UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAIS
FACULDADE DE ENGENHARIA
Campus João Monlevade
BERILO
Geraldo Sávio
Kelly de Souza
Lílian Freitas
João Monlevade
2012
INTRODUÇÃO
Histórico e definição
- Beryllos, comumente para gemas verdes;
- “Pedra do poder”;
- Bolas ‘de cristal’: substituídas por cristal de rocha.
Histórico e definição
Descoberta do Be:
- 1798, França – Nicholas L. Vauquelin – precipitação de
hidróxido de berílio pela dissolução em hidróxido de potássio;
- 1828, Alemanha – Friedrich Wöhler – redução de cloreto de
berílio com potássio metálico;
- 1898, França – Lebeau – produção de cristais de berílio por
eletrólise e preparação da liga de Cu-Be por redução direta de
BeO;
- 1916, Alemanha – Orterheld – trabalho demonstrando o
equilíbrio do Be com Cu, Al, Ag e Fe;
- 1932 – Stock e Goldschmidt – primeiro processo comercial
através da eletrólise de uma mistura fundida de BeF2 e BaF2;
- Foi denominado de berílio e glucínio (do grego glykys, doce,
sais) e unificado em 1957 para berílio.
Histórico e definição
- Características do metal: muito leve; ~1,85g/cm3; brancaprateada; pf 1.287°C; maleabilidade 1/3 maior (aço); bastante
permeável aos raios X; condições normais resiste à oxidação
com o ar;
- É um dos mais novos metais em suas aplicações: 1926
(excepcionais propriedades mecânicas Cu-Be); 1932, EUA,
produção primeiras ligas; 1940-1950, obtenção do Be
metálico com interesse da área nuclear;
- Qualidade gema ou industrial: requer cuidado especial
(toxicidade);
- A partir de 1955: tornou-se estratégico devido às aplicações
aeroespaciais;
- Emprego mundial: ligas especiais (75%), BeO (15%), Be
metálico (10%).
MINERALOGIA
- 45 diferentes minerais (Be): importantes comercialmente –
bertrandita e berilo.
- Bertrandita: Be4Si2O7(OH)2, principal produtor, 0,70-1,0% de
BeO;
MINERALOGIA
- Berilo: Be3Al2Si6O18, segunda fonte , 12-13,5% de
BeO, ou 5% de Be; impurezas e substituições (Na, K,
Li, Rb, Cs; He; H2O) reduz para 11% (BeO);
- Dois tipos de berilo:
1) Comum ou industrial
- branca, verde pálida e/ou verde amarelada, opaco;
- cristais diferenciados conforme proporção de
álcalis (inferior a 0,5% - prismáticos longos e bem
formados; superior - prismáticos curtos e/ou
tabulares, pouco desenvolvidos);
- cristais podem ser gigantes (Dakota do Sul, 9m por
1,5m de seção, 61ton; Paraíba, agredado de ~200ton).
MINERALOGIA
1) Berilo Comum ou Industrial
MINERALOGIA
2) Nobre ou de qualidade gema
- transparente e translúcido, vítreo;
- belas colorações (variedades preciosas de gemas);
- Água marinha (Fe 2+)
MINERALOGIA
- Esmeralda (Cr, V)
MINERALOGIA
- Morganita (Mn 2+, Fe e Ti)
MINERALOGIA
- Heliodoro (Fe 3+)
MINERALOGIA
- Bixbita (Mn 3+), mais rara, Sudoeste de Utah
MINERALOGIA
- Goshenita (puro)
GEOLOGIA
- Depósitos econômicos de Be, dois tipos de
jazimentos:
1) Tufos vulcânicos alterados por hidrotermalismo:
- bertrandita ocorrendo em uma sequência de
rochas vulcânicas, cuja hospedeira é um tufo alterado;
- depósito tabular e concordante com as encaixantes,
com extensão de 4Km e espessura média de 15m;
- restrito ao depósito epitermal de Utah (EUA).
GEOLOGIA
2) Pegmatitos graníticos:
- berilo comum ou industrial em quantidade
comercial (somente nesta rocha);
- também berilo de qualidade gema;
- constituem províncias pegmatíticas de dezenas a
centenas de quilômetros;
- ocorrem na forma de diques que se encaixam em
xistos, quartzitos, gnaisses, migmatitos, etc;
- concentrações econômicas de outros minerais
metálicos e industriais: berilo participa com ~0,35%
do pegmatito – co-produto ou subproduto.
GEOLOGIA
Bertrandita:
- Utah (EUA): único depósito grande e concentrado o
suficiente para minerar comercialmente;
- região Nordeste do Canadá;
Berilo (em pegmatito granítico):
- Brasil (MG, BA, GO); China, Rússia, Cazaquistão,
Índia, França, Argentina, dentre outros.
LAVRA E BENEFICIAMENTO
O berilo é produzido em regra geral como co-produto ou
subproduto da lavra de minerais de pegmatitos, com
dimensões que variam entre 10 e 600 metros de
comprimento, 10 a 80 metros de espessura e profundidades
comprovadas de dezenas de metros.
São aplicados métodos de lavra a céu aberto, fatiando o corpo
mineral em níveis horizontais, verticalmente equidistantes de
acordo com a sua profundidade, aproveitando-se o desnível
topográfico para acessar o
pegmatito mediante cortes transversais na encaixante. A
explotação é desenvolvida ao longo da zona mineralizada,
avançando o desmonte em bancadas longitudinais ao corpo.
LAVRA E BENEFICIAMENTO
No caso de Mina Subterrânea:
• Desenvolve-se túnel ou poço na encaixante para acessar o pegmatito,
abrindo-se galerias de direção ao longo do comprimento do corpo, de
onde se bifurcam levantes, aproveitando a gravidade para operar o
desmonte.
• Nos corpos constituídos por rochas duras, o desmonte é executado
com perfuração pneumática e uso de explosivos. Nas rochas brandas
pode ser feita com ferramentas manuais ou com trator de esteira,
escavadeiras ou pás mecânicas, que operam simultaneamente no
carregamento do minério.
• O berilo é selecionado nas frentes de lavra por meio de cata manual e
transportado para fora da frente de lavra.
LAVRA E BENEFICIAMENTO
- Esmeralda
Mina de Itabira
Utilizam-se máquinas escavadeiras para o trabalho de
extração do material diretamente sobre o xisto
esmeraldífero, devido ao seu alto grau de
decomposição. Este material é depois transportado para
a usina de beneficiamento por meio de carregadeira
pneumática. A partir daí, é iniciado o trabalho de
recuperação da esmeralda, com a lavagem prévia do
conjunto, para depois ser granulométricamente
separado e finalmente catado manualmente.
LAVRA E BENEFICIAMENTO
Mina de Santa Terezinha de Goiás (GO) e em Carnaíba e
Socotó (BA)
A lavra é subterrânea. São desenvolvidos poços verticais
profundos, de onde partem galerias ou grunas, que são
estreitas e irregulares, horizontais ou inclinadas, seguindo a
rocha mineralizada. O desmonte é feito com a utilização de
explosivos. O transporte do material até a superfície é feito
com caçambas de borracha, alçadas por sarilhos manuais ou
guinchos elétricos e, em alguns serviços, já utilizam
elevadores de mina. O xisto mineralizado é conduzido aos
lavadores, onde é feita manualmente a catação das gemas. O
rejeito desta operação é geralmente revolvido em busca de
esmeraldas que escaparam na seleção inicial.
USOS
- Uma fração do berilo bruto é destinada para uso
na joalheria em objetos pessoais de adorno.
-
A classificação das gemas no mercado
internacional apresenta como parâmetros, o seu
peso, a cor em graus variáveis com o matiz, o tom
e a saturação, a pureza da gema e os aspectos
técnicos da lapidação.
- O berilo que não apresenta características para uso
como peça de coleção ou gema é comercializado
sob a forma de concentrados com teores em torno
de 10 a 14% BeO.
- É processado para um estágio intermediário de
hidróxido de berílio e posterior transformação
industrial para óxido de berílio, berílio metálico ou
ligas metálicas.
- O berílio (liga, metal ou óxido) = principal uso em
componentes elétricos e em aplicações nucleares.
- Tecnologia e miniaturização em telecomunicações,
eletrônica automotiva, computadores e em
produtos do meio óptico.
- Quando em cristais bem desenvolvidos e com cores
atrativas = (in natura) peça para colecionadores,
museus e decoração.
- Utilizado em bombas e pilhas atômicas,(fonte de
produção de nêutrons).
- O berilo é importante para o raios X devido sua
grande permeabilidade a esses raios.
- Em ligas com o cobre, (fadiga), e com o aço, em
ambiente carregado de substâncias ou emanações
inflamáveis.
Berilo de qualidade gema
O processo da transformação da pedra bruta em
jóia:
- Lapidação;
- Design;
- Fundição;
- Moldagem;
- Cravamento da Pedra;
- Polimento da Jóia.
ESPECIFICAÇÕES
- A poeira e a fumaça geradas durante o
processamento industrial do berilo requerem
cuidados especiais para reduzir os riscos potenciais
da beriliose.
- No Brasil não existem plantas industriais de berílio
ou de seus compostos.
- Produtores = Estados Unidos, Rússia e Cazaquistão.
MINERAIS E MATERIAIS
ALTERNATIVOS
- Os minerais usados como peças decorativas e gemas = vidros,
madeira, plásticos,sintéticos.
- O berílio pode ser substituído pelo aço e pelo titânio
(estrutura), pela grafita (reatores).
- A liga de berílio = liga de fósforo bronze
- O óxido de berílio = nitreto de alumínio (cerâmica).
- Bertrandita (EUA) = berilo como fonte alternativa de berílio.
CONCLUSÃO
O berilo possui grande diversidade de cores e
aplicações sendo fortemente utilizado na indústria
de gemas.
Devido suas propriedades, a substituição do berílio,
muitas vezes pode causar perda no desempenho
dos materiais fabricados.
REFERÊNCIAS
BEZERRA, Marcelo Soares; NESI, Júlio de Rezende. Berilo. Rochas e
Minerais Industriais: Usos e Especificações. Rio de Janeiro: CETEM, dez.
2008. pág.339-361.
ELEMENTOS. Berílio. Disponível em: < http://www.cdcc.sc.usp.br/
elementos/berilio.html>. Acesso em: 11 abr. 2012.
E-ESCOLA. Bertrandite. Disponível em: <http://www.e-escola.pt/topico
.asp?id=591 >. Acesso em: 14 abr. 2012.
MINERIOS. Berilo. Disponível em: <http://mineracaominerios.blogspot.
com.br/2010_09_01_archive.html>. Acesso em: 15 abr. 2012.