Published August 10, 2021 | Version v1
Publication Open

Brine sludge waste from a Chlor-alkali industry: characterization and its application for non-structural and structural construction materials

Creators

  • 1. National Nuclear Energy Commission
  • 2. Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares
  • 3. Universidade Paranaense

Description

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 filler 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.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

حمأة المحلول الملحي هي نفايات صناعية تنتج بكميات كبيرة من قبل صناعة الكلور والقلويات وعادة ما يتم التخلص منها في مدافن النفايات الصناعية. نظرًا لأن BS يحتوي على العديد من المركبات الكيميائية، فإنه يمثل أيضًا تأثيرًا بيئيًا محتملاً. تم التحقيق في جدوى استخدام نفايات حمأة المحلول الملحي لإعداد مواد ذات قيمة مضافة. تم إجراء توصيف عينتين من حمأة المحلول الملحي من حيث التركيب الكيميائي والفيزيائي، وتوزيع حجم الجسيمات، وانحراف الأشعة السينية (XRD)، والتحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه (FTIR)، والتحليل الحراري (DTA/TG). تم تحديد عناصر مثل Ca و Si و Na و Mg و Al و Cl و Fe في العينات. أكدت نتائج XRD الطبيعة البلورية للمركبات وأشارت إلى أن المركبات الرئيسية في عينات حمأة المحلول الملحي كانت كربونات الكالسيوم وكلوريد الصوديوم وهيدروكسيد المغنيسيوم والكوارتز. أظهر FTIR وجود مجموعات وظيفية مختلفة مثل الكربونات والسيلوكسان والهيدروكسيد. يمكن اعتبار عينتي الحمأة المالحة كمسحوق ناعم بمتوسط قطر (d50) قدره 4.984 ميكرومتر و 24.574 ميكرومتر، لـ BS من سانتو أندريه وكوباتاو، على التوالي. أشارت النتائج إلى أن عينات حمأة المحلول الملحي قدمت خصائص مواتية لاستخدام الفيلر الجيري والبديل اللاصق للأسمنت البورتلاندي في مواد البناء غير الإنشائية. يعد دمج حمأة المحلول الملحي في المواد البوليمرية الجيولوجية استخدامًا آخر ممكنًا في منتجات مواد البناء المستدامة. سيكون إنتاج المنتجات ذات القيمة المضافة من حمأة المحلول الملحي مساهمة مهمة في التنمية المستدامة التي تعتمدها صناعة الكلور والقلويات.

Translated Description (French)

Les boues de saumure (BS) sont des déchets industriels générés en grande quantité par l'industrie du chlore et de la soude et, généralement, éliminés dans des décharges industrielles. Parce que BS contient plusieurs composés chimiques, présente également un impact environnemental potentiel. La faisabilité de l'utilisation des déchets de boues de saumure pour la préparation de matériaux à valeur ajoutée a été étudiée. La caractérisation de deux échantillons de boues de saumure a été réalisée en termes de composition chimique et physique, de distribution granulométrique, de diffraction des rayons X (DRX), de spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et d'analyse thermique (DTA/TG). Des éléments tels que Ca, Si, Na, Mg, Al, Cl et Fe ont été identifiés dans les échantillons. Les résultats XRD ont confirmé la nature cristalline des composés et ont indiqué que les principaux composés dans les échantillons de boues de saumure étaient le carbonate de calcium, le chlorure de sodium, l'hydroxyde de magnésium et le quartz. Le FTIR a montré la présence de divers groupes fonctionnels comme le carbonate, le siloxane et l'hydroxyde. Les deux échantillons de boues de saumure peuvent être considérés comme une poudre fine avec un diamètre moyen (d50) de 4,984 µm et 24,574 µm, pour les BS de Santo André et Cubatão, respectivement. Les résultats ont indiqué que les échantillons de boues de saumure présentaient des caractéristiques favorables à l'utilisation d'un matériau de remplissage calcaire et d'un liant alternatif au ciment Portland dans les matériaux de construction non structuraux. L'incorporation de boues de saumure dans les matériaux géopolymériques est une autre utilisation possible dans les produits de matériaux de construction durables. La production de produits à valeur ajoutée à partir de boues de saumure sera une contribution importante au développement durable adopté par l'industrie du chlore-alcali.

Translated Description (Spanish)

El lodo de salmuera (BS) es un residuo industrial generado en grandes cantidades por la industria cloroalcalina y, generalmente, se deposita en vertederos industriales. Debido a que BS contiene varios compuestos químicos, también presenta un posible impacto ambiental. Se investigó la viabilidad de la utilización de residuos de lodos de salmuera para la preparación de materiales de valor añadido. La caracterización de dos muestras de lodo de salmuera se realizó en términos de composición química y física, distribución del tamaño de partícula, difracción de rayos X (XRD), espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y análisis térmico (DTA/TG). Se identificaron elementos como Ca, Si, Na, Mg, Al, Cl y Fe en las muestras. Los resultados de XRD confirmaron la naturaleza cristalina de los compuestos e indicaron que los compuestos principales en las muestras de lodo de salmuera fueron carbonato de calcio, cloruro de sodio, hidróxido de magnesio y cuarzo. FTIR mostró la presencia de grupos funcionales variables como carbonato, siloxano e hidróxido. Las dos muestras de lodo de salmuera se pueden considerar como un polvo fino con un diámetro medio (d50) de 4.984 µm y 24.574 µm, para el BS de Santo André y Cubatão, respectivamente. Los resultados indicaron que las muestras de lodos de salmuera presentaron características favorables para usar relleno de piedra caliza y aglutinante alternativo al cemento Portland en los materiales de construcción no estructurales. La incorporación de lodos de salmuera en materiales geopoliméricos es otro posible uso en productos de materiales de construcción sostenibles. La producción de productos de valor añadido a partir de lodos de salmuera será una importante contribución al desarrollo sostenible adoptado por la industria cloroalcalina.

Files

53.pdf

Files (356.1 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:591bdc3c49cf90191f694fa333f02222
356.1 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نفايات حمأة المحلول الملحي من صناعة الكلور والقلويات: التوصيف وتطبيقه على مواد البناء غير الهيكلية والهيكلية
Translated title (French)
Déchets de boues de saumure d'une industrie chlore-alcali : caractérisation et son application pour les matériaux de construction non structuraux et structuraux
Translated title (Spanish)
Residuos de lodos de salmuera de una industria cloroalcalina: caracterización y su aplicación para materiales de construcción no estructurales y estructurales

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3193079596
DOI
10.31258/jamt.3.1.1-7

Is supplement to
https://openalex.org/W2902909897 (Other)
https://openalex.org/W2604713986 (Other)
https://openalex.org/W2495075322 (Other)
https://openalex.org/W2389108729 (Other)
https://openalex.org/W2387929254 (Other)
https://openalex.org/W2386603745 (Other)
https://openalex.org/W2369176790 (Other)
https://openalex.org/W2359076562 (Other)
https://openalex.org/W2171040483 (Other)
https://openalex.org/W1993643788 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1969717825
  • https://openalex.org/W1970266137
  • https://openalex.org/W1970377245
  • https://openalex.org/W1983411334
  • https://openalex.org/W1985645479
  • https://openalex.org/W1986755818
  • https://openalex.org/W1990748133
  • https://openalex.org/W1999376184
  • https://openalex.org/W2021474089
  • https://openalex.org/W2022451964
  • https://openalex.org/W2022928150
  • https://openalex.org/W2074334086
  • https://openalex.org/W2109508357
  • https://openalex.org/W2119757130
  • https://openalex.org/W2154225329
  • https://openalex.org/W2176278825
  • https://openalex.org/W2327168125
  • https://openalex.org/W2476273413
  • https://openalex.org/W2543014128
  • https://openalex.org/W2580563632
  • https://openalex.org/W2790470888
  • https://openalex.org/W2809828967
  • https://openalex.org/W2899445790
  • https://openalex.org/W2906769429
  • https://openalex.org/W2916479793
  • https://openalex.org/W2942774589
  • https://openalex.org/W2949706236
  • https://openalex.org/W3017001206
  • https://openalex.org/W3019784295
  • https://openalex.org/W3021388015
  • https://openalex.org/W3121962267
  • https://openalex.org/W3169572584