Mineralogia Aplicada aos Minerais Industriais Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ Centro de Tecnologia Mineral - Cetem Mineralogia Aplicada aos Minerais Industriais Luiz Carlos Bertolino lcbertolino@uol.com.br UFPE – 23 a 27 de março de 2009 Minerais Industriais

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 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.

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. publicaciones@itge.mma.es 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.

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).

Classificação Minerais cerâmicos Minerais físicos funcionais Minerais químicos

Lista de minerais industriais Revista Industrial 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

Aplicações Indústria farmacêutica Indústria química Cerâmica tradicional e avançada Construção civil Cimento/cal Papel Defensivos agrícolas Fertilizantes Tintas Plásticos Abrasivos Peletização Moldes de fundição

· processos ígneos, magmáticos ou hidrotermais 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

Fatores Importantes Teor de minério Quantidade de minério Qualidade do minério  Características geológicas  Fatores econômicos (mercado)  Legislação  Localização

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 escalas entre 1:5.000 e 1:100 Superfície Poços Trincheiras Galerias Sondagens testemunhadas

Testemunho de sondagem

Amostras de poço Poço para amostragem Testemunhos de sondagens Descrição dos testemunhos

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/concentração Homogeneização/quarteamento

Preparação em Laboratório Homogeneização em pilhas