A cinética de decomposição térmica de propelentes sólidos formulados com perclorato de amônio, polibutadieno hidroxilado e alumínio (PA/HTPB/Al), catalisados com óxido de ferro em nano e microescala foi estudada por técnicas de análises térmicas. Os parâmetros de cinética de Arrhenius foram obtidas pelo método Flynn -Wall e Ozawa. Os métodos cinéticos de Kissinger e Starink também foram utilizados para a obtenção do valor da energia de ativação para fins de comparação. Para este propósito, amostras de propelentes contendo óxido de ferro (nano e microescala) foram formuladas. O efeito dos catalisadores sobre a taxa de queima de propelente, a sensibilidade à iniciação e o efeito do catalisador de queima na reação de polimerização do aglutinante (binder) foram avaliados. Técnicas de microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão foram utilizadas para avaliar a morfologia e a microestrutura do óxido de ferro. Ensaios de queima em banco de provas foram realizados com motores foguetes, a fim de conhecer os parâmetros de propulsão. Com relação ao estudo para avaliação da influência do HTPB em formulações de propelente compósito, o principal objetivo foi avaliar as propriedades de propelentes compósitos formulados com duas classes de Polibutadieno Hidroxilado (HTPB), devido a diferença entre as especificações da resina HTPB Liquiflex P para utilização em programas espaciais, e a resina HTPB R-45HTLO, empregada atualmente pelas empresas da Área de Defesa (foguetes e mísseis). Outra motivação para este trabalho foi devido à indisponibilidade permanente de resinas Liquiflex P no mercado brasileiro. De maneira resumida foi realizado um estudo onde foram comparadas diversas propriedades entre as resinas de maneira isolada, dos binders e dos propelentes também formulados com estas resinas. Para caracterização das resinas, binders e propelentes foram utilizadas as técnicas de FTIR, análises químicas via úmida, cromatografia líquida, propriedades físicas, reológicas e análises térmicas. Para determinação dos parâmetros de propulsão das formulações de propelente foram realizados ensaios de queima em banco. Os principais resultados obtidos neste trabalho demonstraram que o óxido de ferro em nano escala aumenta sensivelmente a taxa de queima, quando comparada ao óxido de ferro micro escala e apresentou um expoente balístico "n" em torno de 0,3, que é um valor mais adequado para projeto de motor foguete. Os parâmetros cinéticos obtidos por várias metodologias apresentaram diferença entre os métodos. Em relação a influência do HTPB, os resultados demonstram que a resina HTPB R-45HTLO pode ser usada em programas espaciais, desde que sejam realizados ajustes na formulação para melhoria das propriedades mecânicas.

Óxido de ferro nanoparticulado tem sido usado como catalisador de queima para a decomposição de perclorato de amônio (AP ou NH4ClO4) em propelentes sólidos compósitos. Embora a literatura aponte a eficiência de diferentes tamanhos, formas e composições, a textura das partículas desempenha um importante papel na eficiência catalítica, mas esse aspecto não é sempre discutido. Nessa Tese, óxidos de ferro, não encapsulados e encapsulados com tetraetoxisilano, foram sintetizados em sistemas de microemulsão, e seu efeito na decomposição do AP foi investigado. Análises de difração de raios-X (XRD) e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) mostraram que os pós sintetizados têm composição de óxido de ferro. Aliadas às análises por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão (SEM/TEM), permitiram a caracterização da superfície das amostras, indicando diferentes microestruturas e a visualização de partículas primárias nanoscópicas. Por meio da técnica de Adsorção de N2 a 77 K, os óxidos de ferro foram caracterizados quanto as suas propriedades texturais, como área superficial, tamanho e volume de poros e a análise granulométrica por espalhamento de luz laser indicou que os óxidos de ferro possuem partículas aglomeradas. Finalmente, avaliou-se o efeito catalítico dos óxidos de ferro obtidos pela síntese microemulsão, precipitação direta, e óxido de ferro comercial (em escala micro), sobre a decomposição do AP, por análise térmica simultânea (TG/DTA). Dados de energia de ativação da decomposição térmica das misturas do AP com óxidos de ferro comercial e sintetizados foram também avaliados, por meio dos deslocamentos das temperaturas dos máximos dos picos (DTG), utilizando o método cinético de Flynn/Wall/Ozawa. Foi observado que o óxido de ferro (F1), uma das amostras sintetizadas, de elevada área superficial (388 m2 g-1), afetou significativamente o parâmetro cinético de ativação da reação térmica do AP, especialmente na região de alta temperatura de decomposição.

Submitted by DEISE CRISTINA SANTOS NOGUEIRA null (deise17nogueira@hotmail.com) on 2017-03-08T13:15:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 858288 bytes, checksum: 84d43bc8161733904a29be8fd6a0e023 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-03-13T13:13:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 nogueira_dcs_me_jabo.pdf: 858288 bytes, checksum: 84d43bc8161733904a29be8fd6a0e023 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T13:13:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 nogueira_dcs_me_jabo.pdf: 858288 bytes, checksum: 84d43bc8161733904a29be8fd6a0e023 (MD5) Previous issue date: 2017-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Nos solos brasileiros, a caulinita, os óxidos de ferro e os hidróxidos de alumínio são alguns dos minerais encontrados na fração argila influenciando o comportamento dos atributos físicos do solo. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência dos minerais da fração argila nos atributos físicos de um Argissolo Amarelo, submetido a dois tipos de preparo e cultivado com cana-de-açúcar. As amostras deformadas e indeformadas de solo foram coletadas após oito meses do plantio da cana-de-açúcar, em quatro camadas (0,00-0,10, 0,10-0,20, 0,20-0,40 e 0,40-0,60 m) na linha e entrelinha de plantio nas áreas submetidas à escarificação em área total e escarificação na linha da cultura. Através das amostras deformadas determinou-se a textura do solo, ferro extraído por ditionito-citrato-bicarbonato (FeDCB), ferro extraído por oxalato ácido de amônio (FeOAA) e razão caulinita/(caulinita+gibbsita) [(Ct/(Ct+Gb)]. Com as amostras indeformadas determinou-se a densidade do solo (Ds) e a resistência do solo à penetração (RP). Os resultados apresentados pela estatística descritiva demostraram que houve uma separação das áreas de estudo devido à diferença mineralógica encontrada nessas áreas, sendo a primeira área caracterizada pela maior razão Ct/(Ct+Gb) e a segunda área caracterizada pelos maiores teores de ferro extraído por ditionito-citrato-bicarbonato (FeDCB). Pela análise de componentes principais foi possível observar que o FeDCB apresentou correlação inversa com a Ds e a RP, a razão Ct/(Ct+Gb) apresentou correlação direta com os atributos físicos Ds e RP. A mineralogia influenciou o comportamento da densidade do solo e resistência do solo à penetração. A área com maior razão caulinita apresentou maiores valores de densidade do solo e de resistência do solo à penetração e a área com maiores teores de óxidos de ferro apresentou menores valores de densidade do solo e de resistência do solo á penetração. O preparo do solo não influenciou o comportamento da densidade do solo e da resistência do solo à penetração. / In Brazilian soils, kaolinite, iron oxides and aluminium hydroxides are some of the minerals found in the clay fraction influencing the behavior of the soil physical attributes. The objective of the present work was to evaluate the influence of minerals of the clay fraction on the physical attributes of a yellow Ultisol under two tillage and sugar cane cultivation. The disturbed and undisturbed samples of soil were collected in the row and interrow in the areas with chiselling in the total area and chiselling in the planting row in four layers (0,00-0,10, 010-0,20, 0,20-0,40, 0,40-0,60 m) eight months later the sugar cane cultivation. The soil texture, citrate/bicarbonate/dithionite extractable Fe, oxalate/acid/ammonium extractable Fe (FeOAA) and Ct / (Ct+ Gb) ratio were evaluated from disturbed samples and bulk density (Bd) and soil penetration resistance (SPR) were evaluated from undisturbed samples. The results presented by the descriptive statistics showed that there was a separation of the study areas due to the mineralogical difference found in these areas, being the first area characterized by the higher ratio Ct / (Ct + Gb) and the second area characterized by the higher citrate/bicarbonate/dithionite extractable Fe (FeDCB). In the principal component analysis, it was observed that the FeDCB showed an inverse correlation between Bd and SPR. It was also observed that the Ct / (Ct + Gb) ratio showed a direct correlation with the physical attributes Bd and SRP. The mineralogy influenced the behavior of the Bd and SPR. The area with higher Ct/ (Ct+Gb) ratio, showed higher values of Bd and SRP and The area with higher content of iron oxides had lower values of Bd and SRP. The soil tillage didn’t influence the behavior of Bd and SPR. / FAPESP: 2014/14490-2

Algumas indicações morfológicas sugerem que as superfícies de paisagem tropicais onde encontram-se os duricrusts ferruginosos, podem apresentar idades que variam desde o Quaternário até o Cretáceo, e que a laterização sobre estas superfícies pode ter sido iniciada simultaneamente ou não, estabelecendo-se uma sequência cronológica de formação escalonada de acordo com a elevação, em função da evolução geomorfológica das superfícies. Sabendo-se que no Planalto de Diamantina na Serra do Espinhaço Meridional (SdEM) são reconhecidos três níveis geomorfológicos correlatos aos ciclos de aplainamento da plataforma Sul-americana, o objetivo deste trabalho foi estudar as variações mineralógicas, geoquímicas e morfológicas de duricrusts ferruginosos da Serra do Espinhaço Meridional buscando entender os processos genéticos envolvidos e as implicações disto sobre a distribuição e evolução da paisagem regional e suas relações com os ciclos de aplainamento do continente Sul-americano. Para atingir estes objetivos, foram realizadas análises de difratometria de raios X, suscetibilidade magnética, microscopia eletrônica de varredura com sistema de energia dispersiva acoplado e análise elementar a partir da dissolução total dos minerais constituintes. Os resultados mostraram que no Planalto de Diamantina na SdEM coexistem níveis de ferricretes e lateritas na superfície correspondente ao ciclo erosivo Pós-Gondwanico. As superfícies lateríticas são provavelmente as formações supérgenas mais antigas da paisagem regional, originadas durante os processos denudacionais que ocorreram ao longo do ciclo erosivo Pós-Gondwanico. A erosão parcial de seu perfil laterítico constituíram o material fonte de Fe e Al para a gênese dos ferricretes distribuídos em superfícies elevadas (> 1200 m), especialmente aqueles em superfícies em torno de 1400 m de altitude. As variações paleoclimáticas do ciclo Pós-Gondwanico também proporcionaram ciclos erosivos alternados que resultaram no subescalonamento desta superfície, criando condições geomorfológicas favoráveis à gênese de ferricretes mais recentes (1200 - 1400 m). Além disso, os duricrusts ferruginosos do Planalto Diamantina (SdEM) sob influência do maciço quartzítico do Supergrupo Espinhaço e situados superfícies erosivas elevadas (> 1200 m), além de policíclicos, também podem apresentar características poligenéticas. / Some morphological indications suggest that the tropical landscape surfaces where the iron-rich duricrust are present may have ages varying from the Quaternary to the Cretaceous, and that the laterization on these surfaces may have been initiated simultaneously or not, establishing a sequence chronological formation according to the elevation, according to the geomorphological evolution of the surfaces. Three geomorphological levels correlated to the South American platform planing cycles are known on the Diamantina Plateau, for this the objective of this work was to study the mineralogical, geochemical and morphological variations of the iron-rich duricrust of the SdEM, trying to understand the genetic processes involved and the implications of this on the distribution and evolution of the regional landscape and its relations with the planning cycles of the South American continent. In order to reach these objectives, X-ray diffraction, magnetic susceptibility, scanning electron microscopy with dispersive energy system coupled and elemental analysis carried out from the total dissolution of the constituent minerals. The results showed that in the Diamantina Plateau at the SdEM, coexist levels of ferricretes and laterites on the surface corresponding to the Post-Gondwanic erosive cycle. The laterite surfaces are probably the oldest surviving formations of the regional landscape, originated during the denudation processes that occurred along the Post-Gondwanic erosive cycle. Partial erosion of its lateritic profile was source material of Fe and Al for the genesis of ferricretes distributed on high surfaces (> 1200 m), especially those on surfaces at 1400 m of altitude. The paleoclimatic variations of the Post-Gondwanic cycle also provided alternating erosive cycles that resulted in sub-scaling of this surface, creating geomorphological conditions favorable for genesis of earlier ferricretes (1200 - 1400 m). In addition, the ferricretes of the Diamantina Plateau (SdEM) under influence of the Quartzite massif of the Espinhaço Supergroup and located in elevated erosive surfaces (> 1200 m), besides polycyclics, may also present polygenetic characteristics.

Submitted by Stéfany Moreira (stemellra@yahoo.com.br) on 2013-02-22T17:59:03Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoRejeitosMinério.pdf: 3623229 bytes, checksum: c9e91af2fd57f6d25573fbb1a2b28ed4 (MD5) / Approved for entry into archive by Neide Nativa (neide@sisbin.ufop.br) on 2013-02-25T14:01:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoRejeitosMinério.pdf: 3623229 bytes, checksum: c9e91af2fd57f6d25573fbb1a2b28ed4 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-25T14:01:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoRejeitosMinério.pdf: 3623229 bytes, checksum: c9e91af2fd57f6d25573fbb1a2b28ed4 (MD5) Previous issue date: 2009 / O presente trabalho apresenta uma caracterização dos rejeitos originados no processamento mineral de sete usinas de beneficiamento de diversas minas da Vale. O objetivo foi caracterizar os sólidos contidos nestes rejeitos os quais são constituídos essencialmente por partículas ultrafinas menores do que 10 µm. Esta caracterização serve de base para o desenvolvimento e a escolha de técnicas de processamento mineral adequadas ao possível reaproveitamento destes rejeitos nas plantas de beneficiamento, visto que o teor de ferro encontrado nos mesmos, em alguns casos, é até maior do que o lavrado em outras minas. A recuperação e o aproveitamento dos minerais de ferro presente nos rejeitos além de propiciar um aumento da recuperação metalúrgica e em massa das plantas de beneficiamento, podem contribuir também para a redução do impacto e passivo ambiental das empresas. Soma-se a isto o fato de que, com o aproveitamento destes rejeitos, os processos de obtenção de licenças ambientais para a ampliação ou construção de novas barragens de rejeitos, normalmente morosos e de custo elevado, seriam evitados. No presente trabalho, as separações granulométricas foram feitas por peneiramento a úmido e elutriação (cyclosizer). A determinação da distribuição granulométrica foi feita pela técnica de difração de laser (Cilas). As análises químicas foram realizadas por espectrometria de plasma de acoplamento indutivo e por via úmida. As demais técnicas de caracterização foram: difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura com microanálise química associada e espectroscopia Mössbauer. Os rejeitos ultrafinos apresentaram um teor significativo de ferro (44% a 64%), principalmente nas formas de hematita (α-Fe2O3) e goethita (α-FeOOH). A espectroscopia Mössbauer mostra que à medida que a granulometria das partículas diminui o teor de goethita aumenta e o teor de hematita é maior nas frações mais grossas (+10 µm). A análise no MEV revelou que as partículas dos rejeitos não são esféricas e que, tanto a separação realizada pelo cyclosizer quanto pelo peneiramento a úmido apresentaram, em certas ocasiões, partículas fora de sua faixa granulométrica, o que é um comportamento perfeitamente esperado para ambos os métodos, devido às características de separação de cada técnica. ____________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This work presents a characterization of tailings from the mineral processing of seven mines from Vale. The objective was to characterize the solid contained in these tailings which consist mainly of ultra fine particles smaller than 10 µm. This study details the iron minerals in tailings from each mine to serve as the basis for the development and selection of mineral processing techniques suitable for possible reuse of these tailings in beneficiation plants, since the iron content found in them often is even greater than that exploited in many mines. The recovery and reuse of iron minerals present in the tailings, besides providing an increase in metal recovery and mass of treatment plants, would also contribute to reducing the environmental impact and liability of businesses. In addition the fact that, with the reuse of these tailings, the process of obtaining environmental permits for the expansion or construction of new dams of tailings, usually slow and costly, would be avoided. In this study, particle-size separations were done by wet sieving and elutriation, whereas the particle-size distributions were checked by laser diffraction (Cilas). The chemical analyses were performed by Inductively Coupled Plasma and wet methods. The materials were also characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy and Mössbauer spectroscopy. The tailings showed a significant level of iron (from 44% to 64%), mainly in the forms of hematite (α- Fe2O3) and goethite (α-FeOOH). Mössbauer results showed that as the particle-size decreases the amount of goethite increases. Furthermore, the hematite content is always greater in the coarser fractions (+10 µm). The SEM analysis showed that the vast majority of the particles are not spherical, and that the separations by the cyclosizer as the wet sieving showed particles out of its expected size range, which is a perfectly expected behavior for both methods of separation due to the characteristics of each technique.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-09-05T18:36:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 674713 bytes, checksum: 14aec9708e5564cb3888cafe1c468b70 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-05T18:36:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 674713 bytes, checksum: 14aec9708e5564cb3888cafe1c468b70 (MD5) Previous issue date: 1998-04-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A utilização de isotermas para estimar os parâmetros relacionados à adsorção de íons por solos vem sendo feita desde longa data. Inicialmente, os estudos abordavam apenas a adsorção de ânions como o fosfato, passando, posteriormente, a enfatizar também a adsorção de cátions metálicos. Uma das vantagens da utilização das isotermas de adsorção, em particular do modelo de Langmuir, é a facilidade com que seus parâmetros, capacidade máxima de adsorção (b) e constante relacionada com a energia de ligação (a), podem ser obtidos. Os solos diferem bastante quanto aos teores de micronutrientes, possuindo propriedades que interferem diretamente no comportamento de cada elemento. Por isso, é interessante que se considere cada elemento em separado, para colocar em destaque os princípios da interação solo-nutriente. Considerando que fatores ambientais podem afetar diretamente a mobilidade e disponibilidade do zinco, verificou-se a adsorção desse metal em amostras originais de solos e após serem removidas as frações matéria orgânica, óxidos de ferro amorfos e cristalinos e óxidos de alumínio. Foram consideradas as influências da fração argila, matéria orgânica e capacidade de troca catiônica (CTC) na adsorção. As amostras de solos foram equilibradas com 14 concentrações de zinco, com pH inicial entre 5,8 e 6,0 e temperatura ambiente. Os valores obtidos da capacidade máxima de adsorção e da constante relacionada com a energia de ligação do íon zinco pelas amostras originais foram diferentes em cada solo. A extração da matéria orgânica reduziu a capacidade máxima de adsorção e a constante relacionada com a energia de ligação da maioria das amostras, enquanto o efeito produzido pela extração de óxidos de ferro e de alumínio variou em cada caso estudado. Os teores de óxidos de ferro e de alumínio, bem como a CTC efetiva, apresentaram correlação com a capacidade máxima de adsorção do zinco. / The use of isotherms to estimate the parameters related to the adsorption of ions by soils has been carried out for a long time. Initially, the studies dealt only with the adsorption of anions such as phosphate, and then, later, to emphasizes also the adsorption of metallic cations. One of the advantages of using the adsorption isotherms, in particular the Langmuir model, is the ease of which the parameters, maximal capacity of adsorption (b) and the constant related to the bonding energy (a), can be obtained. The soils differ considerably as to the contents of micronutrients, possessing proprieties that act directly on the behavior of each element. For this reason, it is interesting to consider each element separately, to stress the principles of soil-nutrient interaction. Taking into account that environmental factors may affect directly the mobility and availability of zinc, the adsorption of this metal in original soil samples, and after removal of organic matter fractions, amorphous and crystalline iron oxides and aluminum oxides, was investigated. The influence of the sand fraction, organic matters and ion exchange capacity (CEC) on adsorption was taken into account. The soil samples were equilibrated with 14 concentrations of zinc, with initial pH between 5.8 and 6.0 and room temperature. The values obtained for maximal capacity of adsorption and the constant related to the bonding energy of the zinc ion to the original samples were different for each soil. The extraction of the organic matter reduced the maximal capacity of adsorption and the constant related to the bonding energy for most samples, whereas the effect produced by the removal of the iron and aluminum oxides varied for each case investigated. The contents of iron and aluminum oxides, as well as the effective CEC, exhibited correlation with the maximal capacity of adsorption of zinc. / Não foi encontrado o cpf do autor.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-07-29T19:48:06Z No. of bitstreams: 1 TESE_ObtençãoPigmentosÓxido.pdf: 4259800 bytes, checksum: 8a801615b2a9083c381f599a2a3a99d9 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-08-01T13:58:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_ObtençãoPigmentosÓxido.pdf: 4259800 bytes, checksum: 8a801615b2a9083c381f599a2a3a99d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-01T13:58:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_ObtençãoPigmentosÓxido.pdf: 4259800 bytes, checksum: 8a801615b2a9083c381f599a2a3a99d9 (MD5) Previous issue date: 2012 / O reaproveitamento do resíduo fino da etapa de deslamagem do itabirito (lama) a base de óxidos de ferro (75%m/m) foi realizado através da sua incorporação como pigmento em tintas alquídicas e blocos intertravados de concreto (BITs). As propriedades da lama (pigmento L) foram avaliadas pelos métodos: FRX, DRX, MEV, TG/DTG, ATD, granulometria à laser, espectroscopia Mössbauer e espectrometria no visível. Além do pigmento L, dois outros pigmentos de diferentes tonalidades foram obtidos. Um de tonalidade avermelhada (LC), formado pelo tratamento térmico da lama a 1000oC, e outro azulado (LC+Co), formado pela dopagem com Co2O3 (5%m/m) e o mesmo tratamento térmico. O principal problema encontrado na formulação das tintas foi o baixo poder de cobertura, atribuído ao grande tamanho médio de partículas e teor de impurezas dos pigmentos. A flotação catiônica reversa e a hidrociclonagem foram testadas, porém não acarretaram em uma melhoria significativa nessas propriedades. Aumentar a quantidade de pigmento na formulação ou misturá-lo com pequenas quantidades (20%m/m) do pigmento comercial foram as melhores soluções. As tintas obtidas apresentaram trabalhabilidade, cobertura, aderência, secagem e acabamento equivalentes aos obtidos por tintas comerciais. A pigmentação dos BITs foi realizada através de um experimento fatorial 2x4. Foram usados dois tipos de pigmentos (L e LC) em quatro níveis de concentração (4, 8, 12 e 16%m/m) e os resultados analisados através de ferramentas estatísticas paramétricas e não paramétricas. As respostas avaliadas foram: densidade, viscosidade, tempo de pega (TP), resistência à compressão (RC), índice de vazios e cor. A viscosidade, densidade e RC (28 dias) aumentaram com a elevação no teor de pigmento. O aumento da densidade e RC foi atribuído ao fenômeno de autoadensamento das partículas da lama, que tende a diminuir o tamanho dos poros. O TP e a densidade do produto dependeram do tipo de pigmento. O pigmento LC apresentou maior tempo de pega por retardar as reações iniciais de hidratação do cimento. Ele também acarretou na maior densidade do produto. O tratamento térmico diminuiu a aglomeração das partículas, aumentando o autoadensamento e a RC. A resistência mecânica dos blocos pigmentados foi superior à observada para aqueles sem pigmentação de formulação equivalente. Os oito blocos preparados apresentaram diferença significativa de cor entre si (E>1). Portanto, a incorporação da lama como pigmento em tintas alquídicas e BITs se mostrou viável e capaz de consumir parte desse resíduo gerado pela Samarco. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The processing of a banded iron formation produces a tailing (mud) composed mainly by iron oxides (75wt%). It was used as pigment in alkyd paints and interlocking blocks of concrete (IBC). The mud (L pigment) properties were studied by the following methods: XRF, XRD, SEM, TG/DTG, DTA, laser granulometry, Mössbauer spectroscopy, and visible spectrometry. Besides the L pigment (brown), a red (LC) and a blue (LC+Co) pigments were formed by heating the “as produced” mud at 1000oC. The LC+Co also took a 5wt% addition of Co2O3. The paints presented a hiding power problem due to the higher particles size and impurities content in the pigment when compared with the commercial one. The reverse cationic flotation and hydrocycloning were carried out without any significant improvement in these properties. The hiding problem was solved raising the pigment content or blending it with a commercial pigment (20wt%). The workability, hiding, adhesion, drying, and finishing were similar to those observed in commercial paints. The IBC pigmentation was carried out by a 2x4 factorial design. Two pigments were used (L and LC) in four content levels (4, 8, 12 and 16wt%) and the results had been analyzed by parametric and nonparametric statistical tools. The following responses were evaluated: specific gravity (SG), viscosity, setting time (ST), compressive strength (CS), and empty porosity (EP). The viscosity, SG and CS (28-day) were higher when raising the pigment content. The self-densification phenomena increased the SG and CS by filling the concrete pores with the pigment particles. The ST and SG of the product depended on the pigment type. The LC pigment showed longer ST because it retards the initial hydration reactions of cement. It also increased the product SG. The heating decreased the particles agglomeration, rising the self-densification and CS. The mechanical strength of the pigmented blocks was greater than that observed for blocks without pigmentation and equivalent composition. All blocks had been tested and showed significant difference in color between them (E>1). Therefore, the use of mud as pigment in alkyd paints and IBC was feasible and able to consume part of the tailing formed in the banded iron formation processing.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we have studied the effects caused by the insertion of the sucrose on the structural and magnetic properties of iron oxides prepared by co-precipitation and hydrothermal synthesis. Results of X-ray diffraction (XRD) allied to Rietveld refinement indicate the formation of hematite (a-Fe2O3) and magnetite (Fe3O4) compounds with average particle size about 3 to 10 nm. Transmission electron microscopy (TEM) images of Fe3O4 samples present spherical-like shape with particles sizes in good agreement with those estimated by XRD. The magnetization measured as function of magnetic field (MvsH) and temperature (MvsT) has shown that the particles present superparamagnetic behavior at room temperature. In particular, MvsH curves at low temperature (5K) for a-Fe2O3 nanoparticles exhibit a narrowing caused by possible surface effects. Furthermore, the fittings performed by using theoretical models for MvsH curves of Fe3O4 samples are discrepant with respect to the sizes obtained by other techniques, wich suggests the formation of magnetic clusters due to the presence of strong dipolar interactions that are also evidenced by the increasing blocking temperature. The control of the size distributions of the samples of a-Fe2O3 and Fe3O4 were more efficient when the hydrothermal synthesis was used. Moreover, all results demonstrate a strong dependence of the particles size distribution with the presence at sucrose. / Neste trabalho foram estudados os efeitos causados pela inclusão de sacarose nas propriedades estruturais e magnéticas de óxidos de ferro, preparados por co-precipitação e síntese hidrotérmica. Resultados de difração de raios X (DRX) unidos ao refinamento Rietveld indicam a formação dos compostos de hematita (a-Fe2O3) e magnetita (Fe3O4) com tamanhos médios entre 3 e 10 nm. Imagens de microscopia eletrônica de transmissão (MET) das amostras de Fe3O4 confirmam que os tamanhos partículas estão em bom acordo com os estimados por DRX, e mostram que as partículas tendem a morfologia esférica. Medidas de magnetização em função do campo magnético (MvsH) e temperatura (MvsT) mostram que as partículas apresentam um comportamento superparamagnético em temperatura ambiente. Em particular, as medidas de MvsH em baixa temperatura (5K) nas nanopartículas de a-Fe2O3 exibem estrangulamentos em suas curvas causados por possíveis efeitos de superfície. Além disso, os ajustes usando alguns modelos teóricos realizados nas curvas de MvsH para o Fe3O4 mostram algumas discrepâncias em relação aos tamanhos obtidos por DRX e MET, sugerindo formações de clusters magnéticos devido a presença de fortes interações dipolares que também são evidenciadas pelo aumento da temperatura de bloqueio. O controle dos tamanhos e distribuição de tamanhos nas amostras de a-Fe2O3 e Fe3O4 mostrou-se mais eficiente com o uso da síntese hidrotérmica. Ademais, todos os resultados demonstram uma forte dependência dos tamanhos e distribuição de tamanhos com a quantidade de sacarose presente no sistema.

Orientadores: Marcelo Knobel, Daniela Zanchet / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-08T20:01:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_TatianaMidoriMartinsTelles_M.pdf: 13757564 bytes, checksum: 9fff2bc36efd863f581707b11f77fa22 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho são realizados estudos de propriedades morfológicas, estruturais e magnéticas de nanopartículas de óxidos de ferro sintetizadas por métodos químicos. Procuramos relacionar os parâmetros de síntese às características das partículas produzidas com a finalidade de melhorar sua qualidade em relação às amostras comerciais e avaliar sua aplicabilidade em biomedicina. Foram adotados os métodos de síntese por co-precipitação de sais em solução aquosa e de decomposição térmica de dois diferentes precursores organometálicos: acetilacetonato de ferro III (Fe(acac)3) e ferro pentacarbonil (Fe(CO). Para caracterização desses sistemas, foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de transmissão convencional e de alta resolução, microscopia eletrônica de varredura com canhão de emissão de campo, difração de raios-X e medidas de magnetização, além de experimentos de transfecção em células HeLa e posterior detecção por imagens de ressonância magnética. Os estudos mostraram que as partículas sintetizadas por co-precipitação não apresentam muitas vantagens em relação às amostras comerciais, pois possuem larga distribuição de tamanhos. Através da síntese por decomposição térmica de Fe(acac)3, partículas com distribuição mais estreita foram produzidas e resultados positivos de incorporação por células HeLa e detecção por imagens de ressonância magnética foram obtidos. Com as partículas geradas pela decomposição térmica de Fe(CO)5 foram realizados tratamentos térmicos em atmosfera ambiente que proporcionaram aumento do grau de cristalização, aumento do diâmetro médio e estabilização de suas propriedades magnéticas, em detrimento da perda dos contornos esféricos e aumento na dispersão de tamanhos. De uma maneira geral, foi possível demonstrar que a decomposição térmica de compostos organometálicos em solventes orgânicos produz partículas mais homogêneas em relação àquelas produzidas por co-precipitação e às comercialmente disponíveis, e essa qualidade apresenta um grande potencial para aplicações biomédicas mais sofisticadas / Abstract: In this work, morphological, structural and magnetic investigations were performed in iron oxide nanoparticles synthesized by chemical methods. Our goal was to correlate the synthesis parameters to the characteristics of the produced particles to improve their quality when compared to commercial samples and to evaluate their applicability in biomedicine. The synthetic methods were the co-precipitation of metal salts in aqueous solution and the thermal decomposition of two different organometallic precursors: iron (III) acetylacetonate (Fe(acac)3) and iron pentacarbonil (Fe(CO)5). The following techniques were used for the characterization of these systems: transmission electron microscopy, high resolution transmission electron microscopy, field emission gun scanning electron microscopy, X-ray diffraction and magnetic measurements, in addition to incorporation experiments by HeLa cells and their detection by magnetic resonance imaging. The studies showed that nanoparticles synthesized by the co-precipitation method present no advantage over the commercial samples, once they have the same broad size distribution. Through thermal decomposition of Fe(acac)3, particles with narrower size distribution were produced and positive results on their incorporation by HeLa cells and magnetic resonance imaging detection were obtained. Thermal treatments under air atmosphere were performed in the particles generated by thermal decomposition of Fe(CO)5, giving rise to crystallization, an increase of the mean diameter and stabilization of their magnetic properties, with the disadvantages of loss of the spherical shape and increase of the size dispersion. In summary, it was possible to demonstrate that thermal decomposition of organometallic compounds in hot organic solvents produces more homogeneous particles when compared with those produced by co-precipitation and commercially available ones, and this quality presents great potential for more sophisticated biomedical applications / Mestrado / Física da Matéria Condensada / Mestre em Física

Orientadores: Bernardino Ribeiro de Figueiredo, Jaime Wilson Vargas de Mello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-09T03:35:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_RenatoPereirade_M.pdf: 3230376 bytes, checksum: 0c97aa2a31e60b46ab3f3d65fdda0ace (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A drenagem ácida da mina (DAM) resulta da exposição de materiais dos sulfetados à água e ao oxigênio atmosférico. Nestes ambientes, a oxidação da arsenopirita causa a liberação do arsênio (As) para o meio ambiente. Tendo em vista o grande problema ambiental que é a dissolução do arsênio nas águas subterrâneas e superficiais, este trabalho propõe-se a verificar a eficácia do uso de calcário ('CaCO IND. 3¿) para controlar a dispersão desse metalóide no ambiente. Amostras parcialmente oxidadas de materiais sulfetados provenientes de minas de ouro do Brasil foram usadas para avaliar a mobilidade do arsênio em teste de colunas. Foram feitos testes de lixiviação em colunas passando água destilada, com intervalos de 2 semanas durante 156 dias. O comportamento das amostras ao teste estático de oxidação dos sulfetos foi semelhante, valores de balanço ácido-base (BAB) positivo, caracterizando a capacidade de geração de águas ácidas pelos materiais. Nos tratamentos onde o substrato era mais ácido (sem adição de carbonatos) a concentração de As, Fe e S nos lixiviados foram altas, enquanto nos tratamentos com adição de neutralizante (pH>7) foram encontrados baixos teores para esses elementos. Não obstante, a eficácia do carbonato sobre a mobilização do As foi menor na amostra que tinha maior quantidade de goethita. A alta correlação (r=0,749) entre o Fe e As nos lixiviados sugere que o As está sendo adsorvido nos oxi-hidróxidos formados pela oxidação do material sulfetado. A presença de enxofre nos lixiviados foi aumentada com a diminuição no pH devido ao maior poder da catálise bacteriana proporcionada pelo meio ácido. A arsenopirita teve sua velocidade de oxidação aumentada em pH baixo provavelmente devido à ação de bactérias Acidithiobacillos ferrooxidans, aumentando assim a geração de águas ácidas, e conseqüentemente, dissolvendo os oxi-hidróxidos de ferro, liberando o As que estava retido na sua estrutura. Os resultados corroboraram o uso do CaCO3 para controlar a dispersão de As em ambientes afetados por DAM. Entretanto a eficácia do tratamento com carbonato parece ser dependente da presença de óxidos-hidróxidos de ferro na amostra. Estes resultados podem ser usados para a remediação de áreas afetadas por drenagem ácida de mina e mobilização de As em materiais sulfetados parcialmente oxidados / Abstract: Acid mine drainage (AMD) results from the exposure of sulfide materials to atmospheric water and oxygen. In addition to AMD, oxidation of arsenopyrite and other As bearing sulfides can release arsenic (As) into the environment. In view of the risks to living organisms due to arsenic contamination of groundwater and surface water sources this work was carried out in order evaluate the effectiveness of lime ('CaCO IND. 3) to control the dispersion of this metalloid in the environment. Partially oxidized samples of sulfide bearing materials from gold mines in Brazil were used to evaluate the arsenic mobilization by leaching tests. Columns containing ground samples, with and without liming treatments, were leached with distilled water every two weeks during 156 days. The acid-base accounting (ABA) static tests classified the samples as potential acid forming materials. In the treatments without liming, As, Fe and S concentrations in the leachates were higher than those in the treatments with carbonate. Nevertheless, the effectiveness of liming and As mobilization were less in the sample containing goethite. High correlation between Fe and As concentrations in the leachates (r=0.749) suggests that iron oxides-hydroxides retained arsenic in the solid phase. Oxidation rates of As bearing sulfides were increased at low pH, probably due to the enhanced activity of bacteria (Acidithiobacillus ferrooxidans) and decreased rate of Fe precipitation, thus reinforcing generation of acid water, and consequently releasing As. Our results corroborate the use of lime to control the dispersion of As in AMD affected environments. However the effectiveness of the liming treatment seems to be dependent on the presence of iron oxides-hydroxides in the sample. These findings can be useful to remediate areas affected by acid mine drainage and arsenic mobilization in partially oxidized sulfide materials / Mestrado / Geologia e Recursos Naturais / Mestre em Geociências