of value-added products from brine sludge will be an important contribution towards sustainable development adopted by the Chlor-alkali industry.

    Palavras-Chave: brines; sludges; chlorine; chemical composition; industrial wastes; solid wastes; concretes; composite materials

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  • IPEN-DOC 26486

    IZIDORO, JULIANA de C. ; MIRANDA, CAIO ; CASTANHO, DAVI ; ROSSATI, CARLOS ; CAMPELLO, FELIPE ; GUILHEN, SABINE N. ; FUNGARO, DENISE A. ; WANG, SHAOBIN. Physical and chemical characteristics of feed coal and its by-products from a Brazilian thermoelectric power plant. Journal of Applied Materials and Technology, v. 1, n. 1, p. 1-14, 2019. DOI: 10.31258/Jamt.1.1.1-14

    Abstract: In this study, feed coal (FC) from the Figueira Thermoelectric Power Plant (FTPP), located in the state of Paraná (PR), Brazil was characterized by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffractometry (XRD), infrared spectroscopy (FTIR), thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), particle size distribution analysis by laser diffraction, loss of ignition (LOI), total carbon content (TC), pH and conductivity. FC-derived by-products (CCBs) collected at the FTPP were: bottom ash (BA), fly ash from cyclone filter (CA) and fly ash from bag filter (FA). In addition to the techniques used for feed coal characterization, CCBs were also characterized by total surface area (by using BET method), external surface area (by using laser diffraction), cation exchange capacity (CEC), bulk density, besides leaching and solubilization tests. FC sample contains 72.2% of volatile material, of which 55.3% is total carbon content. LOI, FTIR, TGA and TC analyzes corroborated with these results. The main crystalline phases in the FC sample were found to be quartz, kaolinite and pyrite. The elements As, Cr, Ni and Pb were encountered in the FC sample, indicating that the use of FTPP feed coal should be monitored due to the toxic potential of these elements. The three coal ashes were classified as class F according to ASTM and presented similar chemical composition, with total content of the main oxides (SiO2, Al2O3 and Fe2O3) above 72%. Ashes enrichment factor analysis (EF) showed that As, Zn and Pb concentrate mainly in fly ash from bag filter (FA), whereas the elements K and Mg presented higher enrichment in the bottom ash (BA) . All ashes presented quartz, mullite and magnetite as crystalline phases, as well as the same functional groups, related to the presence of humidity, organic matter and Si and Al compounds. XRD, XRF, TGA, FTIR, LOI and TC techniques were correlated and confirmed the obtained results. Total and external surface area values of CCBs were related to the total carbon content (TC), as well as to the results of particle size distribution and the scanning electron micrographs of the samples. On the other hand the CEC of the ashes showed relation with the particle size distribution and with the external surface area. Leaching and solubilization tests of CCBs showed that FA sample was considered hazardous and classified as class I waste, while CA and BA samples were considered non-hazardous and non-inert wastes and classified as class II-A. FA sample from Figueira power plant must be discarded only after treatment or a stringent disposal criterion must be followed to avoid contamination on site. In this work, feed coal sample was also compared to the CCBs samples generated from it. The results showed the differences between fuel and products through the different characterization techniques. In addition to contributing to the understanding of the relationship between coal and its combustion products, this work can also help to reduce the environmental impacts caused by the CCBs disposal, as well as can also be used to compare the characteristics of CCBs from FTPP with the new wastes that will be generated by the same thermal power plant that will be soon modernized.

    Palavras-Chave: thermal power plants; thermoelectricity; coal; materials; thermal analysis; chemical composition; combustion products; physical chemistry; brazil; electric power

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  • IPEN-DOC 27762

    FUNGARO, DENISE A. ; GROSCHE, LUCAS ; IZIDORO, JULIANA de C. . Synthesis of calcium silicate hydrate compounds from wet flue gas desulfurization (FGD) waste. Journal of Applied Materials and Technology, v. 1, n. 2, p. 88-95, 2020. DOI: 10.31258/Jamt.1.2.88-95

    Abstract: In this study Calcium silicate hydrate based products (CSHP) were synthesized from wet flue gas desulfurization waste (FGD) by alkali fusion followed by hydrothermal treatment. The effect of various factors on the formation of products, such as mineralizing agent, fusion temperature and time, crystallization time and addition of Ca and Si were studied as well as the conditions optimized. The FGD and synthesized materials were characterized by using X-Ray (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray fluorescence (XFR), among other methods. A fusion temperature of 600 °C with NaOH, fusion duration of 1 h, and a subsequent hydrothermal temperature of 100 °C for a reaction of 24 h were found to be the optimal conditions. In these synthesis conditions, CSHP containing tobermorite and Al-tobermorite was the major phases. The synthesized CSHP revealed high selective uptake for Cs+ in water. The maximum adsorption capacity of Cs+ onto the synthesized material, as calculated from the Langmuir model, was 1949 µmol g-1. The performance on the Cs+ removal in the presence of high Na+ contents was also evaluated. The adsorbent material showed a high Cs+ adsorption capacity in deionized water and a decrease of 56% and 62% in saturated media with the Na+ ions and seawater, respectively. Therefore, CSHP as a higher value-added product can be obtained from a by-product of a coal-fired power plant, which has wide range applications, including for Cs+ removal from wastewater.

    Palavras-Chave: flue gas; calcium silicates; hydrates; desulfurization; cesium; adsorption; chemical composition; hydrothermal systems; mineralization

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O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


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