Mineralogia Aplicada Mineralogia Aplicada aos Minerais Industriaisaos Minerais Industriais

Luiz Carlos BertolinoLuiz Carlos Bertolinolcbertolino@uol.com.brlcbertolino@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

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.

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.

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

Referências BibliográficasReferências Bibliográficas

Carr, D.D., Industrial Minerals and Rocks. 1196p. Ciminelli, R.R., 2002. Minerais Industriais – A tecnologia como chave de

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.

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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.

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Prentice,J.E. 1990. Geology of Construction Materials. Topics in the earth sciences n.4, Chapman and Hall, 201p.

Minerais Industriais?

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).

ClassificaçãoClassificação

Minerais cerâmicosMinerais cerâmicos Minerais físicos funcionaisMinerais físicos funcionais Minerais químicosMinerais químicos

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

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

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

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

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

Sondagens Sondagens Análises químicasAnálises químicas Testes de beneficiamentoTestes de beneficiamento Caracterização mineralógicaCaracterização mineralógica Mapeamento geológicoMapeamento geológico

Grupo dos Minerais Físicos Grupo dos Minerais Físicos

e dos Minerais Químicose dos Minerais Químicos

Propriedades dos Minerais FuncionaisPropriedades dos Minerais Funcionais

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).

Agrominerais?Agrominerais?

Solos do Brasil

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

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

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

Amostragem

A partir:

Mapas e seções geológico-estruturais

escalas entre 1:5.000 e 1:100

Superfície

Poços

Trincheiras

Galerias

Sondagens testemunhadas

Testemunho de sondagem

Sondagem

Testemunhos de sondagensDescrição dos testemunhos

Poço para amostragemAmostras de poço

Testemunhos Testemunhos

Trincheira para amostragemDescrição de perfil

Campo – Grande variação

Pegmatito –Província Borborema – Seridó (RN)

Obtenção da amostra?

Campo – Grande variação do minérioCaulim

Rio Capim - PA Monte Pascoal - BA

Homogeneização/quarteamento

Classificação granulométrica/concentração

Preparação das amostras

Preparação em Laboratório

Homogeneização em pilhas