Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:03Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo8168_1.pdf: 3439687 bytes, checksum: 80a35ce6db4a0e0d816b3f4cde561c07 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Este trabalho é um estudo que tem como objetivo analisar os potenciais impactos ambientais negativos do processo de lavra a céu aberto, do tipo tiras ou faixas , na extração de argila caulinítica, para o uso em cerâmica e apresentar sugestões de medidas mitigadoras para este processo. O método de lavra utilizado na exploração da substância mineral é um dos principais fatores determinantes do nível de impacto ao meio ambiente, tendo grande influência na natureza e na extensão do impacto ambiental. A escolha do método mais adequado depende de certas características das jazidas e, às vezes, de fatores externos não controláveis. A grande maioria dos bens minerais é lavrada por métodos tradicionais a céu aberto (em superfície) ou subterrâneo (em subsuperfície). Os maiores riscos de comprometimento ambiental ocorrem na lavra a céu aberto, onde se tem um maior aproveitamento do corpo mineral, gerando maior quantidade de estéril, poeira em suspensão, vibrações, e risco de poluição das águas, caso não sejam adotadas técnicas de controle da poluição. Este tipo de lavra é utilizado em depósito estratiforme, aflorante ou próximo à superfície. Nele, a produção do minério por área é relativamente baixa, o que implica, consequentemente, em uma extensa área explorada, disto resultando uma grande área degradada pela mineração, sendo esta uma desvantagem em potencial. Em contrapartida, o método possibilita recuperação de partes já lavradas, concomitantemente com novas frentes de lavra o que minimiza, consideravelmente, o efeito de degradação ambiental. A área de estudo vem sendo acompanhada há dois anos, e no decorrer da elaboração desta dissertação. Como se pode observar, a mineração é, por natureza, transformadora do meio ambiente, e sendo uma atividade de transformação, provoca a degradação da área onde se encontra instalada. Concorda-se que a mineração planejada, quanto aos seus aspectos ambientais, não é um problema, mas uma oportunidade de se adaptar novas formas de paisagens. O interesse maior do empreendedor é a mineração, porém se este interesse estiver comprometido com a implantação dos programas de medidas mitigadoras de impactos ambientais será possível reabilitar tais áreas mineradas, e poderemos, enfim, participar do tão sonhado desenvolvimento sustentável

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Departamento de Engenharia Metalúrgica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-11-16T13:52:24Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_AproveitamentoResíduoEsteatito.pdf: 6267279 bytes, checksum: a99aa411482f389acabfacc84cc85ebb (MD5) / Rejected by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br), reason: Adicionar licença. on 2015-11-18T11:58:45Z (GMT) / Submitted by Marise Leite (marise_mg@yahoo.com.br) on 2015-11-18T14:04:04Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_AproveitamentoResíduoEsteatito.pdf: 6267279 bytes, checksum: a99aa411482f389acabfacc84cc85ebb (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-11-19T17:57:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_AproveitamentoResíduoEsteatito.pdf: 6267279 bytes, checksum: a99aa411482f389acabfacc84cc85ebb (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-19T17:57:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) TESE_AproveitamentoResíduoEsteatito.pdf: 6267279 bytes, checksum: a99aa411482f389acabfacc84cc85ebb (MD5) Previous issue date: 2015 / Cerâmicas foram fabricadas a partir de misturas de argila caulinítica e resíduos de esteatito das oficinas da região de Ouro Preto e Mariana, Minas Gerais, Brasil. Para isso, amostras dos dois materiais foram recolhidas, secas, homogeneizadas, quarteadas e peneiradas em 35# (0,425mm). As amostras foram inicialmente analisadas em separado a fim de se conhecer suas características químicas, mineralógicas e texturais, além do comportamento físico de acordo com a queima em várias temperaturas. Para as caracterizações químicas e mineralógicas foram utilizadas técnicas de ICP/OES, Difração de Raios X, espectroscopia Mossbauer, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) e BET (Teoria de Brunauer, Emmet e Teller). Após a queima, as cerâmicas foram submetidas a ensaios físicos para avaliação do volume aparente, massa específica aparente, retração linear de secagem e queima, perda ao fogo, absorção de água, resistência à compressão e módulo de ruptura a flexão. As amostras de esteatito foram queimadas às temperaturas de 500, 1000, 1200, 1300 e 1400°C, em ar, por 2 horas. O talco é o mineral predominante nas amostras. A queima foi responsável pela mudança de fase desse mineral, acelerando o processo de sinterização. A 1400°C, o aparecimento da cordierita foi responsável pelo surgimento de poros na superfície da amostra. O processo de sinterização se inicia a 1000°C com a presença de fase amorfa e fase enstatita. Corpos de prova de argila caulinítica foram preparados e queimados a 500, 1000 e 1200°C, por 2 horas, em ar. Através das análises foi possível observar que a caulinita é o mineral predominante na amostra natural. Nestes corpos cerâmicos foram observados variações na coloração e defeitos superficiais relacionados a alta temperatura e à sinterização. A 1000°C iniciou-se o processo de formação da mulita que se tornou evidente a 1200°C. A formação da mulita modifica as propriedades físicas dos corpos cerâmicos tais como peso específico, resistência à compressão mecânica, retração linear e absorção de água. Por fim, corpos de prova foram preparados a partir das misturas de argila caulinítica e esteatito contendo de 2,5 a 97,5% de esteatito, em peso. Os corpos foram moldados e prensados em forma de paralelepípedos (7,0cm x 2,0cm x 1,0 cm) e queimados a 500, 1000 e 1200°C, por 2 horas, em ar. Pelas análises foi possível observar que talco e caulinita são os minerais predominantes, seguidos de cordierita, quartzo, clorita, magnesita e magnetita. Na queima a 1200°C o talco evolui para enstatita e há o surgimento de mulita, periclásio, hematita, além de clioenstatita e protoenstatita. A fusão parcial do talco promove um aumento na fase líquida que faz diminuir a porosidade e consequentemente reduz a absorção de água. Esse processo contribui para o aumento da sinterização que associado à mulita e ao periclásio estimula a densificação e aumenta a resistência mecânica do material. As caracterizações física, química, mineralógica e morfológica dos corpos de prova mostraram que amostras contendo 85% de esteatito na mistura apresentam propriedades adequadas para possíveis aplicações tecnológicas. ____________________________________________________________________________________ / Abstract: Ceramic bodies of kaolin and soapstone residuals collected from workshops in Ouro Preto and Mariana, Minas Gerais, Brazil, were prepared. Samples both raw materials were dried, crushed and ground to yield a powder with a particle size suitable to pass through a 35# (0,425mm) sieve. Mineralogical, chemical and textural transformations were investigated in both materials. Furthermore, the physicals characteristics were investigated in several temperatures. The samples were investigated by using ICP/OES, X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive System (EDS) and BET Theory (Brunauer, Emmet and Teller). The apparent volume, density bulk, linear shrinkage, mass loss on ignition, water absorption, compressive strength and modulus or rupture by flexural tests were determined on the burned shaped samples. Samples of steatite were burned at 500, 1000, 1200, 1300 and 1400 °C for 2 hours, in air. Talc is the predominant mineral in the raw sample. Burning changed the phases and lead to the sintering. At 1400°C, the appearance of cordierite provoked porous in the surface of the samples. The sintering begins at 1000°C with the presence of an amorphous phase and enstatite. Ceramics of kaolinite clays were burned at 500, 1000 and 1200°C, for 2 hours , in air. Kaolinite was the predominant mineral in the raw samples. The burning lead to the sintering and caused defects on the surface and color changes. The appearance of mullite at 1000 °C that becomes dominant at 1200 °C increased the specific weight, strength, linear shrinkage and water absorption. Ceramic bodies (7.0 cm x 2.0 cm x 1.0 cm) of kaolin and soapstone residuals, containing from 2.5% to 97.5% soapstone (in weight) were prepared and burned at 500, 1000 and 1200 °C, for 2 hours, in air. The analyses showed talc and kaolinite were the dominant minerals, followed by cordierite, quartz, chlorite e magnetite. When firing at 1200 °C, the talc changes to enstatite and occur the appearance of mullite, periclase, hematite, clinoenstatite and protoenstatite. The partial fusion of the talc promoted an increase in the liquid phase diminishing porosity and, consequently, water absorption. This process and the combination with mullite and periclase, increased the densification and strength. The physical, chemical, mineralogical and morphological characterization of the kaolinite clay/steatite ceramic samples demonstrated that a body containing 85% steatite presents adequate properties for possible technological applications.

Programa de Pós-Graduação em Evolução Crustal e Recursos Naturais. Departamento de Geologia. Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-05-27T17:06:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 21174 bytes, checksum: b98541e59f955f816d2d78f2222e44c8 (MD5) TESE_EstudoViabilidadeUso.pdf: 8920403 bytes, checksum: 4900922da83e776c974b6a2eb846125b (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-05-27T18:00:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 21174 bytes, checksum: b98541e59f955f816d2d78f2222e44c8 (MD5) TESE_EstudoViabilidadeUso.pdf: 8920403 bytes, checksum: 4900922da83e776c974b6a2eb846125b (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-27T18:00:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 21174 bytes, checksum: b98541e59f955f816d2d78f2222e44c8 (MD5) TESE_EstudoViabilidadeUso.pdf: 8920403 bytes, checksum: 4900922da83e776c974b6a2eb846125b (MD5) Previous issue date: 2015 / Estudos prévios sobre a gênese dos depósitos argilosos cenozóicos do Quadrilátero Ferrífero foram fundamentais para a seleção das fácies mais argilosas em três ocorrências dessa região e para o estudo da viabilidade da sua aplicação tecnológica em cerâmica vermelha, tal como na fabricação de tijolos comuns obtidos a altas temperaturas, visando sua utilização como material de construção, e na fabricação de geopolímeros obtidos a baixa temperatura, também para sua utilização como material de construção e como material filtrante de águas poluídas. As matérias-primas empregadas nessa pesquisa foram as argilas cauliníticas das fácies arenito coesivo maciço (ACM), diamictito branco (DB) e diamictito vermelho (DV), do depósito de Padre Domingos, localizado no sinclinal Moeda; das fácies argilosa friável (FS) e argilosa maciça (AM), do depósito Morro do Caxambu, localizado no sinclinal Dom Bosco e; das fácies R1 e R5, localizadas em cortes da rodovia BR-356. Como aditivos foram usados filito (F), que é o embasamento dos depósitos argilosos, e quartzito (Q), proveniente de rejeitos da fabricação de placas de revestimento, localizados na cidade de Ouro Preto. Adicionalmente na elaboração de geopolímeros foi também utilizada lama vermelha (LMV) proveniente de resíduos da indústria de alumínio, da região de Poços de Caldas, Minas Gerais. Foram coletados 10 kg de amostra em cada uma das fácies selecionadas. As amostras foram secadas, destorroadas, homogeneizadas, quarteadas, moídas e peneiradas a 35 mesh (0,425 mm). Seguidamente, análises granulométricas, difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX), análises termodiferenciais (ATD) e termogravimétricas (ATG), plasticidade, densidade, superfície especifica, porosidade, microscopia eletrônica de varredura (MEV) permitiram confirmar a predominância da caulinita e, secundariamente, quartzo, hematita, feldspato, muscovita e goethita, além de conhecer detalhadamente outras características físicas, química e texturais das argilas. As cores apresentadas pelas amostras estão diretamente relacionadas ao conteúdo em Fe2O3. Após ajustar a umidade à 8,5 % corpos de prova foram confeccionados e queimados a 900 e a 1.100 °C. Os corpos cerâmicos obtidos com as amostras DV e R1 resultaram com superfícies homogêneas e sem fraturas, atingindo valores apropriados de absorção de água, retração linear e de resistência à compressão às normas técnicas para tijolos para alvenaria. As cinco amostras restantes (ACM, DB, FS, AM e R5) foram testadas com o aditivo filito (F), em diferentes proporções. Somente as misturas ACM+15F, DB+5F, FS+5F, AM+5F e, R5+5F após queimadas a 900 ºC resultaram em corpos com características físicas e mecânicas adequadas à indústria de cerâmica vermelha. Ensaios adicionais com uma solução alcalina (12 mol/L NaOH) resultaram no aumento da resistência mecânica e na redução da absorção de água dos corpos. Para a obtenção de geopolímeros, rejeitos de quartzito (Q), três amostras das argilas cauliníticas (DB, R1 e R5) e lama vermelha (LMV), foram misturados adequadamente nas proporções: 34%Q_66%R5; 33%Q_67%DB; 49%R1_51%R5; 48%R1_52%DB; 34%Q_56%DB_10%LMV e 34%Q_46%DB_20% LMV. Adicionalmente, geopolímeros também foram obtidos com as amostras R1 e ACM misturadas com lama vermelha (LMV) na proporção de 50%R1_40%ACM_10%LMV. Todos os geopolímeros obtidos mostraram superfícies homogêneas e sem fraturas, com valores de resistência mecânica superiores aos estipulados para sua utilização como tijolo para alvenaria. A mineralogia dos produtos obtidos indicou a formação de sodalita e zeólita, que são espécies comuns nos geopolímeros. Finalmente, pesquisando novas aplicações, ensaios de filtragem utilizando os geopolímeros como filtros de águas ácidas contendo metais pesados mostraram a viabilidade do seu uso na obtenção de águas alcalinas e/ou ligeiramente ácidas e com uma importante redução do conteúdo de metais pesados. Os resultados desta pesquisa permitiram valorizar matérias-primas para o seu uso na indústria de cerâmica vermelha, além de oferecer um destino final ambientamente correto tanto para o quartzito quanto para a lama vermelha, que atualmente são fontes geradoras de poluentes ambientais. ________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Previous studies on Cenozoic clay deposits of the Quadrilátero Ferrífero were essential to the selection of the most clayey facies in three occurrences of this region and to study the feasibility of technological application in red ceramic, such as in the fabrication of common bricks obtained at high temperatures, for their use as construction material, and in the fabrication of geopolymers obtained at low temperature, for their use as construction material and as filter material for polluted water. The raw materials used in this research were the kaolinitic clay of massive cohesive sandstone (ACM), white diamictite (DB) and red diamictite (DV) facies, of the Padre Domingos deposit, located in the Moeda syncline; of friable clayey (FS) and massive clayey (AM) facies of Morro do Caxambu deposit, located in the syncline Dom Bosco and; the R1 and R5 facies, located in BR-356 highway cuts. As additives were used phyllite (F), which is the basement of clay deposits, and quartzite (Q), from wastes of fabrication of coating plates, located in Ouro Preto city. Additionally in the fabrication of geopolymers was also used red mud (LMV) from waste of the aluminum industry, from Poços de Caldas region, Minas Gerais. Was collected 10 kg sample of each one of the selected facies. The samples were dried, disaggregated, homogenized, reduced, milling and sieved to 35 mesh (0.425 mm). Next, granulometric analyses, X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), thermodifferential (DTA) and thermogravimetric (TGA) analysis, plasticity, density, surface area, porosity, scanning electron microscopy (SEM) allowed to confirm the predominance of kaolinite and secondarily, quartz, hematite, feldspar, muscovite and goethite, as well as know in detail other physical, chemical and textural characteristics of clays. The colors in the samples are directly associated to the content of Fe2O3. After adjusted the humidity to 8.5% the samples were prepared and fired at 900 and 1,100 °C. The ceramic samples with DV and R1 resulted with homogeneous surfaces and without fractures, reaching appropriate values of water absorption, linear shrinkage and compressive resistance to technical standards for brick masonry. The remaining five samples (ACM, DB, FS, AM and R5) were tested with the additive phyllite (F), in different proportions. Only the blends ACM + 15F, DB + 5F, FS + 5F, AM + 5F and R5 + 5F after burning at 900 °C resulted in bodies with physical and mechanical properties appropriated to the ceramic industry. Additional tests with an alkaline solution (12 mol / L NaOH) resulted in a increase of the mechanical strength and reduction of water absorption from the bodies. To obtain geopolymers, quartzite tailings (Q) of three samples of kaolinitic clay (DB, R1 and R5) and red mud (LMV) were adequately mixed in the proportions: 34%Q_66%R5; 33%Q_67%DB; 49%R1_51%R5; 48%R1_52%DB; 34%Q_56%DB_10%LMV and 34%Q_46%DB_20%LMV. Additionally, geopolymers were also obtained samples with the R1 and ACM mixed with red mud (LMV) in the proportion of 50%R1_40%ACM_10% LMV. All geopolymers showed homogeneous surfaces and without fractures, with strength values higher than those required for use as brick masonry. The mineralogy of the products obtained indicated the formation of sodalite and zeolite species which are common in geopolymers. Finally, searching for new applications, filtration assays using the geopolymers as a filter for acidic water containing heavy metals shown the feasibility of their use in obtaining alkaline and/or slightly acidic water, with a significant reduction in heavy metal content. The results of these research allowed evaluate raw materials for use in the ceramic industry and offer a final destination environmentally correctly for both quartzite and the red mud, which are currently sources of environmental pollutants.