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Mineralogia Aplicada Mineralogia Aplicada aos Minerais Industriaisaos Minerais Industriais
Luiz Carlos BertolinoLuiz Carlos [email protected]@uol.com.br
Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJUniversidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ
Centro de Tecnologia Mineral - CetemCentro de Tecnologia Mineral - Cetem
UFPE – 23 a 27 de março de 2009
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Mineralogia Aplicada aos Mineralogia Aplicada aos Minerais IndustriaisMinerais Industriais
Objetivo: Objetivo: Introduzir o aluno aos princípios do estudo dos Introduzir o aluno aos princípios do estudo dos Minerais Industriais, habilitando-o a reconhecer Minerais Industriais, habilitando-o a reconhecer e caracterizar adequadamente os principais e caracterizar adequadamente os principais Minerais Industriais, em estudos macro e Minerais Industriais, em estudos macro e microscópicos, a partir de suas propriedades microscópicos, a partir de suas propriedades físicas e químicas. Além de compreender os físicas e químicas. Além de compreender os principais processos de formadores dos principais processos de formadores dos depósitos, bem como a sua funcionalidade e depósitos, bem como a sua funcionalidade e aplicações industriais.aplicações industriais.
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Programa do CursoPrograma do CursoUnidade I – GeologiaDefiniçõesClassificação dos Minerais IndustriaisProcessos de formação dos depósitosFuncionalidade e aplicações industriaisHistórico da utilização dos Minerais Industriais
Unidade II – Ocorrências e AplicaçõesOcorrências no mundoPrincipais ocorrências de Minerais Industriais no BrasilAplicações: indústria de papel, construção civil, fertilizantes,
metalurgia, tintas, plásticos e borrachas
Unidade III – Especificações para Aplicações Industriais
Principais especificações dos minerais para aplicações industriais: alvura, opacidade, resistência à abrasão, viscosidade, condutividade térmica e elétrica, entre outras.
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Unidade IV – Caracterização MineralógicaTécnicas analíticas aplicadas à caracterização dos minerais
industriaisDifratometria de Raios-XMicroscópio petrográfico (luz transmitida e refletida)Microscópio eletrônico de varredura (MEV/EDS)InfravermelhoRessonância paramagnética eletrônica
Espectroscopia MössbauerAnálises temo-diferencial e gravimétrica
Unidade V –Beneficiamento dos minerais industriaisBeneficiamento físicoBeneficiamento químicoBiotecnologias
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Referências BibliográficasReferências Bibliográficas
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sucesso no negócio. Brasil Mineral – nº 204. p. 5057 Departamento Nacional da Produção Mineral, 1997. Principais Depósitos
Minerais do Brasil. V. IV. Parte C. Rochas e Minerais Industriais. 634 p. Harben, P.W. and Kuzvart, M. Industrial Minerals. A Global Geology.
London 462 p. Jesen, M.L. and Bateman, A.M., 1981. Economic Mineral Deposits. 3a
Edition. John Wiley & Sons. 593 p. Luz, A.B. e Lins, F.F. Rochas & Minerais Industriais. CETEM/MCT.2005 Luz, A. B.; Sampaio, J.A.; Monte, M.B.M. e Almeida, S.L.M. 2002.
Tratamento de Minérios. 3º edição – Rio de Janeiro. CETEM/MCT. 849p. Murray, H.; Bundy, W. and Harvey, C. 1993. Kaolin Genesis and
Utilization. Special Publication Nº 1. The Clay Minerals Society. Colorado.
Sampaio, J.A.; Luz, A.B. e Lins, F.F. 2001. Usinas de Beneficiamento de Minérios do Brasil. Rio de Janeiro. CETEM/MCT 398p.
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Firjan, 1999. Estudo setorial de rochas ornamentais do Estado do Rio de Janeiro, sumário executivo, elaborado por CondetConsultoria de Empreendimentos Ltda, 27p.
Instituto Tecnológico Geominero de Espana, 2000. Rocas y minerales industriales de IberoAmérica. MCT, 436p. [email protected]
Murray, H.; Bundy, W. and Harvey, C. 1993. Kaolin Genesis and Utilization. Special Publication Nº 1. The Clay Minerals Society. Colorado.
Prentice,J.E. 1990. Geology of Construction Materials. Topics in the earth sciences n.4, Chapman and Hall, 201p.
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Minerais Industriais?
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Minerais IndustriaisMinerais Industriais
São todas as rochas e minerais, inclusive os São todas as rochas e minerais, inclusive os sintéticos, predominantemente não metálicos, que sintéticos, predominantemente não metálicos, que por suas propriedades físicas ou químicas, e não por suas propriedades físicas ou químicas, e não pela energia gerada ou pelos metais extraídos, pela energia gerada ou pelos metais extraídos, podem ser utilizados em processos industriais, de podem ser utilizados em processos industriais, de modo geral com múltiplas funções, com maior ou modo geral com múltiplas funções, com maior ou menor valor agregado, ou como aditivo, menor valor agregado, ou como aditivo, diretamente ou após beneficiamento e diretamente ou após beneficiamento e processamento (Ciminelli, 2004).processamento (Ciminelli, 2004).
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ClassificaçãoClassificação
Minerais cerâmicosMinerais cerâmicos Minerais físicos funcionaisMinerais físicos funcionais Minerais químicosMinerais químicos
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Lista de minerais industriaisLista de minerais industriaisRevista Revista Industrial MineralsIndustrial Minerals
Minerais abrasivos Agregados Alumina/bauxita Antimônio Argilas plásticas “ball
clay” Barita Bentonita/atapulgita/
sepiolita Minerais de berílio Boratos Carbonato de cálcio Cromita Diamante industrial Diatomita Dolomita Feldspatos Fluorita Grafita
Gesso Caulim Minerais de lítio Magnesita Micas Nitratos Olivina Fosfatos/apatita Pedra-pome Pirofilita Terras-raras Sal Quartzo Silimanita
•Sulfato de sódio
•Minerais de estrôncio
•Enxofre
•Talco
•Minerais de titânio
•Vermiculita
•Wollastonita
•Zeólitas
•Zircônio•Ardósia
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Minerais Químicos Minerais Físicos
Insumos indústria química
Insumos fertilizantes
Auxiliares processos químicos
Fluxos metalúrgicos
Minerais Cerâmicos:
Argilas
Caulim
Argilito de Corumbataí
Filitos
Feldspato
Nefelina - Sienito
Talco
Carbonatos
Leucofilito
Quartzo
Granito
Wollastonita
Óxido de Magnésio
Aditivos da massa
Outros
Minerais Estruturais:
Concretos
Agregados
Rochas de Revestimento
Minerais Funcionais:
Agalmatolito
Barita
Bentonita
Caulim
Talco
Vermiculita
Amianto
Atapulgita
Carbonatos de Cálcio
Organoclays
Diatomita
Mica
Perlita
Sílicas Especiais
Wollastonita
Caulim Calcinado
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AplicaçõesAplicações Indústria farmacêuticaIndústria farmacêutica Indústria químicaIndústria química Cerâmica tradicional e avançadaCerâmica tradicional e avançada Construção civilConstrução civil Cimento/calCimento/cal PapelPapel Defensivos agrícolasDefensivos agrícolas FertilizantesFertilizantes TintasTintas PlásticosPlásticos AbrasivosAbrasivos PeletizaçãoPeletização Moldes de fundiçãoMoldes de fundição
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A origem dos depósitos minerais está intimamente ligada à origem das rochas e dos minerais
· processos ígneos, magmáticos ou hidrotermais
· processos metamórficos
· processos sedimentares
· processos biológicos
· processos intempéricos
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Teor de minérioTeor de minério Quantidade de minérioQuantidade de minério Qualidade do minérioQualidade do minério Características geológicasCaracterísticas geológicas Fatores econômicos (mercado)Fatores econômicos (mercado) Legislação Legislação LocalizaçãoLocalização
Fatores Importantes
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Sondagens Sondagens Análises químicasAnálises químicas Testes de beneficiamentoTestes de beneficiamento Caracterização mineralógicaCaracterização mineralógica Mapeamento geológicoMapeamento geológico
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Grupo dos Minerais Físicos Grupo dos Minerais Físicos
e dos Minerais Químicose dos Minerais Químicos
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Propriedades dos Minerais FuncionaisPropriedades dos Minerais Funcionais
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Minerais “verdes” ou “ambientais”Minerais “verdes” ou “ambientais”
Bentonita, atapugita, zeólitas, Bentonita, atapugita, zeólitas, vermiculitas etc. utilizados (na forma vermiculitas etc. utilizados (na forma natural ou modificados) no natural ou modificados) no tratamento de efluentes, na tratamento de efluentes, na absorção de metais pesados e absorção de metais pesados e espécies orgânicas, ou como espécies orgânicas, ou como dessulfurantes de gases (calcário).dessulfurantes de gases (calcário).
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Agrominerais?Agrominerais?
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Solos do Brasil
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Pela amostragem, tenta-se obter um conhecimento amplo da situação, do conteúdo, da quantidade e da qualidade dos minerais, assim como das relações geológicas. O julgamento da possibilidade de exploração fornece então, uma medida para determinar a economia da exploração e da recuperação das matérias-primas minerais, orientando-se pelas condições técnicas do trabalho e pelos pontos de vista econômico.
Amostragem
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AmostragemAmostragem
A amostragem é o conjunto de operações destinadas à obtenção de uma amostra representativa de uma dada população ou universo
Teor dos elementos
Constituintes mineralógicos
Massa específica
Distribuição granulométrica
Teor dos elementos
Constituintes mineralógicos
Massa específica
Distribuição granulométrica
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Etapas de realização do plano de amostragem
-Elaboração do plano de amostragem depende: tamanho das partículas; massa específica; umidade ...
-Obtenção da amostras
-Preparação da amostra
-Determinação de um parâmetro de qualidade
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Amostragem
A partir:
Mapas e seções geológico-estruturais
escalas entre 1:5.000 e 1:100
Superfície
Poços
Trincheiras
Galerias
Sondagens testemunhadas
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Testemunho de sondagem
Sondagem
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Testemunhos de sondagensDescrição dos testemunhos
Poço para amostragemAmostras de poço
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Testemunhos Testemunhos
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Trincheira para amostragemDescrição de perfil
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Campo – Grande variação
Pegmatito –Província Borborema – Seridó (RN)
Obtenção da amostra?
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Campo – Grande variação do minérioCaulim
Rio Capim - PA Monte Pascoal - BA
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Homogeneização/quarteamento
Classificação granulométrica/concentração
Preparação das amostras
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Preparação em Laboratório
Homogeneização em pilhas