A mina de fosfato de Cajati localiza-se a 230 km a sudeste da cidade de São Paulo. Nela aflora, de forma alongada segundo a direção N27ºW, um corpo de carbonatito mineralizado a apatita. O corpo mineralizado é subdividido em unidades litológicas a partir de variações nas características físicas (estruturas) e mineralógicas da matriz carbonática, dos principais acessórios e menores constituintes (textura e proporções). Dentro das unidades litilógicas existentes destacam-se a Zona de Xenólitos e Zonas de Diques, regiões caracterizadas por misturas entre magnetita-clinopiroxenitos, rocha encaixante e estéril com relação à mineralização de fosfato, e carbonatito em proporções que podem chegar a quase 100% de clinopiroxenito. Observam-se ainda zonas de reação, no contato entre as rochas descritas, caracterizando um bandamento centimétrico de composição silicática / carbonática com mineralogia peculiar e que na maioria das vezes são mineralizados economicamente a apatita. Considerando as Zonas de Xenólitos e de Diques como de aproveitamento parcial em função da presença do clinopiroxenito estéril e que as relações de distribuição espacial desta fase contaminante é errática sem qualquer controle geológico conhecido de distribuição, buscou-se estabelecer indicadores que permitem a caracterização percentual entre minério e estéril contidos nesta região. Para tanto foram realizados estudos de relação entre a composição química e a mineralogia do minério que permitiram estabelecer tais índices, os quais aplicados aos dados de análises químicas obtidos a partir de testemunhos de sondagem rotativa e de percussão (pó de perfuratriz) associados a parâmetros de lavra permitiram estabelecer níveis de aproveitamento mineral para as rochas existentes nestas unidades litológicas. Os indicadores matemáticos se apoiaram nos teores de sílica que refletem as proporções de silicatos (flogopita, olivina e piroxênio) e estabelecem nítidas fronteiras composicionais entre as três litologias presentes nas zonas de xenólitos, e definiram a Função Xenólitos. As variáveis mineralógicas apóiam as determinações de potencialidades volumétricas dos recursos discretizados no modelo de blocos de longo prazo e o aproveitamento das frentes nos planos de pré-lavra. / The Cajati phosphate mine is located 230 km southeast of São Paulo city. The ore body is composed by carbonatites mineralized with apatite, which are disposed in plant as an ellipse N27ºW oriented. The carbonatite is subdivided in lithologics units defined by variations in the physical aspects (structures) and the mineralogical characteristics of the carbonatic matrix, mainly related with the principal accessories and smaller constituents (texture and proportions). Xenoliths zones and Dikes zones are remarkable among the lithological units, they comprise portions characterized by mixtures of carbonatite and magnetite-clinopiroxenites, the hosting waste rock, in proportions that can reach almost 100% of clinopiroxenite. Some reaction zones are observed in the described rocks contact, characterizing centimetric bands (silicatic / carbonatic composition) with peculiar mineralogy that are frequently mineralized. Considering the Xenoliths zones and Dikes zones only partially profitable in function of the presence of the clinopiroxenite waste and that the spatial distribution of this contaminant rock is erratic without any geological known settings, efforts were applied in the establishment of mineralogical indicators to define the relative proportions of the constituent rocks. Stechiometric relationships between chemical and mineralogical characteristics associated with mining parameters allowed to set up levels of mineral profitability for these lithological units, which were applied in the data obtained by rotative and percussion drilling. Mathematical indicators based on silica grades, which reflect the silicates (phogopite, olivine and pyroxene) proportions, established a clear compositional division between the three litologies present in the xenoliths zones and defined the Xenoliths Function. The mineralogical variables support the profit potentiality definition for the ore resources associated with these assimilation zones, which were applied in the block model and are also used in the mining fronts.

A mina de fosfato de Cajati localiza-se a 230 km a sudeste da cidade de São Paulo. Nela aflora, de forma alongada segundo a direção N27ºW, um corpo de carbonatito mineralizado a apatita. O corpo mineralizado é subdividido em unidades litológicas a partir de variações nas características físicas (estruturas) e mineralógicas da matriz carbonática, dos principais acessórios e menores constituintes (textura e proporções). Dentro das unidades litilógicas existentes destacam-se a Zona de Xenólitos e Zonas de Diques, regiões caracterizadas por misturas entre magnetita-clinopiroxenitos, rocha encaixante e estéril com relação à mineralização de fosfato, e carbonatito em proporções que podem chegar a quase 100% de clinopiroxenito. Observam-se ainda zonas de reação, no contato entre as rochas descritas, caracterizando um bandamento centimétrico de composição silicática / carbonática com mineralogia peculiar e que na maioria das vezes são mineralizados economicamente a apatita. Considerando as Zonas de Xenólitos e de Diques como de aproveitamento parcial em função da presença do clinopiroxenito estéril e que as relações de distribuição espacial desta fase contaminante é errática sem qualquer controle geológico conhecido de distribuição, buscou-se estabelecer indicadores que permitem a caracterização percentual entre minério e estéril contidos nesta região. Para tanto foram realizados estudos de relação entre a composição química e a mineralogia do minério que permitiram estabelecer tais índices, os quais aplicados aos dados de análises químicas obtidos a partir de testemunhos de sondagem rotativa e de percussão (pó de perfuratriz) associados a parâmetros de lavra permitiram estabelecer níveis de aproveitamento mineral para as rochas existentes nestas unidades litológicas. Os indicadores matemáticos se apoiaram nos teores de sílica que refletem as proporções de silicatos (flogopita, olivina e piroxênio) e estabelecem nítidas fronteiras composicionais entre as três litologias presentes nas zonas de xenólitos, e definiram a Função Xenólitos. As variáveis mineralógicas apóiam as determinações de potencialidades volumétricas dos recursos discretizados no modelo de blocos de longo prazo e o aproveitamento das frentes nos planos de pré-lavra. / The Cajati phosphate mine is located 230 km southeast of São Paulo city. The ore body is composed by carbonatites mineralized with apatite, which are disposed in plant as an ellipse N27ºW oriented. The carbonatite is subdivided in lithologics units defined by variations in the physical aspects (structures) and the mineralogical characteristics of the carbonatic matrix, mainly related with the principal accessories and smaller constituents (texture and proportions). Xenoliths zones and Dikes zones are remarkable among the lithological units, they comprise portions characterized by mixtures of carbonatite and magnetite-clinopiroxenites, the hosting waste rock, in proportions that can reach almost 100% of clinopiroxenite. Some reaction zones are observed in the described rocks contact, characterizing centimetric bands (silicatic / carbonatic composition) with peculiar mineralogy that are frequently mineralized. Considering the Xenoliths zones and Dikes zones only partially profitable in function of the presence of the clinopiroxenite waste and that the spatial distribution of this contaminant rock is erratic without any geological known settings, efforts were applied in the establishment of mineralogical indicators to define the relative proportions of the constituent rocks. Stechiometric relationships between chemical and mineralogical characteristics associated with mining parameters allowed to set up levels of mineral profitability for these lithological units, which were applied in the data obtained by rotative and percussion drilling. Mathematical indicators based on silica grades, which reflect the silicates (phogopite, olivine and pyroxene) proportions, established a clear compositional division between the three litologies present in the xenoliths zones and defined the Xenoliths Function. The mineralogical variables support the profit potentiality definition for the ore resources associated with these assimilation zones, which were applied in the block model and are also used in the mining fronts.

Entre os desafios para a expansão de mercado da reciclagem, encontra-se o de viabilizar o emprego dos agregados de resíduos de construção e demolição (RCD) reciclados em concretos. No entanto as normas que regulamentam tal emprego não são facilmente aplicáveis nas usinas de reciclagem, existindo pouca informação sistemática de como as diferentes características dos agregados de RCD reciclados influenciam no desempenho do concreto. O objetivo desta tese é identificar as características dos agregados de RCD reciclados que exerçam influência relevante no comportamento mecânico dos concretos. As seguintes etapas experimentais são desenvolvidas: a) caracterização química e mineralógica das frações granulométricas de três amostras representativas de agregados, b) caracterização das propriedades físicas de agregados graúdos separados por densidade, assim como da composição química, mineralógica e por fases, c) influência das características dos agregados graúdos separados por densidade no comportamento mecânico dos concretos. Na caracterização dos agregados foram utilizados os seguintes métodos: análise granulométrica, análise química por FRX, análise mineralógica por DRX, determinação da fração solúvel por ataque com solução de HCl 33%, e análise termogravimétrica, separação por densidade empregando líquidos densos e equipamento “Sink and Float", catação das fases, determinação da massa específica aparente e absorção de água dos agregados, dosagem e avaliação do comportamento mecânico de concretos produzidos com esses agregados. Os resultados permitem concluir que a porosidade (ou massa específica aparente) dos agregados de RCD reciclados controla o comportamento mecânico dos concretos produzidos com relação água e cimento constante, assim como a soma dos teores de aglomerantes e de cerâmica vermelha – frações mais porosas. A separação por densidade é uma técnica eficiente para separar esses agregados em subgrupos de diferentes porosidades, gerando concretos com comportamento mecânico e absorção de água similares. O estudo realizado aponta para uma densidade de corte em torno de 2,2 a 2,3 g/cm³. Os agregados contidos no intervalo “d> 2,2" possuem teores elevados de rochas e teores baixos de cerâmica vermelha, resultando em concretos com comportamento mecânico semelhante ao dos agregados naturais analisados. A avaliação da distribuição de densidade pode ser um método simples e rápido para a classificação de lotes desses agregados e controle do comportamento mecânico dos concretos produzidos. Na fração graúda e miúda, os teores de rochas e cerâmicas são superiores a 50% da massa, e o comportamento dos principais óxidos da composição química é semelhante. Esse comportamento muda significativamente na fração fina, em que predominam os aglomerantes e argilominerais (teores superiores a 77%). A origem (Itaquera e Vinhedo) e a cominuição influenciaram, de forma representativa, a distribuição de massa dos agregados graúdos de RCD reciclados separados por densidade. O agregado de Itaquera apresentou mais de 70% da massa no intervalo de densidade superior a 2,2 g/cm³. / Construction and demolition waste (CDW) recycled aggregates are not largely used in concrete due to CDW composition heterogeneity and CDW recycled aggregate physical property variability from visual classification and hand sorting of proposed standards that provide insufficient relation between the aggregate characteristics and concrete performance. This thesis aims to identify CDW recycled aggregate characteristics that influence the concrete mechanical performance. The experimental design was divided in three stages: a) detailed chemical and mineralogical characterization of three representative CDW recycled aggregate samples, b) characterization of the physical properties of the coarse CDW recycled aggregates separated by heavy media as well as the composition in terms of chemical, mineralogical, and visual phases, and c) the influence of the coarse CDW recycled aggregate separated by heavy media on concrete mechanical performance. The following methods were used: particle size distribution, chemical analysis by XRF, mineralogical analysis by XRD, soluble fraction in chloride acid leaching assay, thermal analysis, sequential heavy media and gravity separation, hand sorting, bulk specific gravity and water absorption, concrete mix design and its compressive strength and elastic modulus using the CDW recycled aggregates. In conclusion, CDW recycled aggregate porosity controls concrete mechanical performance formulated with constant cement and water relation. The concrete mechanical performance is related to bulk specific gravity of CDW recycled aggregates separated by density, including to the sum of binder and red ceramic content. Heavy media and gravity separation is efficient to separate CDW recycled aggregates in bulk specific gravity groups, producing concrete with similar concrete mechanical behavior and water absorption. Cutting density in 2.2-2.3 g/cm³ seems to be efficient since the aggregates with the upper density have high rock content resulting concrete mechanical performance similar to that produced using natural aggregates. Mass distribution in density separation could be a simple and fast method to classify CDW recycled aggregate and to control concrete mechanical performance. The coarse and sand fraction of CDW recycled aggregates had more than 50% in mass of rocks and ceramics, with quite similar main oxide contents in chemical composition. However, the contents changed in fine fraction (lower than 0.15 mm) whose binder content and clay minerals are in majority (upper to 77% in mass). The origin of CDW recycled aggregate and comminution influenced in mass distribution of sequential density separation. In Itaquera (São Paulo), the mass distribution upper to 2,2 g/cm³ was around 70%.

Grande parte dos monumentos, que constituem importantes registros da história da humanidade, é constituída por rochas, sobre as quais atuam processos intempéricos de ordem física e química, principalmente devido à ação do clima. Decorrente da atuação desses processos, essas rochas sofrem alterações que as degradam e colocam em risco a preservação patrimonial, levando, em casos extremos, à perda de parte da própria história da humanidade ou de um determinado local. Como a grande maioria dos monumentos é tombada e a retirada de amostras nem sempre é viável, a melhor maneira de estudá-los é por meio de métodos não destrutivos. O Monumento a Ramos de Azevedo, objeto deste estudo, é constituído pelo Granito Itaquera, apresenta também 7 figuras em bronze e está localizado na Praça Ramos de Azevedo, dentro da Cidade Universitária, na cidade de São Paulo. O estudo do estado de conservação deste monumento com métodos não destrutivos possibilita a verificação do estado de sanidade da rocha sem que a danifique, auxiliando na preservação do patrimônio histórico e cultural. Foram utilizadas técnicas de espectrofotometria, velocidade de onda ultrassônica, esclerômetro, também conhecido como martelo de Schmidt, e tubo de Karsten. As medições de cor com espectrofotômetro foram realizadas utilizando os parâmetros L, a* e b* do sistema CIELab. Com o equipamento de ultrassom foi calculada a velocidade de propagação das ondas P para percorrer o bloco de rocha, por diferentes métodos de acoplagem. Foram utilizados transdutores de 54 e 150 kHz. O esclerômetro foi usado para medir a dureza superficial e esta foi relacionada com a força compressiva uniaxial por meio de curvas de correlação. O tubo de Karsten permitiu medir a absorção de água sob baixa pressão. Os testes foram realizados in situ e em laboratório, utilizando amostra fresca. Os resultados de velocidade de propagação de ondas ultrassônicas encontrados no monumento, de maneira geral, com ambas as frequências de transdutores pelo método semidireto, foram mais baixos do que os encontrados na amostra fresca. O esclerômetro foi usado apenas em rocha fresca, devido ao fato do equipamento deixar marcas em superfícies apicoadas como a do monumento. O valor médio encontrado indica baixo grau de alteração. Nos ensaios com tubo de Karsten, a absorção d\'água observada no monumento foi um pouco maior que a encontrada na amostra fresca, com diferença numérica pequena. Os dados de espectrofotometria foram coletados apenas no monumento devido a dificuldade de deixar a amostra com uma superfície apicoada semelhante ao encontrado in loco. Os dados coletados foram comparados com séries medidas anteriormente, e foi observada a diminuição da luminosidade e aumento da cor amarela. Todos os testes levam a conclusão de que o monumento está em boas condições de conservação, no entanto encontra-se bastante sujo e um pouco amarelado, o que pode ser causado pela degradação da biotita. / Most monuments, which are important records of mankind, are composed of stones on which physical and chemical processes act, mainly due to climate action. These processes provoke alteration in the stones that degrade and endanger heritage preservation, leading in extreme cases to the loss of part of the history or of a particular site. The vast majority of the monuments are declared as heritage sites and sample collection is not always possible, so the most feasible way of performing research is using non-destructive method technologies. The Monument to Ramos de Azevedo, object of this study, is constituted of Itaquera Granite and 7 bronze figures. It is located in Ramos de Azevedo square, on the University of São Paulo Campus, in the city of São Paulo. The study of monument conservation status, with non-destructive methods, allows one to identify the stone integrity without damaging it, thus assisting with the historical and cultural heritage preservation. A spectrophotometer, a sclerometer (also known as a Schmidt hammer), ultrasound equipment and the Karsten tube were used. Color measurements were performed with a spectrophotometer, using L, a* and b* parameters from the CIELab system. The P-wave velocities of the stone were calculated with the ultrasound equipment, by different methods of coupling. 54 and 150 kHz transducers were used. The sclerometer was used to measure the surface hardness and the result was related to the uniaxial compressive strength with correlation curves. The Karsten tube allowed for the measurement of water absorption under low pressure. All tests were performed in situ and in the laboratory, using fresh samples. In general, the results of the P-wave velocities found in the monument, with both transducers, by semidirect method, were lower than those found in the fresh samples. The sclerometer was used only on fresh stone, since the equipment leaves marks on the rough surface of the stone monument. The average value found was 50.25 indicating a low degree of alteration. In the tests with the Karsten tube, the water absorption observed was slightly higher than the one found in the sample, with small numerical differences. The data obtained with the spectrophotometer was compared with previously measured series and a decrease in brightness and an increase of the yellow color were observed. All tests lead to the conclusion that the monument is in good condition, however, somewhat dirty and a little yellowish, which can be caused by biotite degradation.

Em agosto de 2001 havia, no Brasil, sete fábricas de cimento com licença para o co-processamento de resíduos industriais em seus fornos, em substituição à matriz energética, e 14 outras em vias de adquiri-la. Há mais de cinco anos, a Companhia de Cimento Ribeirão Grande conta com efetiva participação de uma mistura (blend) de resíduos industriais de diferentes correntes no processo. O clínquer co-processado é hoje o componente principal do cimento portland da fábrica, o qual manteve resistências mecânicas à compressão às idades de 1, 3, 7 e 28 dias sempre acima dos limites normativos mínimos exigidos. Para atestar a imobilidade dos componentes inorgânicos incorporados ao clínquer, utilizaram-se ensaios microscópicos e análises químicas por espectrometria de absorção atômica e de raios X em clínqueres industriais não co-processados e co-processados; testes de lixiviação em cimentos de laboratório; química mineral por microssonda eletrônica e microscopia eletrônica de varredura em clínqueres dopados com Zn, V e Pb. Os resultados levaram, em linhas gerais, às seguintes considerações: - A microestrutura dos clínqueres co-processados manteve-se preservada com a introdução do blend no sistema. - As matérias-primas e o combustível fóssil respondem por boa parte dos elementos traços presentes no sistema. O blend introduz aporte extra dos elementos traços presentes na composição, enriquecendo seletivamente o clínquer co-processado. - Há, de maneira geral, compatibilidade grande dos elementos traços com o clínquer, mesmo de elementos voláteis como cádmio e mercúrio. Já cobalto e, principalmente, chumbo, são os que se mostraram menos compatíveis. - Nos clínqueres experimentais, alita incorporou preferencialmente zinco e chumbo, e belita, vanádio. - Não houve solubilização significativa de nenhum elemento de relevância ambiental dos cimentos, atestando sua retenção nos retículos cristalinos dos minerais formadores do clínquer portland. A qualidade ambiental do clínquer portland co-processado deve abranger sua propriedade de reter elementos traços em solução sólida, a manutenção da integridade das relações texturais, e a garantia da imobilidade de componentes tóxicos no produto final, através de um controle sistemático dos clínqueres e também dos cimentos. / In August 2001, in Brazil, there were seven cement plants with and an increasing number of others on the way to get the permit to co-processing, i.e. burning industrial wastes in their kilns as substitutes for fossil fuels. For over five years now the Companhia de Cimento Ribeirão Grande has counted on partial substitution of a blend of different waste streams for fossil fuels in the burning process. Co-processed clinker makes up today the main component of their Portland cement, which has shown mechanical strengths at 1, 3, 7 and 28 days permanently above standardized minimal limits. In order to assess the immobility of trace elements incorporated to the clinkers, a methodology was used which comprised carrying out microscopy and chemical analysis by atomic absorption and X-ray spectrometry of both conventional and co-processed clinkers, leaching tests on laboratory cements prepared with co-processed clinkers, mineral chemistry by electronic microprobe and scanning electronic microscopy on experimental clinkers doped with Zn, V and Pb. The results led to the following general statements: - Co-processed clinkers showed sound microstructure just like conventional clinkers. - Raw materials – limestone, clay and iron ore – and fossil fuels account a great deal for the amounts of trace elements involved in the burning process. According to its composition, the blend enriches selectively co-processed clinkers. - A general compatibility of trace elements – even highly volatile ones such as Cd and Hg – in clinker was observed. Co and especially Pb, however, were comparatively incompatible. - Alite of experimental clinkers incorporated preferentially Zn and Pb while belite incorporated V. - No elements showed any significant solubility from laboratory cements, thus attesting retention of environmentally relevant trace elements in the crystal lattice of clinker mineral phases. Co-processed Portland clinker must present environmental quality by retaining trace elements in solid solution, while being able to keep sound textural relationships, and guarantee immobility of toxic components on the final product. This should be attested through a systematic control of clinkers and also of cements.

Grande parte dos monumentos, que constituem importantes registros da história da humanidade, é constituída por rochas, sobre as quais atuam processos intempéricos de ordem física e química, principalmente devido à ação do clima. Decorrente da atuação desses processos, essas rochas sofrem alterações que as degradam e colocam em risco a preservação patrimonial, levando, em casos extremos, à perda de parte da própria história da humanidade ou de um determinado local. Como a grande maioria dos monumentos é tombada e a retirada de amostras nem sempre é viável, a melhor maneira de estudá-los é por meio de métodos não destrutivos. O Monumento a Ramos de Azevedo, objeto deste estudo, é constituído pelo Granito Itaquera, apresenta também 7 figuras em bronze e está localizado na Praça Ramos de Azevedo, dentro da Cidade Universitária, na cidade de São Paulo. O estudo do estado de conservação deste monumento com métodos não destrutivos possibilita a verificação do estado de sanidade da rocha sem que a danifique, auxiliando na preservação do patrimônio histórico e cultural. Foram utilizadas técnicas de espectrofotometria, velocidade de onda ultrassônica, esclerômetro, também conhecido como martelo de Schmidt, e tubo de Karsten. As medições de cor com espectrofotômetro foram realizadas utilizando os parâmetros L, a* e b* do sistema CIELab. Com o equipamento de ultrassom foi calculada a velocidade de propagação das ondas P para percorrer o bloco de rocha, por diferentes métodos de acoplagem. Foram utilizados transdutores de 54 e 150 kHz. O esclerômetro foi usado para medir a dureza superficial e esta foi relacionada com a força compressiva uniaxial por meio de curvas de correlação. O tubo de Karsten permitiu medir a absorção de água sob baixa pressão. Os testes foram realizados in situ e em laboratório, utilizando amostra fresca. Os resultados de velocidade de propagação de ondas ultrassônicas encontrados no monumento, de maneira geral, com ambas as frequências de transdutores pelo método semidireto, foram mais baixos do que os encontrados na amostra fresca. O esclerômetro foi usado apenas em rocha fresca, devido ao fato do equipamento deixar marcas em superfícies apicoadas como a do monumento. O valor médio encontrado indica baixo grau de alteração. Nos ensaios com tubo de Karsten, a absorção d\'água observada no monumento foi um pouco maior que a encontrada na amostra fresca, com diferença numérica pequena. Os dados de espectrofotometria foram coletados apenas no monumento devido a dificuldade de deixar a amostra com uma superfície apicoada semelhante ao encontrado in loco. Os dados coletados foram comparados com séries medidas anteriormente, e foi observada a diminuição da luminosidade e aumento da cor amarela. Todos os testes levam a conclusão de que o monumento está em boas condições de conservação, no entanto encontra-se bastante sujo e um pouco amarelado, o que pode ser causado pela degradação da biotita. / Most monuments, which are important records of mankind, are composed of stones on which physical and chemical processes act, mainly due to climate action. These processes provoke alteration in the stones that degrade and endanger heritage preservation, leading in extreme cases to the loss of part of the history or of a particular site. The vast majority of the monuments are declared as heritage sites and sample collection is not always possible, so the most feasible way of performing research is using non-destructive method technologies. The Monument to Ramos de Azevedo, object of this study, is constituted of Itaquera Granite and 7 bronze figures. It is located in Ramos de Azevedo square, on the University of São Paulo Campus, in the city of São Paulo. The study of monument conservation status, with non-destructive methods, allows one to identify the stone integrity without damaging it, thus assisting with the historical and cultural heritage preservation. A spectrophotometer, a sclerometer (also known as a Schmidt hammer), ultrasound equipment and the Karsten tube were used. Color measurements were performed with a spectrophotometer, using L, a* and b* parameters from the CIELab system. The P-wave velocities of the stone were calculated with the ultrasound equipment, by different methods of coupling. 54 and 150 kHz transducers were used. The sclerometer was used to measure the surface hardness and the result was related to the uniaxial compressive strength with correlation curves. The Karsten tube allowed for the measurement of water absorption under low pressure. All tests were performed in situ and in the laboratory, using fresh samples. In general, the results of the P-wave velocities found in the monument, with both transducers, by semidirect method, were lower than those found in the fresh samples. The sclerometer was used only on fresh stone, since the equipment leaves marks on the rough surface of the stone monument. The average value found was 50.25 indicating a low degree of alteration. In the tests with the Karsten tube, the water absorption observed was slightly higher than the one found in the sample, with small numerical differences. The data obtained with the spectrophotometer was compared with previously measured series and a decrease in brightness and an increase of the yellow color were observed. All tests lead to the conclusion that the monument is in good condition, however, somewhat dirty and a little yellowish, which can be caused by biotite degradation.

Em agosto de 2001 havia, no Brasil, sete fábricas de cimento com licença para o co-processamento de resíduos industriais em seus fornos, em substituição à matriz energética, e 14 outras em vias de adquiri-la. Há mais de cinco anos, a Companhia de Cimento Ribeirão Grande conta com efetiva participação de uma mistura (blend) de resíduos industriais de diferentes correntes no processo. O clínquer co-processado é hoje o componente principal do cimento portland da fábrica, o qual manteve resistências mecânicas à compressão às idades de 1, 3, 7 e 28 dias sempre acima dos limites normativos mínimos exigidos. Para atestar a imobilidade dos componentes inorgânicos incorporados ao clínquer, utilizaram-se ensaios microscópicos e análises químicas por espectrometria de absorção atômica e de raios X em clínqueres industriais não co-processados e co-processados; testes de lixiviação em cimentos de laboratório; química mineral por microssonda eletrônica e microscopia eletrônica de varredura em clínqueres dopados com Zn, V e Pb. Os resultados levaram, em linhas gerais, às seguintes considerações: - A microestrutura dos clínqueres co-processados manteve-se preservada com a introdução do blend no sistema. - As matérias-primas e o combustível fóssil respondem por boa parte dos elementos traços presentes no sistema. O blend introduz aporte extra dos elementos traços presentes na composição, enriquecendo seletivamente o clínquer co-processado. - Há, de maneira geral, compatibilidade grande dos elementos traços com o clínquer, mesmo de elementos voláteis como cádmio e mercúrio. Já cobalto e, principalmente, chumbo, são os que se mostraram menos compatíveis. - Nos clínqueres experimentais, alita incorporou preferencialmente zinco e chumbo, e belita, vanádio. - Não houve solubilização significativa de nenhum elemento de relevância ambiental dos cimentos, atestando sua retenção nos retículos cristalinos dos minerais formadores do clínquer portland. A qualidade ambiental do clínquer portland co-processado deve abranger sua propriedade de reter elementos traços em solução sólida, a manutenção da integridade das relações texturais, e a garantia da imobilidade de componentes tóxicos no produto final, através de um controle sistemático dos clínqueres e também dos cimentos. / In August 2001, in Brazil, there were seven cement plants with and an increasing number of others on the way to get the permit to co-processing, i.e. burning industrial wastes in their kilns as substitutes for fossil fuels. For over five years now the Companhia de Cimento Ribeirão Grande has counted on partial substitution of a blend of different waste streams for fossil fuels in the burning process. Co-processed clinker makes up today the main component of their Portland cement, which has shown mechanical strengths at 1, 3, 7 and 28 days permanently above standardized minimal limits. In order to assess the immobility of trace elements incorporated to the clinkers, a methodology was used which comprised carrying out microscopy and chemical analysis by atomic absorption and X-ray spectrometry of both conventional and co-processed clinkers, leaching tests on laboratory cements prepared with co-processed clinkers, mineral chemistry by electronic microprobe and scanning electronic microscopy on experimental clinkers doped with Zn, V and Pb. The results led to the following general statements: - Co-processed clinkers showed sound microstructure just like conventional clinkers. - Raw materials – limestone, clay and iron ore – and fossil fuels account a great deal for the amounts of trace elements involved in the burning process. According to its composition, the blend enriches selectively co-processed clinkers. - A general compatibility of trace elements – even highly volatile ones such as Cd and Hg – in clinker was observed. Co and especially Pb, however, were comparatively incompatible. - Alite of experimental clinkers incorporated preferentially Zn and Pb while belite incorporated V. - No elements showed any significant solubility from laboratory cements, thus attesting retention of environmentally relevant trace elements in the crystal lattice of clinker mineral phases. Co-processed Portland clinker must present environmental quality by retaining trace elements in solid solution, while being able to keep sound textural relationships, and guarantee immobility of toxic components on the final product. This should be attested through a systematic control of clinkers and also of cements.

Ce travail de thèse a pour objectif de développer une méthodologie permettant de prédire l’impact environnemental des futurs projets miniers, dès l’étape d’exploration. Le drainage minier acide, connu comme le principal problème environnemental des gisements sulfurés, se produit lors de l’oxydation des sulfures par l’oxygène et l’eau. Des échantillons de sulfures et sulfosels ont été soumis à des tests géochimiques afin d’étudier leur taux de réactivité. Les minéraux ont été classés par ordre décroissant: gersdorffite > pyrrhotite > arsénopyrite > Ni-pyrite > Ni-pyrrhotite > Fe-sphalérite > pyrite > galène > chalcopyrite. L’influence des interactions galvaniques sur le taux de réactivité de la pyrite, la chalcopyrite et la sphalérite a été étudiée. La pyrite est protégée galvaniquement en présence de chalcopyrite mais n’est pas complètement protégée en présence de sphalérite. Des mélanges synthétiques de minéraux purs ont permis la modification du calcul de potentiel de génération d’acidité par l’ajout d’un facteur cinétique, basée sur les équations de Paktunc (1999) et Bouzahzah et al. (2013). Dix minerais polymétalliques et aurifères ont été caractérisés selon une méthodologie pluridisciplinaire. La caractérisation minéralogique des minerais a permis de connaître leur composition minéralogique quantitative et de détecter les éléments contaminants ainsi que leur spéciation. Une méthode automatisée de quantification minéralogique basée sur la microscopie optique multispectrale a été développée. Cette innovation vise à développer la microscopie optique pour des applications métallurgiques et environnementales de routine / This thesis proposes the implementation of a reliable methodology, based on the characterization of ores at the exploration stage. The main environmental issues for the mining industry are acid mine drainage and contaminated neutral drainage. Sulfides and sulfosalts, when in contact with water and oxygen, oxidize at different rates, resulting in the production of acid and release of various contaminants. Samples of pure sulfides were submitted to geochemical testing to determine their oxidation rates. The pure minerals can be ordered from the highest to the lowest reactivity as: gersdorffite > pyrrhotite > arsenopyrite > Ni-pyrite > Ni-pyrrhotite > Fe-sphalerite > pyrite > galena > chalcopyrite. Galvanic interactions between pyrite, chalcopyrite, and sphalerite were geochemically investigated. Pyrite was galvanically protected in presence of chalcopyrite, and partially protected in presence of sphalerite. Five synthetic tailings, simulating realistic tailings sulfides compositions, were prepared to compare geochemical behaviors and produce a better assessment of the acid-generation potential (AP). A new method is proposed by adding a kinetic factor. Ten polymetallic and gold sulfide ores were fully characterized with multidisciplinary techniques. Mineralogical investigations allowed for the mineralogical quantification of the ores, and for the knowledge of trace elements and their speciation. A method was developed to automatically quantify sulfides by multispectral optical microscopy. Detailed mineralogical work can save time and money and allows detecting the problems at the beginning of mining developments, improving mine waste management and mine closure planning

Entre os desafios para a expansão de mercado da reciclagem, encontra-se o de viabilizar o emprego dos agregados de resíduos de construção e demolição (RCD) reciclados em concretos. No entanto as normas que regulamentam tal emprego não são facilmente aplicáveis nas usinas de reciclagem, existindo pouca informação sistemática de como as diferentes características dos agregados de RCD reciclados influenciam no desempenho do concreto. O objetivo desta tese é identificar as características dos agregados de RCD reciclados que exerçam influência relevante no comportamento mecânico dos concretos. As seguintes etapas experimentais são desenvolvidas: a) caracterização química e mineralógica das frações granulométricas de três amostras representativas de agregados, b) caracterização das propriedades físicas de agregados graúdos separados por densidade, assim como da composição química, mineralógica e por fases, c) influência das características dos agregados graúdos separados por densidade no comportamento mecânico dos concretos. Na caracterização dos agregados foram utilizados os seguintes métodos: análise granulométrica, análise química por FRX, análise mineralógica por DRX, determinação da fração solúvel por ataque com solução de HCl 33%, e análise termogravimétrica, separação por densidade empregando líquidos densos e equipamento “Sink and Float”, catação das fases, determinação da massa específica aparente e absorção de água dos agregados, dosagem e avaliação do comportamento mecânico de concretos produzidos com esses agregados. Os resultados permitem concluir que a porosidade (ou massa específica aparente) dos agregados de RCD reciclados controla o comportamento mecânico dos concretos produzidos com relação água e cimento constante, assim como a soma dos teores de aglomerantes e de cerâmica vermelha – frações mais porosas. A separação por densidade é uma técnica eficiente para separar esses agregados em subgrupos de diferentes porosidades, gerando concretos com comportamento mecânico e absorção de água similares. O estudo realizado aponta para uma densidade de corte em torno de 2,2 a 2,3 g/cm³. Os agregados contidos no intervalo “d> 2,2” possuem teores elevados de rochas e teores baixos de cerâmica vermelha, resultando em concretos com comportamento mecânico semelhante ao dos agregados naturais analisados. A avaliação da distribuição de densidade pode ser um método simples e rápido para a classificação de lotes desses agregados e controle do comportamento mecânico dos concretos produzidos. Na fração graúda e miúda, os teores de rochas e cerâmicas são superiores a 50% da massa, e o comportamento dos principais óxidos da composição química é semelhante. Esse comportamento muda significativamente na fração fina, em que predominam os aglomerantes e argilominerais (teores superiores a 77%). A origem (Itaquera e Vinhedo) e a cominuição influenciaram, de forma representativa, a distribuição de massa dos agregados graúdos de RCD reciclados separados por densidade. O agregado de Itaquera apresentou mais de 70% da massa no intervalo de densidade superior a 2,2 g/cm³. / Construction and demolition waste (CDW) recycled aggregates are not largely used in concrete due to CDW composition heterogeneity and CDW recycled aggregate physical property variability from visual classification and hand sorting of proposed standards that provide insufficient relation between the aggregate characteristics and concrete performance. This thesis aims to identify CDW recycled aggregate characteristics that influence the concrete mechanical performance. The experimental design was divided in three stages: a) detailed chemical and mineralogical characterization of three representative CDW recycled aggregate samples, b) characterization of the physical properties of the coarse CDW recycled aggregates separated by heavy media as well as the composition in terms of chemical, mineralogical, and visual phases, and c) the influence of the coarse CDW recycled aggregate separated by heavy media on concrete mechanical performance. The following methods were used: particle size distribution, chemical analysis by XRF, mineralogical analysis by XRD, soluble fraction in chloride acid leaching assay, thermal analysis, sequential heavy media and gravity separation, hand sorting, bulk specific gravity and water absorption, concrete mix design and its compressive strength and elastic modulus using the CDW recycled aggregates. In conclusion, CDW recycled aggregate porosity controls concrete mechanical performance formulated with constant cement and water relation. The concrete mechanical performance is related to bulk specific gravity of CDW recycled aggregates separated by density, including to the sum of binder and red ceramic content. Heavy media and gravity separation is efficient to separate CDW recycled aggregates in bulk specific gravity groups, producing concrete with similar concrete mechanical behavior and water absorption. Cutting density in 2.2-2.3 g/cm³ seems to be efficient since the aggregates with the upper density have high rock content resulting concrete mechanical performance similar to that produced using natural aggregates. Mass distribution in density separation could be a simple and fast method to classify CDW recycled aggregate and to control concrete mechanical performance. The coarse and sand fraction of CDW recycled aggregates had more than 50% in mass of rocks and ceramics, with quite similar main oxide contents in chemical composition. However, the contents changed in fine fraction (lower than 0.15 mm) whose binder content and clay minerals are in majority (upper to 77% in mass). The origin of CDW recycled aggregate and comminution influenced in mass distribution of sequential density separation. In Itaquera (São Paulo), the mass distribution upper to 2,2 g/cm³ was around 70%.

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