Na região sul do Brasil existe enormes reservas de carvão, bem mineral que exerce um papel fundamental na segurança energética do país. O setor carbonífero tem buscado progredir em relação ao seu comprometimento com o meio ambiente, reduzindo os impactos das atividades de lavra e beneficiamento. Entretanto, pouca atenção vem sendo dada às oportunidades existentes em relação ao aproveitamento dos rejeitos gerados. Estima-se que, na mineração de carvão em Santa Catarina, 60 a 70% do minério ROM beneficiado são descartados em módulos de rejeitos como um material sem valor comercial. O resultado é o comprometimento de áreas e a geração da drenagem ácida de minas (DAM), efluente que precisa ser tratado. Assim, a presente tese teve como objetivo avaliar técnicas e alternativas tecnológicas visando o aproveitamento integral ou parcial dos resíduos gerados na mineração de carvão. Estudos de caracterização de um típico módulo de rejeitos, bem como dos materiais que são dispostos no módulo de rejeitos, foram realizados. Avaliaram-se processos de beneficiamento gravimétrico para a separação do rejeito em três produtos: (i) uma fração contendo matéria carbonosa; (ii) uma fração de materiais inertes com baixo teor de enxofre; e (ii) um concentrado de pirita. Para a caracterização tecnológica dos materiais foram realizados ensaios de classificação de tamanho de partícula, ensaios de afunda-flutua, análise imediata, análise elementar bem como estudos petrográficos e mineralógicos. Análises ambientais também foram conduzidas, os quais seguiram os procedimentos da NBR 10.004, métodos estáticos de contabilização de ácidos e bases e testes cinéticos de predição da geração de acidez. Os resultados obtidos mostraram que, através do comprometimento das partes interessadas e de uma abordagem sistêmica e integrada do beneficiamento, é possível recuperar material energético e pirita; reduzindo ou eliminando a massa de rejeitos disposta. Também é possível minimizar os danos ambientais e os custos relacionados com a geração de DAM. A presente proposta vem ao encontro de novos conceitos na mineração, como a “produção mais limpa” e a busca de “rejeito zero”. / Coal plays a key role in the Brazil energy security and in southern Brazil there are extensive reserves of this mineral. The coal industry has been engaged in relation to its commitment to the environment by reducing the impacts on mining and processing activities. However, very little emphasis has been placed on opportunities related to use or recycling of downstream waste. It is estimated that approximately 60 to 70% of the run-of-mine (ROM) coal extracted from underground mines in the coal Basin of Santa Catarina, Brazil, is discarded as waste in dump deposits. These waste discards contain sulphide minerals, particularly pyrite, which oxidize and give rise to acid mine drainage (AMD) with the well known environmental impacts and economic costs. Thus, this thesis aimed to evaluate alternative technologies and techniques focused on a full recovery of downstream wastes generated in coal mining activities. Characterization of a typical coal dump deposit was performed. Gravimetric beneficiation was carried out for the separation of waste into three products: (i) a fraction containing carbonaceous rocks; (ii) a fraction of inert materials with low sulfur content; and (iii) a pyrite concentrate. Technological characterization was conducted in terms of particle size distribution, sink-and-float tests, proximate and ultimate analysis, petrographic and mineralogical studies. Environmental analysis were conducted by NRB 10004 (waste classification) and static and kinetic acid prediction methods. The results obtained demonstrate that by the involvement of stakeholders and by a systemic and integrated approach to processing, it is possible to recover energetic material and pyrite; reducing or eliminating dump deposits. It can also minimize environmental damage and costs associated with the generation of DAM. This approach is in line with the new concepts in mining, such as "cleaner production" and the searching for a "zero waste mining".

O objetivo deste trabalho é de avaliar o desempenho do concentrador Falcon® no beneficiamento de finos de carvão. Para tal foi usada uma amostra de carvão ROM da mina LEÃO II. Nos ensaios foi usado o concentrador Falcon® modelo L40. As variáveis operacionais estudadas foram: a aceleração da centrífuga, a granulometria da alimentação e a pressão da água de fluidização. Para todos os ensaios realizados na faixa granulométrica -0,25mm as taxas de rejeição de enxofre variaram entre 42,55% e 69,51%, e a recuperação da matéria orgânica variou entre 65,79% e 95,85%. Na faixa granulométrica de -0,5+0,25mm o valor mínimo da rejeição de enxofre total foi de 53,63% e o máximo de 75,22%. A recuperação de matéria orgânica variou entre 57,77% e 90,86%. Já a rejeição de cinzas mostra as taxas mais baixas para a faixa granulométrica-0,25mm, que varia entre 11,78% a 46,87%, comparada à faixa granulométrica de -0,5+0,25mm que apresenta valores entre 29,98% e 60,42%. Em geral o processo mostrou-se mais eficiente quando operado com valores baixos de aceleração (78G), e pressão de água relativamente baixa (entre 4 e 8Psi). / This study aims to evaluate the performance of the Falcon® concentrator in beneficiation of fine coal. A sample from LEAO II ROM and a L40 Falcon® concentrator was used for all tests. Operating variables studied were: G forces, the feed particle size and the water backpressure. For the tests performed with samples of -0.25mm particle size, sulfur rejection rates ranged from 42.55% to 69.51%, and the coal recovery ranged from 65.79% to 95.85%. In the -0.5+0.25mm size fraction the minimum value of total sulfur rejection was 53.63% and a maximum of 75.22%. The recovery of organic matter ranged from 57.77% to 90.86%. The ash rejection shows the lowest rates for the -0.25mm particle size, ranging from 11.78% to 46.87%, compared to -0.5+0.25mm size fraction which has values between 29.98 % and 60.42%. In general the process was more efficient when operated at low values of G-Force (78G), and low water pressure (4 and 8Psi).

Na região sul do Brasil existe enormes reservas de carvão, bem mineral que exerce um papel fundamental na segurança energética do país. O setor carbonífero tem buscado progredir em relação ao seu comprometimento com o meio ambiente, reduzindo os impactos das atividades de lavra e beneficiamento. Entretanto, pouca atenção vem sendo dada às oportunidades existentes em relação ao aproveitamento dos rejeitos gerados. Estima-se que, na mineração de carvão em Santa Catarina, 60 a 70% do minério ROM beneficiado são descartados em módulos de rejeitos como um material sem valor comercial. O resultado é o comprometimento de áreas e a geração da drenagem ácida de minas (DAM), efluente que precisa ser tratado. Assim, a presente tese teve como objetivo avaliar técnicas e alternativas tecnológicas visando o aproveitamento integral ou parcial dos resíduos gerados na mineração de carvão. Estudos de caracterização de um típico módulo de rejeitos, bem como dos materiais que são dispostos no módulo de rejeitos, foram realizados. Avaliaram-se processos de beneficiamento gravimétrico para a separação do rejeito em três produtos: (i) uma fração contendo matéria carbonosa; (ii) uma fração de materiais inertes com baixo teor de enxofre; e (ii) um concentrado de pirita. Para a caracterização tecnológica dos materiais foram realizados ensaios de classificação de tamanho de partícula, ensaios de afunda-flutua, análise imediata, análise elementar bem como estudos petrográficos e mineralógicos. Análises ambientais também foram conduzidas, os quais seguiram os procedimentos da NBR 10.004, métodos estáticos de contabilização de ácidos e bases e testes cinéticos de predição da geração de acidez. Os resultados obtidos mostraram que, através do comprometimento das partes interessadas e de uma abordagem sistêmica e integrada do beneficiamento, é possível recuperar material energético e pirita; reduzindo ou eliminando a massa de rejeitos disposta. Também é possível minimizar os danos ambientais e os custos relacionados com a geração de DAM. A presente proposta vem ao encontro de novos conceitos na mineração, como a “produção mais limpa” e a busca de “rejeito zero”. / Coal plays a key role in the Brazil energy security and in southern Brazil there are extensive reserves of this mineral. The coal industry has been engaged in relation to its commitment to the environment by reducing the impacts on mining and processing activities. However, very little emphasis has been placed on opportunities related to use or recycling of downstream waste. It is estimated that approximately 60 to 70% of the run-of-mine (ROM) coal extracted from underground mines in the coal Basin of Santa Catarina, Brazil, is discarded as waste in dump deposits. These waste discards contain sulphide minerals, particularly pyrite, which oxidize and give rise to acid mine drainage (AMD) with the well known environmental impacts and economic costs. Thus, this thesis aimed to evaluate alternative technologies and techniques focused on a full recovery of downstream wastes generated in coal mining activities. Characterization of a typical coal dump deposit was performed. Gravimetric beneficiation was carried out for the separation of waste into three products: (i) a fraction containing carbonaceous rocks; (ii) a fraction of inert materials with low sulfur content; and (iii) a pyrite concentrate. Technological characterization was conducted in terms of particle size distribution, sink-and-float tests, proximate and ultimate analysis, petrographic and mineralogical studies. Environmental analysis were conducted by NRB 10004 (waste classification) and static and kinetic acid prediction methods. The results obtained demonstrate that by the involvement of stakeholders and by a systemic and integrated approach to processing, it is possible to recover energetic material and pyrite; reducing or eliminating dump deposits. It can also minimize environmental damage and costs associated with the generation of DAM. This approach is in line with the new concepts in mining, such as "cleaner production" and the searching for a "zero waste mining".

O objetivo deste trabalho é de avaliar o desempenho do concentrador Falcon® no beneficiamento de finos de carvão. Para tal foi usada uma amostra de carvão ROM da mina LEÃO II. Nos ensaios foi usado o concentrador Falcon® modelo L40. As variáveis operacionais estudadas foram: a aceleração da centrífuga, a granulometria da alimentação e a pressão da água de fluidização. Para todos os ensaios realizados na faixa granulométrica -0,25mm as taxas de rejeição de enxofre variaram entre 42,55% e 69,51%, e a recuperação da matéria orgânica variou entre 65,79% e 95,85%. Na faixa granulométrica de -0,5+0,25mm o valor mínimo da rejeição de enxofre total foi de 53,63% e o máximo de 75,22%. A recuperação de matéria orgânica variou entre 57,77% e 90,86%. Já a rejeição de cinzas mostra as taxas mais baixas para a faixa granulométrica-0,25mm, que varia entre 11,78% a 46,87%, comparada à faixa granulométrica de -0,5+0,25mm que apresenta valores entre 29,98% e 60,42%. Em geral o processo mostrou-se mais eficiente quando operado com valores baixos de aceleração (78G), e pressão de água relativamente baixa (entre 4 e 8Psi). / This study aims to evaluate the performance of the Falcon® concentrator in beneficiation of fine coal. A sample from LEAO II ROM and a L40 Falcon® concentrator was used for all tests. Operating variables studied were: G forces, the feed particle size and the water backpressure. For the tests performed with samples of -0.25mm particle size, sulfur rejection rates ranged from 42.55% to 69.51%, and the coal recovery ranged from 65.79% to 95.85%. In the -0.5+0.25mm size fraction the minimum value of total sulfur rejection was 53.63% and a maximum of 75.22%. The recovery of organic matter ranged from 57.77% to 90.86%. The ash rejection shows the lowest rates for the -0.25mm particle size, ranging from 11.78% to 46.87%, compared to -0.5+0.25mm size fraction which has values between 29.98 % and 60.42%. In general the process was more efficient when operated at low values of G-Force (78G), and low water pressure (4 and 8Psi).

Dissertação de mestrado apresentada ao Setor de Pós-Graduação em Ciências Ambientais da Universidade do Extremo Sul Catarinense – UNESC, para a obtenção do título de Mestre em Ciências Ambientais. / The present work intends in adopting perspectives for the mineral coal, having as reference the south area of the state of Santa Catarina. The aspects environmental are being considered, as well as to the future of the fossil fuel as raw material and/or energy womb. A historical of the mining of the catarinense carboniferous area shows, as well as the geological origin, participation in the economy and the generated environmental impacts. The Brazilian energy plans are related in their editions concerning the perspectives for the catarinense charcoal and the regional development, as well as the regional plan of mining 2030 about the perspectives social environmental for the carcoal and the sustainability in the mineral exploration. / O presente trabalho propõe-se em apontar perspectivas para o carvão mineral, tendo como referência a região sul do estado de Santa Catarina. Estão sendo considerados os aspectos socioambientais, como também o futuro do combustível fóssil como matéria- prima energética. Apresenta-se um histórico da mineração na região carbonífera catarinense, bem como a origem geológica, participação na economia e os impactos ambientais gerados. São relacionados e analisados os planos energéticos brasileiros em suas edições acerca das perspectivas para o carvão catarinense e o desenvolvimento regional, como também o Plano Nacional de Mineração 2030 sobre as perspectivas socioambientais para o carvão e a sustentabilidade na exploração mineral.

Durante as atividades de mineração de carvão, grandes quantidades de cinzas, metais, óxidos e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) são liberados ao ambiente. As partículas de carvão e cinzas são quimicamente complexas e têm a capacidade de interagir com mecanismos celulares e não celulares que desencadeiam a ativação de macrófagos, células epiteliais e fibroblastos, a liberação de espécies reativas de oxigênio (ERO) e expressão de citocinas. O objetivo do presente estudo foi avaliar a citotoxicidade e genotoxicidade in vitro, e fisiologia respiratoria in vivo, da exposição a partículas de carvão e cinzas provenientes de Santa Catarina-Brasil. Foram avaliadas quatro amostras, duas de carvão mineral (COAL11 e COAL16) e duas de cinzas produto da combustão de cada carvão (CFA11 e CFA16). Particularmente, a amostra CFA16 é produto da co-combustão com óleo combustível e óleo diesel. Na avaliação in vitro, COAL11, COAL16 e CFA16 foram mais citotóxicas do que a cinza CFA11 como avaliado no ensaio clonogênico. A exposição das células V79 às partículas de carvão e cinzas induziram lesões primárias no DNA detectadas no ensaio Cometa Alcalino. Partículas de COAL16 e CFA16, em maiores concentrações, foram capazes de induzir danos oxidativos no DNA em células V79, como demonstrado no ensaio Cometa Modificado (FPG e ENDOIII). Nos biomarcadores do ensaio CBMN-Cyt os resultados mostraram que as concentrações mais altas de carvão e cinzas induziram efeitos citotóxicos e instabilidade cromossômica. In vivo, camundongos BALB/c foram analisados 24 h após instilação intratraqueal com partículas de carvão e cinzas. Os camundongos expostos a partículas de carvão apresentaram rigidez pulmonar e obstruções das vias aéreas centrais quando comparado com o grupo controle, nos parâmetros da mecânica pulmonar. Quando expostos às partículas de carvão e cinzas, os animais mostraram recrutamento de células, principalmente as mononucleares, e expressão de citocinas, principalmente TNF-α e IL-1β, quando comparado com o grupo controle. Na histologia, não foram encontradas alterações significativas nos alvéolos, nem formação de fibras elásticas e colágenas. Resultados no ensaio Cometa Alcalino mostraram efeitos genotóxicos significativos em células de sangue periférico nos animais expostos a partículas de carvão e cinzas. As análises dos elementos inorgânicos usando o método PIXE, demostraram translocação extrapulmonar de metais ao fígado, baço e encéfalo. Comparativamente, de todas as amostras avaliadas, a CFA11 apresentou o maior diâmetro no tamanho das partículas como avaliado mediante análise de difração de laser. Os resultados demostraram que o processo de combustão altera a toxicidade das partículas de carvão, e o uso de combustíveis adicionais dentro do processo de queima, como foi o caso da amostra CFA16, muda as caraterísticas das partículas geradas quanto ao tamanho e toxicidade das mesmas. Estes resultados in vitro e in vivo estão relacionados com os compostos contidos na superfície das partículas, tais como óxidos, metais e HAP detectados nas amostras. Este conjunto de dados aportam ao estado do conhecimento sobre os riscos da exposição continua a este tipo de partículas. / During the coal mining activities, large amounts of fly ash, metals, oxides and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are released to the environment. Coal and fly ash particles are chemically complex and are capable of interacting with cellular and non-cellular mechanisms that trigger the release of reactive oxygen species (ROS) and expression of cytokines from activated macrophages, epithelial cells and fibroblasts. The aim of this study was to evaluate the cytotoxicity and genotoxicity in vitro, and respiratory physiology in vivo, of exposure to coal and coal fly ash particles from Santa Catarina-Brazil. Four samples were collected, two from coal (COAL11and COAL16) and two from coal fly ash released during combustion (CFA11 and CFA16). Particularly, the CFA16 sample was the product of co-firing with fuel oil and diesel oil. In vitro evaluation, COAL11, COAL16 and CFA16 were more cytotoxic than CFA11sample as assessed in clonogenic assay. The exposure of V79 cells to coal particles and coal fly ash induced primary DNA damage detected in Comet Alkaline test. COAL16 and CFA16 particles, at higher concentrations, were capable of inducing oxidative DNA damage in V79 cells, as demonstrated in the Modified Comet assay (FPG and ENDOIII). Results in the biomarkers CBMN-Cyt test showed that higher concentrations of coal and coal fly ash particles induced cytotoxic effects and chromosomal instability. In vivo, BALB/c mice, were analyzed 24 h after intratracheal instillation with coal and coal fly ash particles. The mice exposed to coal particles showed significant rigidity and obstruction of the central airways when compared with the control group. In addition, the animals showed recruitment of cells, mainly mononuclear cells, and expression of cytokines, particularly TNF-α and IL-1β as compared to the control group. Histologically, there were no significant alterations in the alveoli, or formation of elastic and collagen fibers. Alkaline Comet assay results showed significant genotoxic effects on peripheral blood cells in animals exposed to coal and coal fly ash particles. The analysis of inorganic elements using the PIXE method demonstrated the efficient metal extrapulmonary translocation into the bloodstream to the liver, spleen and brain. When comparing particle size, CFA11showed the largest diameter as assessed by analysis of laser diffraction. The results showed that the combustion process alters the toxicity of coal particles and the use of additional fuel in the firing process, modifies the toxicity and size of the particles, as was the case of the CFA16 sample. These results in vitro and in vivo are associated with the compounds contained in the surface of the particles, such as oxides, metals and PAH detected in these samples. This study contribute to the state of knowledge of the risks of continuous exposure of these particles.

Este estudo apresenta a comparação e discussão entre registros de perfilagem geofísica obtidos por três sondas elétricas que medem resistividades de litologias. Uma análise detalhada foi feita para detectar qual destas sondas utilizadas proporciona a melhor opção em termos de identificação das camadas de carvão e resolução vertical. As sondas elétricas utilizadas foram: guard log (GLOG), single point resistance (SPR) e induction log (IND). Para auxiliar na comparação entre esses diferentes perfis, outros dois registros geofísicos importantes foram incluídos: radiação gama natural (GN) e optical televiewer (OPTV), os quais ajudaram a identificar os estratos de carvão. No caso específico do OPTV, quando a situação é favorável, ele permite identificar os estratos de carvão e verificar a resolução vertical dos demais registros, em função da excelente resolução vertical. As imagens produzidas pelo OPTV podem, nas circunstâncias adequadas, servir como testemunho digital, para complementar ou mesmo substituir as amostras de sondagem com recuperação de testemunhos. Neste estudo, foram analisados dados obtidos em 4 depósitos de carvão diferentes: Área B3, Calombo, Cerro e Seival. Todos os depósitos de carvão acima citados situam-se no estado do Rio Grande do Sul (RS) - Brasil. Ao todo, 15 furos foram apresentados e discutidos. Destes, 13 são furos de sondagem com recuperação de testemunhos, enquanto que os dois restantes são furos de desmonte. As descrições geológicas dos 13 furos de sondagens são as informações principais utilizadas como parâmetro de controle nas comparações entre os perfis geofísicos, enquanto que as imagens OPTV serviram como uma alternativa para verificar a resolução vertical dos perfis elétricos. Ao final das análises, verificou-se que o dispositivo guard-log (GLOG) tende a ter o melhor desempenho no aspecto de identificação litológica, demonstrando uma capacidade superior em relação aos demais arranjos em termos de resolução vertical. Estatisticamente, ele apresentou as estimativas de espessuras mais próximas em valor, em relação às espessuras proporcionadas pelas descrições geológicas de testemunhos de sondagem. / This study presents a comparison and discussion between the geophysical logs obtained by three electrical probes that measure resistivity of lithologies. A detailed analysis was carried out to detect which of these probes, provides the best option in terms of identification of coal seams and vertical resolution. The electrical probes used were guard log (GLOG), single point resistance (SPR) and induction log (IND). To aid the comparison between the different logs, two other important geophysical logs were included: natural gamma radiation (GN) and optical televiewer (OPTV), which helped to identify the coal seams. In the specific case of OPTV, when the situation is favorable, it identifies the coal seams and check the vertical resolution of the other logs, in function of its excellent vertical resolution. The images produced by OPTV can serve, in appropriate circumstances, as digital core sample to complement or even replace the diamond drill core samples recovery. In this study, analyzed data were obtained from four different coal deposits, which are: B3 Area, Calombo, Cerro and Seival. All the coal deposits mentioned above are located in the state of Rio Grande do Sul (RS) - Brazil. In all, 15 boreholes were presented and discussed. Out of these, 13 are boreholes with recovered core samples, while the remaining two are blastholes. The geological descriptions of the 13 boreholes are the main information used as a control parameter in comparisons against the geophysical logs, while OPTV images served as an alternative to verify the vertical resolution of the electric logs. At the end of the analysis, it was found that the guard-log probe (GLOG) tends to have better performance in the aspect of lithological identification, demonstrating a greater capacity in comparison with the other in terms of vertical resolution. Statistically, it presented the closest estimated value in relation to the coal seams thickness provided by geological description of the recovered core samples.

As pilhas de homogeneização são uma das formas mais comuns de homogeneização e redução da variabilidade de minério que alimenta uma unidade de processamento mineral ou o mercado diretamente. Uma das maneiras de construir essas pilhas consiste em dispor o material vindo da lavra em camadas horizontais e, posteriormente, retomá‐los em fatias verticais. A caracterização deste material vindo da mina (blocos de lavra) é uma das principais tarefas do planejamento mineiro. Existem várias técnicas que podem ser utilizadas para estimativa dos teores destes blocos, tais como Krigagem e Inverso da Distância (ID). A simulação por Bandas Rotativas é mais uma delas e foi utilizada neste trabalho, pois é capaz de reproduzir a variabilidade in situ e a continuidade espacial dos dados, ao contrário de outros métodos de estimativa. Com os resultados destas simulações são traçadas as possíveis rotas de lavra, que otimizam os diversos fatores de engenharia e economia. A rota de lavra é de difícil modificação e determinará a seqüência dos blocos que irão construir as pilhas de homogeneização. As pilhas são caracterizadas pela forma, tamanho, arranjo e número de camadas. O incorreto dimensionamento pode acarretar perdas financeiras devido ao alto estoque e/ou a perdas em recuperação e teores na usina de beneficiamento. O método proposto é capaz de quantificar a variabilidade dos sistemas de homogeneização para os n cenários de lavra conforme modelos de blocos simulados. Para tal metodologia foi desenvolvida uma rotina capaz de realizar diferentes tamanhos de pilhas para as várias simulações. Os dados utilizados são provenientes dos depósitos de carvão da região Sul do Brasil. Os parâmetros utilizados para a medida da variabilidade foram conteúdo de cinza e teor de enxofre, contaminantes comuns nestes depósitos. A metodologia proposta indica que é possível reduzir a variabilidade do sistema. A incerteza associada às variáveis foi reduzida, um tamanho conveniente de pilhas foi determinado e testes foram realizados para reduzir ainda mais os riscos econômicos da mineradora. / Mixing piles are one of the most common strategies of homogenization and ore variability reduction for mineral processing plant feeding or direct market feeding. One of the ways to construct these piles is to dispose the mined material in horizontal layers and, posteriorly, take them into vertical slices. The characterization of this material from the mine (mining blocks) is one of the main tasks of the mine planning. There are several techniques that can be used to estimate the grades of these blocks, such as Kriging and Inverse of Distance (ID). Turning bands simulation is one of them, and it was used on this study, because it is able to generate n possible values for the grades of the mining blocks. With these simulations results the possibilities for mining routes, those optimize the several mining and economic factors. The mining route is hard to modify and it will determine the block sequence that will build the homogenization piles. The piles are characterized by their shape, size, arrangement and the number of layers. An incorrect design can lead to financial losses due to high stock mass and/or to loss in processing plant recovery and grades. The proposed method is able to quantify the variability of mixing systems for n mining settings from simulated mining blocks. For this methodology was developed a routine able to realize different pile sizes for several simulations. The data used come from coal deposits in southern Brazil. The parameters used for the variability measure were ash content and sulfur grade, common contaminants in these deposits. The proposed methodology indicates that is possible to reduce the system variability. The uncertainty associated to the variables was reduced, a proper pile size was determined and tests were made, resulting in lower economic risks for the mining company.

O presente trabalho aborda o problema da contaminação do meio fisico causado pela disposição de resíduos sólidos urbanos em áreas inadequadas. Para tal, são discutidos diversos casos de problemas existentes no mundo que impactaram principalmente o solo e o lençol freático. Aborda, também, a metodologia e normas técnicas existentes para o correto diagnóstico de áreas para essa finalidade. Sob esse prisma, são apresentadas todas as atividades técnicas desenvolvidas para o diagnóstico das condições geológicas, hidrogeológicas e geotécnicas de uma área de lavra de carvão mineral a céu aberto situada no município de Minas do Leão - RS visando a implantação, na mesma, de um aterro de resíduos sólidos urbanos. A metodologia adotada para o presente estudo constou basicamente da execução e descrição dos perfis de sondagens rotativas e percussivas amestradas, mapeamento das litologias e do lençol freático, testes de permeabilidade no terreno, e ensaios físicos de laboratório em amostras coletadas na área. As conclusões obtidas, a partir da caracterização da área e região de estudos, permitiram o licenciamento da área estudada para a implantação de um aterro de resíduos sólidos urbanos, além de demonstrar as vantagens da utilização de áreas de mineração para a implantação de depósitos de resíduos sob o ponto de vista ambiental. São apresentadas, também, considerações técnicas sobre a possibilidade de utilização de outras áreas de mineração de carvão no RS para a implantação de aterros de resíduos como forma de aproveitar locais já impactados pela atividade evitando, dessa forma, a degradação de novas áreas. / This study presents the problems associated with environmental contamination due to improper land fill constructions and domestic waste deposition. For that purpose various case studies around the world are presented and discussed showing the contamination problems in soil and underground water. The study also proposes a methodology following the regulatory standards for characterizing the site where a land fill is planned to be installed. All the steps used for geological, hidrogeological and geotechnical evaluation used in this diagnosis are presented. The site evaluated is located at mined out area where previously open cast coal mining took place in Minas do Leão county, RS, Brasil. The methodology used basically consisted of drilling and logging the cores obtained from diamond drill holes and percussion drilling (chip samples), geological and hidrogeological mapping, in situ permebeability tests and geotechnical lab tests. The results from the various tests allow concluding the area is adequate to host the land fill added to the fact the region was previously environmentally impacted by coal mining. The study also proposes some technical issues to be considered when evaluating sites for new land fills planned to be installed at other coal mined out sites within RS state.

Neste trabalho, objetivou-se a síntese de zeólitas, pelo processo hidrotérmico em meio alcalino, utilizando como fonte alternativa de silício as cinzas volantes de carvão e a caracterização dos produtos obtidos. As variáveis estudadas foram a concentração de NaOH no meio reacional (0,23 ou 3,5 mol/L), o tempo de reação (1, 3 ou 6 dias) e a razão Si/Al no gel de síntese (1, 2, 3 ou 4). As cinzas de carvão, antes de serem utilizadas no processo, passaram por um processo de secagem em estufa a 110°C por 24 horas. Para a caracterização das cinzas foram realizados ensaios de difração e fluorescência de raios X, análise termogravimétrica e avaliação da distribuição granulométrica. As cinzas apresentaram como principais componentes SiO2 (68,43%), Al2O3 (14,77%) e Fe2O3 (7,91%), sendo 90% de suas partículas com diâmetro inferior a 119 m. A caracterização microestrutural das zeólitas obtidas foi feita por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e de transmissão (MET), da área superficial específica utilizando o método Brunauer-Emmet-Teller (BET) e difração de raio X (DRX). Tendo como base a caracterização das amostras, pode-se destacar que foram sintetizadas zeólitas com fase majoritária sodalita, além de quartzo e mulita como subprodutos. A microestrutura dos pós apresentou-se aglomerada com área superficial em torno de 10 m²/g. As zeólitas obtidas foram também avaliadas quanto à sua atividade fotocatalítica, degradando até 86% do corante utilizado em 60 minutos. / This study aimed to synthesized zeolites by hydrothermal process in alkaline medium, using coal fly ashes as an alternative source of silicon, and characterized their properties. The variables studied were the concentration of NaOH in the reaction medium (0.23 or 3.5 mol/L), reaction time (1, 3 or 6 days) and the Si/Al ratio in the synthesis gel (1, 2, 3 or 4). The coal ash was dried in an oven at 110°C for 24 hours before being used in the process. For the characterization of the ash analysis such as X-ray diffraction and fluorescence, thermosgravimetry and particle size distribution were performed. The ash presented as main components SiO2 (68.43%), Al2O3 (14.77%), Fe2O3 (7.91%), with 90% of its particles with diameter smaller than 119 μm. The microstructural characterization of the obtained zeolites was made by scanning and transmission electron microscopy, the specific surface area was calculated using the Brunauer-Emmet-Teller method (BET) and X-ray diffraction was used to characterize the constituent phases. The characterization of the samples showed that it were synthesized the zeolite type sodalite, and the presence of quartz and mullite was identified as by-products. The microstructure of the powders showed clusters with specific surface area of about 10 m²/g. The obtained zeolites were also evaluated considering their photocatalytic activity, degrading up to 86% of the dye used in 60 minutes.