Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ
Centro de Tecnologia Mineral - Cetem
Mineralogia Aplicada
aos Minerais Industriais
Luiz Carlos Bertolino
[email protected]
UFPE – 23 a 27 de março de 2009
Mineralogia Aplicada aos
Minerais Industriais
Objetivo:
Introduzir o aluno aos princípios do estudo dos
Minerais Industriais, habilitando-o a reconhecer
e caracterizar adequadamente os principais
Minerais Industriais, em estudos macro e
microscópicos, a partir de suas propriedades
físicas e químicas. Além de compreender os
principais processos de formadores dos
depósitos, bem como a sua funcionalidade e
aplicações industriais.
Programa do Curso
Unidade I – Geologia
Definições
Classificação dos Minerais Industriais
Processos de formação dos depósitos
Funcionalidade e aplicações industriais
Histórico da utilização dos Minerais Industriais
Unidade II – Ocorrências e Aplicações
Ocorrências no mundo
Principais ocorrências de Minerais Industriais no Brasil
Aplicações: 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 Mineralógica
Técnicas analíticas aplicadas à caracterização dos minerais
industriais
Difratometria de Raios-X
Microscópio petrográfico (luz transmitida e refletida)
Microscópio eletrônico de varredura (MEV/EDS)
Infravermelho
Ressonância paramagnética eletrônica
Espectroscopia Mössbauer
Análises temo-diferencial e gravimétrica
Unidade V –Beneficiamento dos minerais industriais
Beneficiamento físico
Beneficiamento químico
Biotecnologias
Referências Bibliográficas
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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.
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.
Wills, B.A. 1992. Mineral Processing Technology. An introduction to the
pratical aspects of ore treatment and mineral recovery. 5º Edition.
Pergamon Press. 855p.
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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]
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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.
Minerais Industriais?
Minerais Industriais
São todas as rochas e minerais, inclusive os
sintéticos, predominantemente não metálicos, que
por suas propriedades físicas ou químicas, e não
pela energia gerada ou pelos metais extraídos,
podem ser utilizados em processos industriais, de
modo geral com múltiplas funções, com maior ou
menor valor agregado, ou como aditivo,
diretamente
ou
após
beneficiamento
e
processamento (Ciminelli, 2004).
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Classificação
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Minerais cerâmicos
Minerais físicos funcionais
Minerais químicos
Lista de minerais industriais
Revista Industrial Minerals
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Minerais abrasivos
Agregados
Alumina/bauxita
Antimônio
Argilas plásticas “ball
clay”
Barita
Bentonita/atapulgita/sepi
olita
Minerais de berílio
Boratos
Carbonato de cálcio
Cromita
Diamante industrial
Diatomita
Dolomita
Feldspatos
Fluorita
Grafita
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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
Insumos
indústria
química
Minerais
Cerâmicos:
Argilas
Argilito de
Corumbataí
Auxiliares
processos
químicos
Fluxos
metalúrgicos
Minerais
Estruturais:
Minerais
Funcionais:
Agalmatolito
Caulim
Insumos
fertilizantes
Minerais Físicos
Filitos
Feldspato
Concretos
Agregados
Rochas de
Revestimento
Barita
Bentonita
Caulim
Talco
Vermiculita
Amianto
Nefelina - Sienito
Atapulgita
Talco
Carbonatos
Carbonatos de
Cálcio
Leucofilito
Organoclays
Quartzo
Diatomita
Granito
Mica
Wollastonita
Perlita
Óxido de
Magnésio
Sílicas
Especiais
Aditivos da
massa
Wollastonita
Outros
Caulim
Calcinado
Aplicações
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Indústria farmacêutica
Indústria química
Cerâmica tradicional e avançada
Construção civil
Cimento/cal
Papel
Defensivos agrícolas
Fertilizantes
Tintas
Plásticos
Abrasivos
Peletização
Moldes de fundição
A origem dos depósitos minerais está intimamente
ligada à origem das rochas e dos minerais
· processos ígneos, magmáticos ou
·
·
·
·
processos metamórficos
processos sedimentares
processos biológicos
processos intempéricos
hidrotermais
Fatores Importantes
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Teor de minério
Quantidade de minério
Qualidade do minério
Características geológicas
Fatores econômicos (mercado)
Legislação
Localização
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Sondagens
Análises químicas
Testes de beneficiamento
Caracterização mineralógica
Mapeamento geológico
Grupo dos Minerais Físicos
e dos Minerais Químicos
Propriedades dos Minerais Funcionais
Minerais “verdes” ou “ambientais”
Bentonita,
atapugita,
zeólitas,
vermiculitas etc. utilizados (na forma
natural
ou
modificados)
no
tratamento de efluentes, na absorção
de metais pesados e espécies
orgânicas, ou como dessulfurantes
de gases (calcário).
Agrominerais?
Solos do Brasil
Amostragem
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
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
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
Superfície
Poços
Trincheiras
escalas entre 1:5.000 e 1:100
Galerias
Sondagens
testemunhadas
Testemunho de sondagem
Sondagem
Poço para amostragem
Testemunhos de sondagens
Amostras de poço
Testemunhos
Trincheira para amostragem
Descrição de perfil
Campo – Grande variação
Obtenção da amostra?
Pegmatito –Província Borborema
– Seridó (RN)
Campo – Grande variação do minério
Caulim
Rio Capim - PA
Monte Pascoal - BA
Preparação das amostras
Classificação granulométrica/concentraçã
Homogeneização/quarteamento
Preparação em Laboratório
Homogeneização em pilhas