Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-10-10T13:14:26Z No. of bitstreams: 1 TeseBTR.pdf: 7351575 bytes, checksum: b4b8c40821f19284081c4e4572e9f103 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:48:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseBTR.pdf: 7351575 bytes, checksum: b4b8c40821f19284081c4e4572e9f103 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:48:46Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseBTR.pdf: 7351575 bytes, checksum: b4b8c40821f19284081c4e4572e9f103 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T19:48:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseBTR.pdf: 7351575 bytes, checksum: b4b8c40821f19284081c4e4572e9f103 (MD5) Previous issue date: 2015-08-28 / Não recebi financiamento / In orthopedic medicine and traumatology, the use of implants to help bone reconstitution is very common. They are divided in two groups: Internal and external fixation devices. After bone reconstitution, these components lose their function and therefore must be removed. However, in many cases, due to the cost or patient suffering, the devices are not removed. To avoid this, are under development bioabsorbable alloys that after bone healing degrade and are absorbed by the body, not requiring its removal. Among them, magnesium based alloys are under the spot. Regular magnesium alloys, however, present one main drawback: High corrosion rate, which leads to mechanical properties loss before the bone reconstitution and excessive production of gas hydrogen, leading to the formation of gas pockets, which cause adverse reactions and inhibit bone growth. This study aims to investigate surface coatings on the commercial alloy AZ91 in order to decrease the corrosion rate, making the material suitable for the use as biodegradable implants. Three modified SBF solutions were employed to coat the surfaces with apatites using the biomimetic method. The influences of pre-treatment of the samples in NaOH solution and heat treatment after coating on the electrochemical behavior of produced coatings were investigated. The results showed that the use of biomimetic method using modified SBF solutions was effective to produce apatite phases on the surface of the magnesium commercial alloy AZ91, considered a more suitable bone replacement than HA. The coated samples presented higher corrosion resistance than the uncoated material, as evaluated by electrochemical tests. This behavior was more pronounced for coatings obtained after the use of pre-treatment NaOH solution. / Na medicina ortopédica e traumatológica o uso de implantes para auxílio da reconstituição óssea de membros é muito comum. São formadas por dois grupos: Dispositivos de fixação interna e de fixação externa. Após a consolidação da fratura, esses componentes perdem sua função e por isso devem ser retirados. Muitas vezes, porém, não o são devido ao custo e sofrimento causado ao paciente. Para evitar isso, estão em desenvolvimento ligas biodegradáveis que, após a consolidação óssea, degradam e são absorvidas pelo organismo, não sendo necessária sua retirada. Entre elas se destacam as ligas a base de magnésio que, no entanto, vem apresentando altas taxas de corrosão, que fazem com que a peça perca as propriedades mecânicas antes da consolidação da fratura, além de proporcionarem a produção em excesso de gás hidrogênio que leva à formação de bolsas de gás, as quais causam reações adversas e inibem o crescimento ósseo. Este trabalho tem como objetivo investigar recobrimentos da superfície da liga comercial AZ91, a fim de possibilitar o desenvolvimento de um material com taxa de corrosão mais adequada, que permita a consolidação da fratura antes de sua biodegradação. Utilizou-se neste trabalho o recobrimento com apatitas através do Método Biomimético com o emprego de três soluções SBF modificadas. Foi investigada a influência do pré-tratamento das amostras em NaOH e também do tratamento térmico pós recobrimento, na obtenção e na composição dos recobrimentos, assim como no comportamento eletroquímico das amostras. Os recobrimentos obtidos foram compostos por fases de apatita consideradas substitutas ósseas mais adequadas que a Hidroxiapatita (HA) e mostraram nos ensaios eletroquímicos uma redução efetivada da taxa de corrosão, sendo esse comportamento mais acentuado para os recobrimentos obtidos após o emprego do pré-tratamento em solução de NaOH.

Orientador: Carlos Alberto Tello Sáenz / Trabalho possui apresentação e introdução em português / Banca: Julio Cesar Hadler Neto / Banca: Sandro Guedes de Oliveira / Banca: Francisco Sérgio Bernardes Ladeira / Banca: Norberto Morales / Resumo: Não disponível / Abstract: External Detector Method is a widely used technique in Fission Track Thermochronology, FTT, in which two different minerals are concomitantly employed: spontaneous tracks are observed in apatite and the induced ones in the external detector muscovite. They show intrinsic differences in detection and etching properties that should be taken into account. In this work, new geometry factor values, g, in apatite were obtained by ρED/ρIS ratio and GQR values through the measurement of projected lengths. Five mounts, two of which were large area prismatic sections (Mn-1 and Mn-2, Durango apatite) and three samples composed of random orientation pieces (D-2 and D-3, Durango apatite and TF-42, from crystalline rock) have been used to determine the g-values. A side effect of applying EDM is that the value of the initial confined induced fission track, L0, is not measured in routine analyses. The L0-value is an important parameter to quantify with good confidence the degree of annealing of the fossil fission tracks in the unknown age sample, being essential for accurate thermal history modeling. The impact of using arbitrary L0- values on the inference sample thermal history was investigated and discussed. The L0- value can be measured for each sample as an extension of the ρED/ρIS ratio method for measuring g, which consists in simultaneously irradiating pre-annealed apatite grains and the EDM mount of the same sample. The ratio between densities of induced tracks in the muscovite and in the extra apatite mount gives the value of g. L0 is the mean length of the confined fission tracks measured in the extra apatite mount. Eight apatite samples from crystalline basement, with grains at random orientation, were used to determine the gvalues. The resultant average found (0.560.02) is statistically in agreement with the values found for... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Roberto Lyra Villas Bôas / Resumo: Com o intuito de avaliar o efeito da biodigestão anaeróbia sobre a solubilização e a eficiência agronômica de diferentes fontes de fertilizantes fosfatados, foi desenvolvido um experimento no Departamento de Recursos Naturais/Ciência do Solo em Botucatu (SP). O estudo realizado foi dividido em duas etapas, onde a primeira constou da construção de três biodigestores e a produção de biofertilizantes enriquecidos ou não, pelas diferentes fontes de fósforo. O biofertilizante gerado foi caracterizado quimicamente em relação a sua solubilidade pelos diferentes extratores. Após a análise química, o biofertilizante foi utilizado na etapa seguinte, sendo aplicado ao solo e avaliado o Índice de Eficiência Agronômica (IEA) das fontes quanto à produção de matéria seca da parte aérea e a quantidade de fósforo nas plantas de milho, as quais foram cultivadas durante 30 dias após a emergência. Foram realizados dois cultivos consecutivos, onde as fontes de fósforo foram aplicadas apenas no primeiro cultivo, na dose de 200 mg de P kg-1 de solo...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: An experiment was realized with the objective of evaluate the anaerobic disgestion effect about the solubilization and agronomic efficiency of different phosphate fertilizer. The research was realized in two phases, than the first was the construction of three reactors and the biofertilizer production. The biofertilizer generated was characterizated chemically relationship its solubility in different extractors. After the chemical analysis, the biofertilizer was used in the next phase, it being applicated into soil and it was evaluate about the agronomic efficiency of the phosphorous fonts, that dry matter production and phosphorous amount in the corn plants. The corn plants were cultivated during 30 days after its emergence. Two consecutives cultivation were realized, where the phosphorous fonts were only applicated in the first cultive (200mg P Kg-1 of soil). The study conclusions were: because some extractor solutions used in the assays doesn't digest the organic matter present in the material, and yet, the difficult to have homogenous biofertilizer samples by reactors... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Resumo: A atividade biológica do titânio comercialmente puro - Ti c.p. em relação aos tecidos duros é melhorada mediante a modificação de sua superfície empregando-se recobrimento com material bioativo. Um dos materiais bioativos mais utilizados é a Hidroxiapatita - HA, uma das fases das apatitas (fosfatos de cálcio de variadas razões Ca/P), principal constituinte mineral do tecido ósseo. Contudo, além da HA, vários outros fosfatos de cálcio também ocorrem em sistemas biológicos, tais como fosfato de cálcio amorfo - ACP, fosfato octacálcico - OCP e o fosfato tricálcico - TCP, aumentando o interesse nas possibilidades de uso destes materiais como biocerâmicas. Uma técnica de recobrimento muito utilizada nos últimos anos tem sido o Método Biomimético. Seu sucesso deve-se à utilização de uma solução similar ao fluido corpóreo, denominada Synthetic Body Fluid - SBF, que propicia a mimetização do processo biológico realizado para a formação dos tecidos duros. O crescimento da HA e de outras apatitas, tanto no meio biológico quanto em SBF, ocorre em meio contendo, além de íons Ca2+ e PO4 3-, íons-traços essenciais tais como: Mg2+, HCO3 -, K+ e Na+. Alguns destes íons são conhecidos como inibidores do crescimento da HA, como Mg2+ e HCO3 -. Neste trabalho, estudou-se a influência dos íons K+, Mg2+, SO4 2- e HCO3 - na formação de apatitas, principalmente HA, sobre substratos metálicos de Ti c.p. previamente tratados com NaOH 5M. Os efeitos destes íons nos recobrimentos obtidos foram analisados antes e após tratamento térmico a 800ºC por microscopia eletrônica de varredura - MEV, espectroscopia de energia dispersiva de raios X - EDX, difratometria de raios X - DRX e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os resultados mostraram que o crescimento de ACP foi favorecido pela presença dos íons Mg2+ e CO3 2- na solução...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The biological activity of commercially pure titanium - c.p. Ti in relation to hard tissues is improved by modifying its surface using coating with bioactive materials. One of the bioactive materials most used is Hydroxyapatite - HA, one of the phases of the apatites (calcium phosphates of varied Ca/P reasons), main mineral constituent of the bone tissue. However, beyond the HA, several other calcium phosphates also occur in biological systems, such as amorphous calcium phosphate - ACP, octacalcium phosphate - OCP and tricalcium phosphate - TCP, increasing the interest in the possibilities of use of these materials as bioceramics. One technique of coating very used in the last years has been the Biomimetic Method. Its success must it the use of a similar solution to the corporeal fluid, called Synthetic Body Fluid - SBF, that propitiates the imitation of the carried through biological process for the formation of hard tissues. The growth of the HA and other apatites, as much in the biological environment as in aqueous solution as the SBF, occurs environment containing, beyond calcium and phosphate ions, essential ion-traces such as: Mg2+, HCO3-, K+ and Na+. Some of these elements are known as inhibiting of the growth of the HA, as Mg2+ and HCO3-. In this work, it was studied it influence of íons K+, Mg2+, SO42- and HCO3- in the formation of apatites, mainly HA, on metallic substrate of Ti c.p. previously treated with NaOH 5M. The effects of these ions in the obtained coating, before and after the thermal treatment at 800ºC, were analyzed by scanning electron microscopy - SEM, energy dispersive X-rays - EDX, X-ray diffractometer - XRD and Fourier transformation infrared - FT-IR. The results had shown that the growth of ACP was favored by the presence of íons Mg2+ and CO32- in the solution, being also favored its transformation the OCP before the thermal treatment. / Mestre

Orientador: Peter Christian Hackspacher / Banca: Paulo Milton Barbosa Landim / Banca: Daniel Françoso de Godoy / Resumo: Esta pesquisa teve por objetivo uma modelagem evolutiva do relevo e da rede de drenagem do planalto Sul de Minas, na escala de dezenas a centenas de milhões de anos, concentrando-se nas bacias do alto Rio Pardo e do Rio Machado. Tal modelagem foi efetuada através da correlação entre análise morfométrica da drenagem (índices de Relação Declividade e Extensão do Curso de Água (RDE) e análise do Perfil Longitudinal dos vales) e termocronologia por traço de fissão em apatitas (TFA). A produção de TFA permite uma calibração quantitativa sobre a evolução da superfície terrestre ao longo do tempo geológico. De outro lado, a rede de drenagem, visando a busca do perfil de equilíbrio adapta-se a estruturas criadas ao longo do tempo geológico, refletindo em sua configuração processos atuais e passados, os quais pretende-se identificar pela análise morfométrica. Utilizando-se de estatística multivariada, os dados da análise morfométrica de drenagem foram tratados de maneira a serem classificados em conjuntos de drenagens que refletissem os eventos registrados nos traços de fissão em apatitas. Os resultados apontaram uma história policíclica, complexa e longa, abrangendo desde o Pré-Cambriano até o Neógeno. Entre idades de TFA e conjuntos de drenagens, identificam-se registros que podem estar relacionados a tais eventos: orogênese Brasiliana no Neoproterozoico como definidora dos traços gerais do relevo. Sedimentação fanerozóica da supersequência Gondwana I, na bacia d Paraná. Reativação da falha de Jacutinga, e superfície erosiva Gondwana associada. Reativação Wealdeniana, com soerguimento dos flancos marginais do rifte associado à abertura oceânica, delimitando a direção preferencial das drenagens. Soerguimento regional no Cretáceo, devido possivelmente a passagem da placa tectônica sobre uma anomalia termica, associado... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this research is to make the evaluative model f the relief and drainage of Sul de Minas plateau, in the hundred million years scale, concentrating in the Rio Pardo and Rio Machado basins. The modeling was done by correlating the morphometric analysis of drainage (Slope Length relationgship) and Longitudinal Profile) and apatite fission track thermochronology (AFT). The AFT allows quantifying the landscape evolution on the geologic time. On the other hand, the drainage is always searching for the balance profile and adjusts itself into the structures created during the geological time, reflecting in your configuration new and old process which it is possible to identify by the morphometric analysis. Using multivariate statistic, the drainage morphometric analysis data were classified in drainage sets that show the events registered in the apatite fission track methodology. Results show a policiclic, complex and long history since the Precambrian and Neogene, and it was possible to identify events like the Brasilian orogeny on Neoproterozoic definig the general elements of relief; the phanerozoic sedimentation of Gondwana I supersequence, on Parana Basin; the reactivation of Jacutinga shear zone, and the Gondwana erosinal surface; The Wealdeniana reactivation, with the uplift of the marginal flancs of the opening rift, with the delimitation of the preferential direction of drainage; the regional uplift of Cretaceos, possible du the moving plate over a thermal anomaly, and the Poços de Caldas intrusion that was leveled by the Japi erosional surface; Bloc tectonic after Eocene and the importance of Rio Pardo shear zone on the delimitation of structural blocks and the arrangement of the drainage of the study area. The continuity of the tectonic process on the Neogene / Mestre

Orientador: Antonio Carlos Guastaldi / Banca: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Banca: Luis Geraldo Vaz / Banca: Carla dos Santos Riccardi / Banca: Rodrigo Fernando Costa Marques / Resumo: Recobrimentos de apatitas foram realizados em superfícies de titânio modificadas por feixe de laser Yb:YAG a pressão e atmosfera ambiente. As apatitas foram depositadas pelo método biomimético usando três soluções SBF (Simulated Body Fluid) diferentes que simulam a concentração de sais dos fluídos corpóreos para obtenção das apatitas. As superfícies de titânio submetidas ao processo de fusão e solidificação rápida (ablação) foram imersas na solução de SBF, as quais permaneceram por 4 dias a 37 ºC. As amostras foram caracterizadas pelas técnicas de DRX, refinamento de Rietveld, FTIR, MEV e solubilidade. Os espectros de FTIR mostram bandas referentes às ligações químicas confirmadas pela análise de DRX e quantificadas pelo método de Rietveld. Os recobrimentos de apatitas foram submetidas ao teste de solubilidade em água destilada utilizando-se eletrodo de íons seletivos e titulação complexométrica a fim de estudar a cinética de liberação para as fases se apatitas / Abstract: Apatite coatings were deposited on titanium surfaces modified by an Yb:YAG laser beam under ambient pressure and air. The apatites were deposited by a biomimetic method using three different SBF (simulated body fluid) solutions that mimic the concentration of salts in the body fluids to obtain the apatites. The titanium surfaces subjected to the process of rapid fusion and solidification (ablation) were immersed in the SBF solutions, remaining there for four days at 37ºC. The samples were characterized by X-ray diffraction (XRD), Rietveld refinement, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM) and solubility. The FTIR spectra showed bands corresponding to chemical bonds, which were confirmed by the XRD analysis and quantified by the Rietveld method. The apatite coatings were subjected to a solubility test in distilled water using ion-selective electrodes and complexometric titration to study the kinetics of drug release through the apatite phases / Doutor

Orientadora: Ana Paula Rosifini Alves Claro / Coorientadora: Patrícia Capellato / Banca: Edson Cocchieri Botelho / Banca: Cristiane Aparecida Assis Claro / Banca: Estevão Tomomitsu Kimpara / Banca: Cecília Amélia de Carvalho / Resumo: O uso da liga Ti30Ta para aplicações biomédicas tem sido avaliado devido as suas propriedades, como, biocompatibilidade e baixo módulo de elasticidade (menor que o aço inoxidável e o titânio puro). Quando esses materiais são inseridos no corpo humano as propriedades de sua superfície induzirão uma resposta tecidual e osseointegração. As técnicas de modificação de superfície são utilizadas para modificar a superfície inerte para uma melhor interação osso/biomaterial. Ligas experimentais com 30% em peso de Ta foram produzidas de chapas de titânio comercialmente puro (99,9%) e tântalo (99,9%) e como grupo controle foram utilizadas ligas de Ti6Al4V, a mais utilizada nos dias atuais e a liga de titânio comercialmente puro (TiCP). Os lingotes das ligas foram obtidos a partir da fusão dos elementos puros em forno a arco voltaico, com atmosfera de argônio e cadinho de cobre refrigerado a água. O tratamento térmico de homogeneização foi realizado após essa etapa a 1000ºC por 24h com resfriamento dentro do forno. Discos com 6 mm de diâmetro e 3 mm de espessura foram cortados para o tratamento. As amostras de Ti30Ta foram imersas em solução de NaOH (1M) por 24h, as de Ti6Al4V e TiCP (5M) por 24h e secas a temperatura ambiente, imersas em HCl por uma hora e colocadas em estufa a 40ºC por 24h. Em seguida, PCL foram depositados nas ligas de Ti30Ta, Ti6Al4V e no TiCP através da eletrofiação. Foi utilizado o PCL (MW 70000-90000), marca Sigma Aldrich, clorofórmio/acetona (Merck 99.0%) e (Synth 99.5%) na proporção 1:1. Para as soluções, uma concentração de 13.6% peso foi dissolvido para a eletrofiação de PCL, 24h antes da utilização da solução. Para o processo de eletrofiação, utilizou-se um equipamento composto por uma bomba de infusão e um anteparo coletor de alumínio para a acomodação das amostras. Após a eletro ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of the Ti-30Ta alloy for biomedical applications has been evaluated due to their properties, such as, biocompatibility and lower elastic modulus than stainless steel and titanium CP. When these materials are inserted inside human body the surface properties will affect their response and osseointegration. Surface modifications techniques can be used for change the inert surface of titanium alloys for better interaction bone/biomaterial. Experimental alloy with Ta concentration of 30 wt% was produced from sheets of commercially pure titanium (99.9%) and tantalum (99.9%) and control groups Ti6Al4V and titanium commercially pure (TiCP). Ingots were melted in an arc furnace under an argon atmosphere and re-melted ten times at least. They were homogenized under vacuum at 1000 °C for 86.4 ks to eliminate chemical segregation and cold-worked by swaging. Discs with 6 mm diameter and 3 mm in height were cut for surface treatment. Samples were immersed in aqueous NaOH solution (1 M) for 24h, TiAl4V and TiCP (5M), dried at room temperature, immersed in HCl for one hour and dried at 40 °C in oven for 24 hours. Followed, PCL fibers were deposited on the Ti30Ta alloy discs surfaces by electrospinning. PCL (MW 70000-90000) was used supplied by Sigma Aldrich, a chloroform / acetone (Merck 99.0%) and (Synth 99.5%) in the proportion 1:1 by weight. For solutions, a concentration of 13.6 wt% was dissolved to PCL electrospinning, maintained under mechanical stirring for 24 hours preparing the solution. For the electrospinning process, it was used a device consisting of infusion pump and a collector screen an aluminum plate was used for samples with accommodation. After deposition samples were immersed in 0,3 M CaCl2 solution and 0,5 M Na2HPO4 solution for apatite growth. Morphology of the alloy surface was evaluated by FEM, EDX, XRD, Confocal Microscope, ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / The phosphate industry moves in the world, billion of dollars. In Brazil, about 80% of the natural deposit of phosphate is from igneous source, with low grade of P2O5. The economical exploited of these deposits leads to losses of mineral values, demanding like this, more and more, improviments in the concentration process, in order to obtain a better use of the phosphorus sources. Among the major developments attained in the search to satisfy the strict market specifications, column flotation proved to be a proper technique for processing low grade ores, presenting a high liberation degree only at fine size ranges. Particle size is an important parameter on flotation process performance. Most of the observed results show, that for a given flotation system, there is an optimum flotation size range. Fine and coarse particles can lead difficulties in the recovery and/or grade of mineral values. Besides, in a conventional flotation machine there is an enormous difficulty of finding appropriate conditions for obtaining satisfactory recovery and grade in different particle size ranges. In such case, the aim of this work is to study the influence of the particle size on apatite flotation in column. For in such a way, multi-factor experimental designs was carried through, for all size fractions studied. Collector and depressant dosages was the variables analyzed. Ahead of the obtained results, it was made an analysis overall statistics and a canonical analysis in order to optimize the operational conditions. In accordance with the main experimental results, it was possible to find favorable conditions for recoverey and grade of P2O5 in the concentrate for different fractions. Reagents and particle size conditions were determined for better individually results of grade, recovery and selectivity as well as those conditions that lead to recovery values desired and apatite content above of 60 and 33 %, respectively. Particle size range from 37 to 105 µm attained of simultaneous way to satisfactory resulted of the answers apatite grade and recovery. For the analysis of the response surfaces it was observed that the conditions that increase the recovery are, high collector levels and low values for depressant dosage and particle size. For the canonical analysis, it was verified for the P2O5 grade that the conditions that maximize this answer are dosage of collector of 50 g/t, dosage of depressant of 220 g/t and average particle size equal to 269 µm. / A indústria do fosfato movimenta no mundo, bilhões de dólares por ano. No Brasil, cerca de 80% das jazidas de fosfato são de origem ígnea, de baixo teor de P2O5. A exploração econômica dessas reservas leva a perdas de fósforo, exigindo assim, cada vez mais, aprimoramentos no processo de concentração, para se obter um melhor aproveitamento das reservas fosfáticas. Entre os avanços alcançados na busca para atender as restritas especificações de mercado, a coluna de flotação tem-se mostrado adequada para o beneficiamento de minérios complexos, com baixos teores e granulometria mais fina. O tamanho de partícula é uma variável importante para o desempenho do processo de flotação. A maioria dos resultados observados na literatura mostra que para um determinado sistema de flotação, há uma faixa de tamanho de partícula ótima para o processo. Partículas muito finas ou muito grossas podem acarretar em dificuldades na recuperação do minério de interesse. Além disso, em um equipamento de flotação convencional, existe uma enorme dificuldade de encontrar condições adequadas para a obtenção de recuperação e teor satisfatórios em faixas de tamanhos muito distintos. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é estudar a influência do tamanho da partícula na flotação da apatita em coluna. Para tanto, foram realizados, para as diferentes faixas de tamanho analisadas, planejamentos fatoriais tendo como variáveis as dosagens de coletor e depressor. Diante dos resultados obtidos, foi feita uma análise estatística global e uma análise canônica a fim de otimizar as condições operacionais. Através destes resultados foi possível encontrar as condições que favorecem a recuperação e o teor de P2O5 no concentrado obtido nas diversas frações granulométricas. Determinou-se as condições de granulometria e reagentes que levam aos melhores resultados das respostas teor, recuperação e seletividade de forma isolada, assim como aquelas condições que levam a resultados de teor e recuperação de P2O5 de forma simultânea acima dos valores desejados na indústria, ou seja, teor e recuperação acima de 33 e 60 %, respectivamente. A faixa de tamanho de 37 a 105 µm levou ao mesmo tempo a resultados satisfatórios das respostas teor e recuperação de apatita. Pela análise das superfícies de resposta observou-se que as condições que aumentam a recuperação são, altos níveis de coletor e baixos valores para dosagem de depressor e tamanho de partícula. Pela análise canônica, verificou-se, para o teor, que as condições que maximizam esta resposta são dosagem de coletor de 50 g/t, dosagem de depressor de 220 g/t e tamanho de partícula médio igual a 269 µm. / Mestre em Engenharia Química

O dimensionamento de sistemas de transporte hidráulico de polpas minerais exige especial atenção à medida que partículas grossas apresentam um comportamento de sedimentação no interior dos tubos. Dentro desta situação, a velocidade de transporte da polpa mineral deve ter magnitude suficiente para suspender e transportar os sólidos, evitando que os mesmos se depositem na base da tubulação. O bombeamento de polpas minerais em tubos horizontais contendo partículas grossas constituiu o objeto desta tese. Um levantamento sobre a literatura corrente foi realizado e, através de procedimentos experimentais, obteve-se um banco de dados para o modelamento da velocidade crítica (VC), isto é, a velocidade mínima em que ocorre a formação de um leito móvel na base do tubo, apresentando magnitude ligeiramente superior à velocidade de deposição VD, caracterizada pelo início da deposição das partículas na base dos dutos. Para a realização dos ensaios, foram construídas duas unidades experimentais de bombeamento de polpa mineral, onde foram estudadas as seguintes variáveis: i) gradiente de pressão por metro de tubo horizontal (\'delta\'P/L), ii) velocidade média do fluxo (V), iii) perfil de concentração de sólidos ao longo da seção transversal, iv) fator de forma através da função de esfericidade das partículas (\'psi\'), v) densidade do sólido e do líquido, vi) concentração volumétrica dapolpa mineral, vii) granulometria dos sólidos e viii) diâmetro da tubulação. A primeira unidade experimental foi montada com tubulação em PVC transparente de diâmetro interno de 25,4mm e a segunda unidade foi construída em PVC branco com um trecho de 2m em acrílico transparente, apresentando diâmetro interno de 50,8mm. A velocidade critica (VC) para cada condição estudada foi determinada visualmente, através das seções transparentes da tubulação. As amostras utilizadas neste trabalho foram: concentrados de apatita e hematita e o mineral quartzo. As frações granulométricas estudadas foram inseridas em duas classes de tamanho, sendo a primeira classe passante em 297µm e retida em 249µm e a segunda classe passante em 149µm e retida em 105µm. Os resultados permitiram determinar um novo modelo semiempírico para VC, alcançando desvios menores que 10% para as velocidades preditas em relação aos valores de velocidades observadas experimentalmente. / The design of hydraulic systems of slurry transport demands a special attention due to coarse particles present a settling behavior inside the pipes. In this situation, the transport velocity should have order of magnitude sufficient to promote the suspension and the transport of particles, avoiding the solids deposition at the bottom of pipe. The transport of mineral slurries containing coarse particles was the primary goal of the thesis. A survey of the available literature was done and through the experimental tests could be possible to raise a data bank in order to develop a new best fit correlation for the critical velocity (VC) which included the particle shape effect, through the sphericity function. VC could be defined as the minimum velocity where a moving bed of particles takes place at the bottom of the horizontal pipe and it is slightly above the deposition velocity VD, which could be characterized by a bed of stationary particles at the bottom of pipe. The research was conducted using two recirculating pipe test rigs with transparent PVC pipe of 25.4mm and 50.8mm internal diameter with slurry concentrations from 8% up to 27% by volume. The material used was apatite and hematite concentrates and quartz mineral, clustered in two classes of size range (-0.297+0.210mm; -0.149+0.105mm), where the variables were: i) Head losses per meter of horizontal pipe (\'delta\'P/L), ii) Mean transport velocity (V), iii) solids distribution profile, iv) particle shape effect, through the sphericity function (\'psi\'), v) density of particles and liquid, vi) Volumetric concentration of slurries, vii) particles size and viii) pipe diameter. The critical velocity (VC), for each studied condition, was visually determined through the transparent sections of the pipes. The results have yielded a new semi empirical model to predict the critical velocity, yielding a deviation of less than 10% from the observed values of experimental data for VC.

O presente estudo refere-se à caracterização tecnológica de tipos de minério de fosfato residual do complexo alcalino-carbonatítico de Salitre (MG), em área de interesse da Fosfertil. O procedimento experimental consistiu de moagem das amostras abaixo de 0,21 mm, análise granulométrica por peneiramento a úmido e separações minerais (líquido denso e Frantz). A composição mineralógica bem como a liberação da apatita e suas formas de associação com a ganga foram determinadas através de sistema de análise de imagens por feixe de elétrons (Mineral Liberation Analyser), com apoio de análises por DRX e MEV/EDS. As composições químicas dos produtos gerados foram determinadas por FRX. Seis amostras com graus distintos de intemperismo foram estudadas: apatitito (APAT), foscorito intemperizado (FIT), foscorito silicificado (FST), zona de mistura (ZMT), piroxenito intemperizado (PIT) e piroxenito (PXT). Os teores de P2O5 variam de 9 a 25% e a composição mineralógica é similar para todas as amostras, variando apenas as proporções relativas entre as espécies minerais. As amostras mais intemperizadas (APAT e FIT) são basicamente constituídas por apatita e magnetita; a amostra PIT apresenta também conteúdos elevados de filossilicatos e quartzo. Já as amostras menos intemperizadas (PXT, FST e ZMT) contêm maiores proporções de filossilicatos e diopsídio, principalmente a amostra PXT. A parcela de fósforo não apatítico varia de 10 a 20% nas amostras PIT e FIT e de 1 a 6% nas demais, sendo mais expressiva nos finos (<0,020 mm). Para cominuição abaixo de 0,21 mm, o conteúdo de finos varia de 20 a 34% e a parcela de fósforo associada a estes é de 13 e 16% nas amostras APAT, FIT e PIT e de 19 a 21% nas demais. Acima de 0,020 mm, a apatita representa de 96 a 98% do P2O5 (89% na amostra PIT); a liberação da apatita é superior a 90% nas amostras APAT, FIT e PIT, variando de 85 a 89% nas demais. Os resultados obtidos sugerem que a composição mineralógica e suas formas de associação não devem opor maiores dificuldades à concentração da apatita por flotação, podendo-se, em princípio, restringir a variabilidade do minério estudado a três tipos principais para fins de processamento mineral. / The present study refers to the technological characterization of residual phosphate ore types from Salitre alkaline-carbonatitic complex (MG), in Fosfertil area. The procedure comprised grinding the samples bellow 0.21 mm, size analysis by wet screening and mineral separations (heavy liquid and Frantz). Mineralogical composition as well as apatite liberation and its associations to gangue minerals were determined by SEM-based image analysis (Mineral Liberation Analyser) and supported by XRD and SEM/EDS. Chemical compositions of all generated products were determined by XRF. Six samples with different weathering grades were studied: apatitite (APT), weathered foskorite (FIT), silicified foskorite (FST), mixture zone (ZMT), weathered piroxenite (PIT) and piroxenite (PXT). The P2O5 grades vary from 9 to 25% and mineralogical composition is similar to all samples, varying only the relative proportions among mineral species. The deeply weathered samples (APAT and FIT) are basically constituted by apatite and magnetite; PIT shows also high content of phyllosilicates and quartz. On the other hand, the less weathered samples (FST, ZMT and PXT) have major amounts of phyllosilicates and diopside, especially PXT. The non-apatitic phosphor varies from 10 to 20% in samples PIT and FIT and from 1 to 6% in the others; these contents are mostly expressive in fines (<0.020 mm). The fine content, considering comminution under 0.21 mm, varies between 20 and 34% w/w, while the related distribution of apatitic phosphor corresponds from 13 to 16% in the samples APAT, FIT and PIT and from 19 to 21% in the others. Above 0,020 mm, apatite represents 96 to 98% of total phosphor (89% in sample PIT); its liberation grade overcomes 90% in APAT, FIT and PIT, varying from 85 to 89% in the other samples. The results suggest that mineralogical composition and its associations should not oppose major difficulties to apatite concentration by froth flotation and that might be possible to restrict the ore variability to three main oretypes for mineral processing.