A mineração altera as condições ambientais naturais. Uma alternativa estudada para a recuperação de áreas degradadas é o uso de lodo de esgoto (LE) gerado por estações de tratamento de esgoto (ETE). Desse modo, o presente trabalho avaliou o uso integrado de rejeito de mineração de basalto (RM) e resíduo de saneamento (lodo de esgoto) como substituto ao uso de solo de cobertura (SC) durante a recuperação ambiental de pedreiras. Um experimento ex situ foi montado no Centro de Tecnologia/UFRGS, conferindo-se a adição de LE ou SC a RM e comparado à utilização de SC por meio de análises de fertilidade de solos e plantio de gramínea (Avena strigosa) como variáveis respostas. Amostras de RM e de SC foram obtidas em pedreira de basalto em Novo Hamburgo-RS e o LE, em uma ETE no mesmo município. Inicialmente RM, SC e LE foram caracterizados em termos de teor de matéria orgânica (MO) para definição dos tratamentos. O LE foi caracterizado conforme CONAMA 375/2006. O delineamento experimental consistiu em 5 tratamentos (misturas) e 5 blocos: (A) RM (0,1% MO), (B) RM + LE (1,8% MO), (C) RM + SC (1,8% MO), (D) SC (3,2% MO) e (E) RM + LE (3,2% MO) Os tratamentos foram submetidos à caracterização química (pH, macro e micronutrientes) e granulometria. Paralelamente, semeou-se aveia preta (Avena strigosa) a qual foi coletada, seca e pesada durante a conclusão do ciclo vegetativo; a massa seca e o teor de nutrientes em tecido foliar foram comparados. Resultados mostram baixo teor de MO em RM (0,1%), diferentemente do SC (3,2%) e do LE (15,1%). O LE cumpre os parâmetros impostos pela legislação. A granulometria dos tratamentos A, B e E, foi caracterizada como arenosa e dos tratamentos C e D como média. As misturas com RM + LE com 1,8 e 3,2% de MO apresentaram níveis adequados de pH, micro e macronutrientes, o que refletiu na maior produção de matéria seca e teores de nutrientes no tecido foliar dos tratamentos B e E. Verificou-se que a mistura de LE e RM possui vantagens em termos de produção de matéria seca quando comparado ao SC, mostrando que o uso integrado de LE e de RM, na forma proposta, pode ser usado como material substituto ao uso de SC para recuperação de áreas degradadas, contribuindo ainda, na disposição final destes materiais. / Mining impacts natural environmental conditions. A widely studied alternative to address environmental restoration in degraded areas is the use of sewage sludge (LE), which is a byproduct of urban sewage treatment plant (ETE). In this context, the present study evaluated the integrated use of basalt quarry waste (RM) and sewage sludge (LE) as a substitute for natural soils (SC) during quarry environmental restoration. An ex situ experiment was installed at the Technology Center of UFRGS in which LE or SC where mixed to RM and compared to the use of SC through soil fertility analysis and grass growth (Avena strigosa) as dependent variables. RM and SC samples were collected at a basalt quarry in the city of Novo Hamburgo-RS, and LE at an ETE in the same city. Initially, RM, SC and LE were characterized in terms of organic matter content (MO) which was used for the definition of treatments. The LE was characterized according to CONAMA 375/2006. A completely randomized design experiment was used, including five treatments (mixtures) and five blocks: (A) RM (0.1% MO), (B) RM + LE (1.8% MO), (C) RM + SC (1.8% MO), (D) SC (3.2% MO) e (E) RM + LE (3,2% MO) Chemical (pH, macro and micronutrients) and particle size distribution characterization analysis were performed in all soil mixture treatments. In parallel, black oat (Avena strigosa) was sown in all treatments which was cut, dried and weight near to its vegetative cycle conclusion; dry mass production and nutrients in plant tissue were compared. Results showed low MO in RM (0.1%) differently from SC (3.2%) and LE (15.1%). LE is in accordance with CONAMA legislation. Texture of treatments A, B and E was characterized as coarse and in treatments C and D as medium. Mixtures containing RM + LE with 1.8% and 3.2% MO had adequate pH and micro and macronutrient content, what is supported by the highest dry mass production in the B and E treatments. It was verified that the addition of LE to the RM leads to better outcomes in terms of dry mass production when compared to SC. Results show that as proposed, the integrated use of LE and RM can be used as an alternative for SC use in environmental restoration, also contributing to these materials’ disposal.

The assemblage of ca. 6–4 Ma volcanic rocks exposed at the Sagehen Research station in the Truckee-Tahoe region of the northern Sierra Nevada, United States, is interpreted to be, within the Ancestral Cascades volcanic arc, a Lassen-type stratovolcano complex. Sagehen is of particular importance because it is one of the few Tertiary arc volcanic centres in California which has not been heavily glaciated during the Pleistocene. The volcanic rocks are variably porphyritic or aphanitic, including abundant plagioclase with clinopyroxene and amphibole. The rocks range from basalt to basaltic-andesite to andesite in composition. Basalts are olivineand clinopyroxene-bearing with minor phenocrysts of plagioclase. The basaltic-andesites are primarily pyroxene bearing while the andesites contain pyroxene-, plagioclase- and hornblende porphyritic phases. Sagehen arc lavas are calc-alkaline and enriched in the large ion lithophile elements and depleted in High Field Strength Elements. The basalts are depleted in Zr and Hf while the andesites are enriched with Zr and Hf relative to the middle rare earth elements. Compared to previously studied Ancestral Cascade arc samples, Sagehen region basalts have lower 143Nd/144Nd isotopic values that do not correspond to proposed mantle-lithosphere mixing lines, while the andesite samples appear to represent the interplay of these two components on a 87Sr/86Sr vs. 143Nd/144Nd. The trace element data and isotopic plots suggest that the melts that produced the basalts are from subduction modified mantle wedge peridotites that ponded near the base of the lithosphere similar to the generation of other subduction related calc-alkaline lavas along convergent continental margins. The andesitic samples appear to be the result of further modification through crustal assimilation as seen in the higher isotopic Sr contents in the andesites and Ce/Smpmn vs. Tb/Ybpmn plots. Finally, the proposed map units from Sylvester & Raines (2007) were found to contain various geochemical facies based on the samples collected indicating that some map units may have to be redefined or sub-divided.

Volatile heavy metals are liberated from magmas during eruptive and passively degassing volcanic activity. Volcanic emanations have been estimated to contribute 20-40% of volatile elements such as Bi, Pb, As or Sb, and up to 40-50 % of Cd and Hg annually (Nriagu, 1989). Some workers, however, believe these ranges are too high (Hinkley, 1999) or too low (Zreda-Gostynska and Kyle, 1997) leading to considerable differences in global inventory budgets of these metals and the degree to which they load the atmosphere. The objective of this work is to investigate the behavior of volatile heavy metals such as Au, Tl, As, Pb etc. in subaerially erupted magmas and experimentally in silicate melts. Analysis of natural pumice samples confirm the futile, sporadic nature of Hg and associated heavy metals, suggesting these metals are fully degassed prior to deposition. Diffusion experiments were conducted in natural basalt, dacite and synthetic rhyolite (Ab-Or-Qz minimum eutectic) over a range of temperatures (1200 – 1430 °C) at 0.1 MPa. Starting compositions were doped with a heavy metal cocktail (Bi, Pb, Tl, Au, Re, Sb, Sn, Cd, Mo, As, Cu) and loaded into open top Pt capsules. One set of experiments examined the effect of melt composition (polymerization) on element diffusion, and the second investigated the effects of ligands on diffusion by adding known concentrations of Cl and S. During experiments of varying duration, concentration gradients arose in the volatile trace metals due to their varying volatility, as measured (normal to the melt/gas interface) by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) in quenched glasses. Diffusion profiles followed an Arrhenius relationship from which diffusion coefficients (D) and activation energies (Ea) were obtained for Au, Tl, As, Cd, Re, Pb and Bi (in decreasing order of volatility). Results show Au and Tl are the most volatile in dacite and rhyolite yielding LogDDac Au = -10.7 ± 0.1 m2/s and LogDDac Tl = -10.9 ± 0.1 m2/s in dacite, and LogDRhy Au = -10.9 ± 0.1 m2/s and LogDRhy Tl = -11.3 ± 0.3 m2/s in rhyolite respectively. The D for Au could not be measured in basalt but Tl was the fastest diffusing species LogDBas Tl = -10.8 ± 0.2 m2/s. Ligands Cl and S were shown to increase the volatilities of all metals, with S having a more profound effect. Diffusivities were applied to a simple 1D bubble growth model (Smith 1955). Model results indicate diffusion coefficients play a major role in metal fractionation processes occurring at depths that ultimately dictate what metal ratios are measured at the surface of volcanoes.

Estudo realizado nas rochas vulcânicas associadas ao estágio pré-evaporítico da Bacia de Campos, a partir de testemunhos de 4 furos de sondagens. Estes litotipos são importantes no contexto da evolução tectônica e estratigráfica da bacia e o objetivo deste trabalho é a caracterização destas rochas a partir da petrografia, litoquímica, química mineral e composição isotópica Sr-Nd. A aplicação das metodologias de estudos convencionais foi dificultada devido ao grau de alteração das rochas marcado por modificações mineralógicas (substituição de minerais por argilominerais, palagonitização do vidro vulcânico, sericitização dos plagioclásios e presença de vesículas), elevado LOI e identificação de sedimentos arenosos englobados pela rocha vulcânica. Para minimizar os efeitos da alteração, empregaram-se metodologias que permitiram avaliar o grau de alteração das amostras e a mobilidade dos elementos químicos na rocha total. Os resultados obtidos estabelecem que as rochas vulcânicas são basaltos originados a partir de magmas com composição subalcalina, toleítica a transicional, baixo TiO2 e alto magnésio. Os ETRs estão em conformidade com o padrão dos basaltos toleíticos baixo TiO2 da Formação Serra Geral e são comparáveis aos E-MORB do Oceano Atlântico. O piroxênio dominante é a augita e quimicamente confirmam que os basaltos pertencem a série subalcalina e transicionais entre a série cálcio-alcalina e toleítica. Isotopicamente estão associados ao componente mantélico EMII e seguem o comportamento dos basaltos da Bacia de Campos com alto potássio. Os parâmetros levantados estabelecem uma correlação das rochas vulcânicas do Andar Alagoas da Bacia de Campos com os basaltos intracontinentais da Bacia do Paraná. / Study of the volcanic rocks associated with the pre-evaporitic stage of the Campos Basin, done from the boring cores of four boreholes. These lithotypes are important in the tectonic and stratigraphic evolution context of the basin and this study aims to characterize these rocks based on petrography, lithochemistry, mineral chemistry and Sr-Nd isotopic composition. The dating performed by the 40Ar/39Ar method in the feldspar minerals proved inadequate. The application of conventional study methodologies was difficult due to the degree of alteration of the rocks, evidenced by mineralogical changes (replacement of minerals by clay minerals, palagonitization of volcanic glass, sericitization of plagioclase and presence of vesicles), high LOI and identification of sandy sediments enclosed by the volcanic rock. In order to minimize the alteration effects, methodologies were used that allowed evaluating the degree of alteration of the samples and chemical element mobility in the whole rock. The results establish that the volcanic rocks are basalts derived from magmas with subalkaline composition, tholeiitic to transitional, low TiO2 and high magnesium. The REE are in conformity with the standard tholeiitic basalts of low TiO2 of the Serra Geral Formation and are comparable with the E-MORB from the Atlantic Ocean. The dominant pyroxene is augite which chemically confirms that the basalts belong to the subalkaline series and the transitional series between the calc-alkaline and tholeiitic series. They are isotopically associated with the mantle component EMII and follow the behavior of the Campos Basin basalts with high potassium. The collected parameters establish a correlation of the volcanic rocks of the Alagoas Stage in the Campos Basin with the intracontinental basalts of the Paraná Basin.

A mineração altera as condições ambientais naturais. Uma alternativa estudada para a recuperação de áreas degradadas é o uso de lodo de esgoto (LE) gerado por estações de tratamento de esgoto (ETE). Desse modo, o presente trabalho avaliou o uso integrado de rejeito de mineração de basalto (RM) e resíduo de saneamento (lodo de esgoto) como substituto ao uso de solo de cobertura (SC) durante a recuperação ambiental de pedreiras. Um experimento ex situ foi montado no Centro de Tecnologia/UFRGS, conferindo-se a adição de LE ou SC a RM e comparado à utilização de SC por meio de análises de fertilidade de solos e plantio de gramínea (Avena strigosa) como variáveis respostas. Amostras de RM e de SC foram obtidas em pedreira de basalto em Novo Hamburgo-RS e o LE, em uma ETE no mesmo município. Inicialmente RM, SC e LE foram caracterizados em termos de teor de matéria orgânica (MO) para definição dos tratamentos. O LE foi caracterizado conforme CONAMA 375/2006. O delineamento experimental consistiu em 5 tratamentos (misturas) e 5 blocos: (A) RM (0,1% MO), (B) RM + LE (1,8% MO), (C) RM + SC (1,8% MO), (D) SC (3,2% MO) e (E) RM + LE (3,2% MO) Os tratamentos foram submetidos à caracterização química (pH, macro e micronutrientes) e granulometria. Paralelamente, semeou-se aveia preta (Avena strigosa) a qual foi coletada, seca e pesada durante a conclusão do ciclo vegetativo; a massa seca e o teor de nutrientes em tecido foliar foram comparados. Resultados mostram baixo teor de MO em RM (0,1%), diferentemente do SC (3,2%) e do LE (15,1%). O LE cumpre os parâmetros impostos pela legislação. A granulometria dos tratamentos A, B e E, foi caracterizada como arenosa e dos tratamentos C e D como média. As misturas com RM + LE com 1,8 e 3,2% de MO apresentaram níveis adequados de pH, micro e macronutrientes, o que refletiu na maior produção de matéria seca e teores de nutrientes no tecido foliar dos tratamentos B e E. Verificou-se que a mistura de LE e RM possui vantagens em termos de produção de matéria seca quando comparado ao SC, mostrando que o uso integrado de LE e de RM, na forma proposta, pode ser usado como material substituto ao uso de SC para recuperação de áreas degradadas, contribuindo ainda, na disposição final destes materiais. / Mining impacts natural environmental conditions. A widely studied alternative to address environmental restoration in degraded areas is the use of sewage sludge (LE), which is a byproduct of urban sewage treatment plant (ETE). In this context, the present study evaluated the integrated use of basalt quarry waste (RM) and sewage sludge (LE) as a substitute for natural soils (SC) during quarry environmental restoration. An ex situ experiment was installed at the Technology Center of UFRGS in which LE or SC where mixed to RM and compared to the use of SC through soil fertility analysis and grass growth (Avena strigosa) as dependent variables. RM and SC samples were collected at a basalt quarry in the city of Novo Hamburgo-RS, and LE at an ETE in the same city. Initially, RM, SC and LE were characterized in terms of organic matter content (MO) which was used for the definition of treatments. The LE was characterized according to CONAMA 375/2006. A completely randomized design experiment was used, including five treatments (mixtures) and five blocks: (A) RM (0.1% MO), (B) RM + LE (1.8% MO), (C) RM + SC (1.8% MO), (D) SC (3.2% MO) e (E) RM + LE (3,2% MO) Chemical (pH, macro and micronutrients) and particle size distribution characterization analysis were performed in all soil mixture treatments. In parallel, black oat (Avena strigosa) was sown in all treatments which was cut, dried and weight near to its vegetative cycle conclusion; dry mass production and nutrients in plant tissue were compared. Results showed low MO in RM (0.1%) differently from SC (3.2%) and LE (15.1%). LE is in accordance with CONAMA legislation. Texture of treatments A, B and E was characterized as coarse and in treatments C and D as medium. Mixtures containing RM + LE with 1.8% and 3.2% MO had adequate pH and micro and macronutrient content, what is supported by the highest dry mass production in the B and E treatments. It was verified that the addition of LE to the RM leads to better outcomes in terms of dry mass production when compared to SC. Results show that as proposed, the integrated use of LE and RM can be used as an alternative for SC use in environmental restoration, also contributing to these materials’ disposal.

O presente trabalho buscou verificar aspectos relacionados ao (re)aproveitamento e agregação de valor, analisando a viabilidade técnica e de investimento em processos de coloração artificial do “basalto carijó” (riodacito) utilizando efluentes dos processos de tingimento inorgânico vermelho de ágata. Para isto foram inicialmente buscadas e descritas informações acerca das cadeias produtivas da ágata e do basalto e processos de beneficiamento destas, bem como de processos de impregnação industrialmente utilizados. A partir das informações obtidas foi iniciado o ciclo de ensaios e análises, dividido em três fases. Todos os ensaios realizados tiveram como objetivo, além do tingimento da rocha, o desenvolvimento de processos ambientalmente sustentáveis. Na primeira fase, dada a falta de informações sobre processos de impregnação em rochas ou materiais idênticos, foram utilizados processos de simples imersão, sob vácuo e/ou pressão. O primeiro ensaio foi estabelecido aleatoriamente e os subsequentes programados a partir da análise visual dos resultados obtidos nos anteriores. Na segunda fase, considerando a baixa influência verificada pelas cargas de pressão e vácuo utilizadas anteriormente, optou-se pela utilização de aquecimento de 90ºC durante os ensaios – processo baseado nos utilizados para o tingimento da ágata – tendo, diferentemente da primeira fase, todos os ensaios seus parâmetros de execução previamente estabelecidos. Nestes, foram obtidos resultados mais ágeis e melhores no que tange a alteração de cor. Após a realização dos processos de tingimento, as amostras foram serradas, para a verificação da possível impregnação do efluente, e, posteriormente, uma das metades de cada amostra levada à queima em forno sob temperatura de 200ºC durante 8 horas – processo também baseado nos utilizados para o tingimento da ágata. Na terceira fase, buscando a minimização da possibilidade de volatilização do efluente e da impregnação deste na rocha – não verificada nas amostras serradas na segunda fase de ensaios – foi reduzida para 40ºC a temperatura de aquecimento utilizada durante os processos e aumentados os tempos de exposição das amostras ao pigmentante. Também nesta fase foram utilizados efluentes provenientes de lotes com diferentes concentrações de Fe para a verificação da influência desta nos resultados. Ao final, também foram serradas e queimadas as amostras. Os resultados obtidos em cada ensaio foram digitalmente registrados para análise quantitativa utilizando padrão H (matiz), S (saturação) e B (brilho). Tecnicamente, após a análise quantitativa, foram verificados melhores resultados nos processos desenvolvidos na fasedois (sob 90ºC) sendo, a partir destes desenvolvida análise de investimento para ambas as indústrias envolvidas – ágata e basalto. Bons resultados foram obtidos na análise de investimento para a indústria de beneficiamento de ágata a partir dos valores de mercado utilizados como parâmetros. Já para a indústria de beneficiamento do basalto o impacto do custo de contratação dos serviços de tingimento junto à indústria da ágata determinou a inviabilidade de investimento no processo. / This study aimed to verify aspects concerning to (re)use and appreciation, analyzing the technical and the investment feasibility in artificial processes to dye "Basalto Carijó" (rhyodacite) using effluent from dyeing processes of inorganic red agate. Initially are described and sought information about supply chains and beneficiation processes of production chains agate and basalt, as well as impregnation processes industrially used. From the information obtained was started the three stages of experimentation and analysis. All trials were designed, to beyond the dyeing of the rocks, to advance in environmentally sustainable processes. In the first stage, given the lack of information about impregnation process on rocks or identical materials, simple immersion processes were used under vacuum and / or pressure. The first trial was randomly established and the subsequent programmes was starting from the visual analysis of the results obtained in the precedents. In the second stage, considering the low influence verified by loads of pressure and vacuum used previously, we opted for the use of heating of 90 ° C during the trials - based process used in for dyeing agate - having, unlike the first phase, all trials was previously established. Better, with respect to color change, and more agile results were obtained in these experiments. After completion of the dyeing process, the samples were sawn, to check the possible impregnation of the effluent, and subsequently one half of each sample was burned oven at a temperature of 200 ° C for 8 hours - process also based in used to dyeing agate. In the third phase, seeking to minimize the possibility of volatilization of the wastewater and soak this in the rock - not observed in samples sawn in the second phase of trials - was reduced to 40 ° C heating temperature used during the procedure and was increased the time of exposure the samples to the colorant. Also at this stage effluents from batches with different concentrations of Fe to verify the influence of the results were used. At the end, were also burnt the halves of the sawn samples. The results obtained in each experiment were digitally recorded for quantitative analysis using H (hue), S (saturation) and B (brightness) standard colours. Technically, after the quantitative analysis, the best results on the processes developed in phase two (under 90) being developed from these investment analysis for both industries involved have been checked. Good results were obtained in the analysis of investment industry for beneficiation agate from the market values used as parameters. As for the processing industry Basalt the impact of the cost of hiring the services of dyeing with the agate industry determined the impracticability of investment in the process.

Desde o início dos anos 70, novos conceitos de mecânica da fratura foram desenvolvidos para explicar o comportamento das rochas. A tenacidade à fratura foi medida e considerada como uma propriedade intrínseca importante da rocha, a qual indica a magnitude da resistência à fratura ou sua habilidade para resistir à propagação da trinca. A mecânica da fratura foi amplamente aplicada em operações de desmonte por explosivos, fraturamento hidráulico, fragmentação mecânica, análise da estabilidade de taludes, geofísica, mecânica de terremotos, na energia de extração geotermal e em outros problemas práticos. Salienta-se que ela é também relevante em tectônica, na tecnologia de recuperação e armazenamento de energia e na engenharia de rochas. Nas últimas três décadas, diversos métodos para estudar a propagação da fratura no modo I foram desenvolvidos e uma série de artigos foi escrita para aumentar o conhecimento da tenacidade à fratura das rochas no modo I. Um grande número de metodologias de ensaio da tenacidade à fratura tem aparecido na literatura. Alguns procedimentos de ensaio para a determinação da tenacidade à fratura em rochas no modo I foram padronizados pela ISRM em 1988 e em 1995. Entretanto, estes métodos de ensaio apresentam algumas dificuldades relacionadas à preparação do corpo de prova, à complexidade da instalação e à interpretação e validade dos resultados. O objetivo deste estudo é o de comparar os métodos sugeridos pela ISRM com outros métodos sugeridos por outros pesquisadores. Alguns ensaios não padronizados podem ser úteis se conduzirem a resultados confiáveis e se seus procedimentos forem mais simples do que aqueles sugeridos pela ISRM / Since early 1970's new fracture mechanics concepts have been developed to explain rock fracture behavior. Fracture toughness has been measured and considered as an important intrinsic property of rock indicating the magnitude of fracture strength or its ability to resist crack propagation. Rock fracture mechanics has been widely applied to tectonics, energy recovery and storage technology and rock engineering. It is relevant in blasting, hydraulic fracturing, mechanical fragmentation, rock slope analysis, geophysics, earthquake mechanics, geothermal energy extraction and many other practical problems. Over the last three decades, several methods for studying the mode I fracture propagation have been developed and a series of papers have been written to increase the knowledge of the mode I fracture toughness in rocks. A great number of fracture toughness testing methodologies have appeared in the literature. Some related mode I rock fracture toughness test procedures have been standardized by ISRM in 1988 and in 1995. However, these testing methods present some relative difficulties in sample preparation, set-up complexity, interpretation and results trustworthiness. The aim of this study is to compare the fracture toughness ISRM suggested testing methods with other suggested methodologies for other researchers. Some of the non-standardized tests may be useful, if they lead to reliable results, and if their procedures are simpler than those suggested by ISRM

Made available in DSpace on 2016-06-02T18:57:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4824.pdf: 1850234 bytes, checksum: 145b88dba921504ea587a0ecf7661801 (MD5) Previous issue date: 2012-06-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of the search was evaluate alternatives to accelerate the solubilization of minerals contained in rock powder. In the first experiment, presented in Chapter 2, the objective was to evaluate the effect of the fungus Aspergillus niger strain CCT4355 and vinasse in the solubilization of minerals contained in the basalt powder. The experiment in vitro consisted in the treatments: vinasse + A. niger (VF), rock powder + vinasse (PV) and rock powder + vinasse + A. niger (PVF). The basalt powder used had grains smaller than 0.053 mm. In PV the solubilization of calcium, magnesium, potassium, zinc and copper was greater than PVF, demonstrating the potential of vinasse as solubilizing agent. It concludes that mixtures of vinasse and rock powder have significant potential for production of low cost biofertilizer. In the second experiment, presented in chapter 3, the objective was to evaluate the effect of A. niger in the release of nutrients from the powder of basalt and phonolite in vitro dissolution tests. The treatments were: powder of phonolite + medium (FM), powder of phonolite + medium + fungus (FMA), powder of basalt + medium (DM), powder of basalt + medium + fungus (DMA) and fungus + medium (MA). It was observed that A. niger was able to produce organic acids which solubilized the rock powders and interacted in different ways with the nutrients. It is concluded that the strain CCT4355 of A. niger has potential as a solubilizing agent of silicate rock powder. The chapter 4 presents the results obtained with mixtures of vermicompost and basalt powder, and the two objectives were: i) determine the availability of nutrients in bioproduct resulted of vermicompost, prepared with viii the addition of powder of basalt, and ii) evaluate the effect of rock powder, with and without vermicomposting, in short cycle culture, using Italian zucchini (Cucurbita pepo) as a indicator plant. The application of basalt powder in the vermicompost layers provided the pH raising of the product obtained at the end of 55 incubation days, but the vermicomposting was not able to provide nutrients presents in the basalt powder. The application of vermicompost, with and without addition of rock powder, had an effect statistically similar to conventional fertilization, confirming the importance of vermicomposting in production system with restricted access to industrialized products. It is concluded that vermicomposting did not increase the release of nutrients contained in the basalt powder when prepared and applied in a Italian zucchini. It is hoped that this research contributes to a better understanding of stonemeal as an alternative practice for soil fertilization. / Objetivou-se com a pesquisa avaliar alternativas para acelerar a solubilização de minerais contidos em pó de rocha. No primeiro ensaio, apresentado no capítulo 2, o objetivo foi avaliar o efeito do fungo Aspergillus niger linhagem CCT4355 e vinhaça na solubilização de minerais contidos em pó de basalto. O experimento in vitro consistiu nos tratamentos: vinhaça + A. niger (VF), pó de rocha + vinhaça (PV) e pó de rocha + vinhaça + A. niger (PVF). O pó de basalto utilizado possuía grãos de tamanho inferior a 0,053 mm. Em PV a solubilização de cálcio, magnésio, potássio, zinco e cobre foi maior do que em PVF, evidenciando o potencial solubilizador da vinhaça. Conclui-se que misturas de vinhaça e pó de rocha possuem importante potencial para produção de biofertilizante de baixo custo. No segundo experimento, apresentado no capítulo 3, o objetivo foi avaliar o efeito de A. niger na liberação de nutrientes dos pós de basalto e de fonolito em ensaios de solubilização in vitro, utilizando meio de cultura líquido adaptado para A. niger. Os tratamentos adotados foram: pó de fonolito + meio (FM), pó de fonolito + meio + A. niger (FMA), pó de basalto + meio (DM), pó de basalto + meio + A. niger (DMA) e A. niger + meio (MA). Observou-se que A. niger foi capaz de produzir ácidos orgânicos que solubilizaram os pós de rocha e interagiram de diferentes formas com os nutrientes. Conclui-se que A. niger tem potencial como solubilizador de pó de rochas silicáticas. O capítulo 4 apresenta os resultados obtidos com misturas de vermicomposto e pó de basalto, e foram dois os objetivos: i) determinar a disponibilidade de nutrientes em bioproduto resultante da vermicompostagem, preparada com adição de pó de basalto, e ii) avaliar o vi efeito de pó de rocha, com e sem vermicompostagem, em cultura de ciclo curto, utilizando abobrinha italiana (Cucurbita pepo) como planta indicadora. A aplicação de pó de basalto nas camadas do vermicomposto proporcionou elevação do pH do produto obtido ao final de 55 dias de incubação, mas a vermicompostagem não foi capaz de disponibilizar nutrientes presentes no pó de basalto. A aplicação de vermicomposto, com e sem adição de pó de rocha, teve efeito semelhante à adubação convencional, confirmando a importância da vermicompostagem em sistema de produção de acesso restrito a insumos industrializados. Conclui-se que a vermicompostagem não promoveu aumento na liberação de nutrientes contidos no pó de basalto quando preparada e aplicada em cultura de abobrinha italiana. Espera-se com essa pesquisa contribuir para o melhor entendimento da rochagem como prática alternativa para a fertilização de solos.

A mineração altera as condições ambientais naturais. Uma alternativa estudada para a recuperação de áreas degradadas é o uso de lodo de esgoto (LE) gerado por estações de tratamento de esgoto (ETE). Desse modo, o presente trabalho avaliou o uso integrado de rejeito de mineração de basalto (RM) e resíduo de saneamento (lodo de esgoto) como substituto ao uso de solo de cobertura (SC) durante a recuperação ambiental de pedreiras. Um experimento ex situ foi montado no Centro de Tecnologia/UFRGS, conferindo-se a adição de LE ou SC a RM e comparado à utilização de SC por meio de análises de fertilidade de solos e plantio de gramínea (Avena strigosa) como variáveis respostas. Amostras de RM e de SC foram obtidas em pedreira de basalto em Novo Hamburgo-RS e o LE, em uma ETE no mesmo município. Inicialmente RM, SC e LE foram caracterizados em termos de teor de matéria orgânica (MO) para definição dos tratamentos. O LE foi caracterizado conforme CONAMA 375/2006. O delineamento experimental consistiu em 5 tratamentos (misturas) e 5 blocos: (A) RM (0,1% MO), (B) RM + LE (1,8% MO), (C) RM + SC (1,8% MO), (D) SC (3,2% MO) e (E) RM + LE (3,2% MO) Os tratamentos foram submetidos à caracterização química (pH, macro e micronutrientes) e granulometria. Paralelamente, semeou-se aveia preta (Avena strigosa) a qual foi coletada, seca e pesada durante a conclusão do ciclo vegetativo; a massa seca e o teor de nutrientes em tecido foliar foram comparados. Resultados mostram baixo teor de MO em RM (0,1%), diferentemente do SC (3,2%) e do LE (15,1%). O LE cumpre os parâmetros impostos pela legislação. A granulometria dos tratamentos A, B e E, foi caracterizada como arenosa e dos tratamentos C e D como média. As misturas com RM + LE com 1,8 e 3,2% de MO apresentaram níveis adequados de pH, micro e macronutrientes, o que refletiu na maior produção de matéria seca e teores de nutrientes no tecido foliar dos tratamentos B e E. Verificou-se que a mistura de LE e RM possui vantagens em termos de produção de matéria seca quando comparado ao SC, mostrando que o uso integrado de LE e de RM, na forma proposta, pode ser usado como material substituto ao uso de SC para recuperação de áreas degradadas, contribuindo ainda, na disposição final destes materiais. / Mining impacts natural environmental conditions. A widely studied alternative to address environmental restoration in degraded areas is the use of sewage sludge (LE), which is a byproduct of urban sewage treatment plant (ETE). In this context, the present study evaluated the integrated use of basalt quarry waste (RM) and sewage sludge (LE) as a substitute for natural soils (SC) during quarry environmental restoration. An ex situ experiment was installed at the Technology Center of UFRGS in which LE or SC where mixed to RM and compared to the use of SC through soil fertility analysis and grass growth (Avena strigosa) as dependent variables. RM and SC samples were collected at a basalt quarry in the city of Novo Hamburgo-RS, and LE at an ETE in the same city. Initially, RM, SC and LE were characterized in terms of organic matter content (MO) which was used for the definition of treatments. The LE was characterized according to CONAMA 375/2006. A completely randomized design experiment was used, including five treatments (mixtures) and five blocks: (A) RM (0.1% MO), (B) RM + LE (1.8% MO), (C) RM + SC (1.8% MO), (D) SC (3.2% MO) e (E) RM + LE (3,2% MO) Chemical (pH, macro and micronutrients) and particle size distribution characterization analysis were performed in all soil mixture treatments. In parallel, black oat (Avena strigosa) was sown in all treatments which was cut, dried and weight near to its vegetative cycle conclusion; dry mass production and nutrients in plant tissue were compared. Results showed low MO in RM (0.1%) differently from SC (3.2%) and LE (15.1%). LE is in accordance with CONAMA legislation. Texture of treatments A, B and E was characterized as coarse and in treatments C and D as medium. Mixtures containing RM + LE with 1.8% and 3.2% MO had adequate pH and micro and macronutrient content, what is supported by the highest dry mass production in the B and E treatments. It was verified that the addition of LE to the RM leads to better outcomes in terms of dry mass production when compared to SC. Results show that as proposed, the integrated use of LE and RM can be used as an alternative for SC use in environmental restoration, also contributing to these materials’ disposal.

O presente trabalho buscou verificar aspectos relacionados ao (re)aproveitamento e agregação de valor, analisando a viabilidade técnica e de investimento em processos de coloração artificial do “basalto carijó” (riodacito) utilizando efluentes dos processos de tingimento inorgânico vermelho de ágata. Para isto foram inicialmente buscadas e descritas informações acerca das cadeias produtivas da ágata e do basalto e processos de beneficiamento destas, bem como de processos de impregnação industrialmente utilizados. A partir das informações obtidas foi iniciado o ciclo de ensaios e análises, dividido em três fases. Todos os ensaios realizados tiveram como objetivo, além do tingimento da rocha, o desenvolvimento de processos ambientalmente sustentáveis. Na primeira fase, dada a falta de informações sobre processos de impregnação em rochas ou materiais idênticos, foram utilizados processos de simples imersão, sob vácuo e/ou pressão. O primeiro ensaio foi estabelecido aleatoriamente e os subsequentes programados a partir da análise visual dos resultados obtidos nos anteriores. Na segunda fase, considerando a baixa influência verificada pelas cargas de pressão e vácuo utilizadas anteriormente, optou-se pela utilização de aquecimento de 90ºC durante os ensaios – processo baseado nos utilizados para o tingimento da ágata – tendo, diferentemente da primeira fase, todos os ensaios seus parâmetros de execução previamente estabelecidos. Nestes, foram obtidos resultados mais ágeis e melhores no que tange a alteração de cor. Após a realização dos processos de tingimento, as amostras foram serradas, para a verificação da possível impregnação do efluente, e, posteriormente, uma das metades de cada amostra levada à queima em forno sob temperatura de 200ºC durante 8 horas – processo também baseado nos utilizados para o tingimento da ágata. Na terceira fase, buscando a minimização da possibilidade de volatilização do efluente e da impregnação deste na rocha – não verificada nas amostras serradas na segunda fase de ensaios – foi reduzida para 40ºC a temperatura de aquecimento utilizada durante os processos e aumentados os tempos de exposição das amostras ao pigmentante. Também nesta fase foram utilizados efluentes provenientes de lotes com diferentes concentrações de Fe para a verificação da influência desta nos resultados. Ao final, também foram serradas e queimadas as amostras. Os resultados obtidos em cada ensaio foram digitalmente registrados para análise quantitativa utilizando padrão H (matiz), S (saturação) e B (brilho). Tecnicamente, após a análise quantitativa, foram verificados melhores resultados nos processos desenvolvidos na fasedois (sob 90ºC) sendo, a partir destes desenvolvida análise de investimento para ambas as indústrias envolvidas – ágata e basalto. Bons resultados foram obtidos na análise de investimento para a indústria de beneficiamento de ágata a partir dos valores de mercado utilizados como parâmetros. Já para a indústria de beneficiamento do basalto o impacto do custo de contratação dos serviços de tingimento junto à indústria da ágata determinou a inviabilidade de investimento no processo. / This study aimed to verify aspects concerning to (re)use and appreciation, analyzing the technical and the investment feasibility in artificial processes to dye "Basalto Carijó" (rhyodacite) using effluent from dyeing processes of inorganic red agate. Initially are described and sought information about supply chains and beneficiation processes of production chains agate and basalt, as well as impregnation processes industrially used. From the information obtained was started the three stages of experimentation and analysis. All trials were designed, to beyond the dyeing of the rocks, to advance in environmentally sustainable processes. In the first stage, given the lack of information about impregnation process on rocks or identical materials, simple immersion processes were used under vacuum and / or pressure. The first trial was randomly established and the subsequent programmes was starting from the visual analysis of the results obtained in the precedents. In the second stage, considering the low influence verified by loads of pressure and vacuum used previously, we opted for the use of heating of 90 ° C during the trials - based process used in for dyeing agate - having, unlike the first phase, all trials was previously established. Better, with respect to color change, and more agile results were obtained in these experiments. After completion of the dyeing process, the samples were sawn, to check the possible impregnation of the effluent, and subsequently one half of each sample was burned oven at a temperature of 200 ° C for 8 hours - process also based in used to dyeing agate. In the third phase, seeking to minimize the possibility of volatilization of the wastewater and soak this in the rock - not observed in samples sawn in the second phase of trials - was reduced to 40 ° C heating temperature used during the procedure and was increased the time of exposure the samples to the colorant. Also at this stage effluents from batches with different concentrations of Fe to verify the influence of the results were used. At the end, were also burnt the halves of the sawn samples. The results obtained in each experiment were digitally recorded for quantitative analysis using H (hue), S (saturation) and B (brightness) standard colours. Technically, after the quantitative analysis, the best results on the processes developed in phase two (under 90) being developed from these investment analysis for both industries involved have been checked. Good results were obtained in the analysis of investment industry for beneficiation agate from the market values used as parameters. As for the processing industry Basalt the impact of the cost of hiring the services of dyeing with the agate industry determined the impracticability of investment in the process.