O uso de biomassa assume relevante importância no Brasil devido à intensa atividade agrícola e às grandes quantidades de resíduos agroindustriaisgerados. A solução desse problema é um grande desafio para os pesquisadores e o objetivo dos processos propostos não deve apenas reduzir a quantidade de resíduos, mas também agregar valor a esses materiais. A pirólise é uma técnica já estabelecida para transformação da biomassa em produtos sólidos (biochar), líquidos (bio-óleo) e gasosos por aquecimento em atmosfera inerte. A caracterização dos principais produtos (bio-óleo e biochar) a partir da pirólise, o aprimoramento das propriedades do biochar por ativação da sua superfície e sua utilização como adsorvente para metais em solução aquosa foram objetos de estudo desse trabalho. Foram utilizadas as biomassas de fibra de coco verde (FCV), resíduo da indústria do café (pele de prata - RIC), palha e bagaço de cana-de-açúcar (PC e BC). Os bio-óleos produzidos foram caracterizados por GC×GC/qMS O biochar foi ativado quimicamente, caracterizado e avaliado como adsorvente de cobre (II) em soluções aquosas. Os resultados mostram bio-óleos com grandes quantidades de fenóis, com potencial uso na indústria da química fina. No bio-óleo de pele de prata, também foi encontrada uma quantidade considerável de compostos nitrogenadosos quais têm possibilidade de uso em indústrias farmacêuticas. Os biochars ativados apresentaramelevada área superficial, formados por micro e meso poros e comexcelente capacidade de adsorção, principalmente para os carvões ativadosoriundos da pele de prata (RIC) e da palha de cana-de-açúcar (PC). Estes resultados indicam a possibilidade de uso integrado dos produtos da pirólise dentro de um conceito de biorrefinaria, onde se parte de um resíduo descartável e se chega a produtos de elevado valor agregado, com rejeito mínimo ao final do processo. / The use of biomass is very important in Brazil due to the intense agricultural activity and the large amounts of agroindustrial residues generated. The solution to this problem is a major challenge for researchers and the aim of the proposed processes should not only reduce the amount of waste but also add value to these materials. Pyrolysis is an established technique for transforming biomass into solid (biochar), liquid (bio-oil) and gaseous products by heating in an inert atmosphere. The characterization of the main products (bio-oil and biochar) from pyrolysis, the enhancement of the properties of the biochar by surface activation and its use as an adsorbent for metals in aqueous solution are objects of study of this work. The biomass of green coconut fiber, coffee industry residue (silverskin) and sugar cane residues (bagasse and straw) were used. The biooils produced were characterized by GC×GC/qMS Biochar was chemically activated, characterized and evaluated as a copper (II) adsorbent from aqueous solutions. The results showed bio-oils with high amounts of phenols, which can be used in the fine chemicals industry. On the bio-oil from silverskin, considerabe amounts of nitrogen compounds were also found and these compounds have possibility of use in pharmaceutical industries. The activated biochars showed high surface area, formed by micro and meso pores and with excellent adsorption capacity, mainly for biochars originating from silverskin and sugarcane straw. These results indicate the possibility of integrated use of these materials within a concept of biorefinery, beginning with a disposable waste and ending with products of high added value and minimum waste at the end of the process.

Na Arroio dos Ratos da primeira metade do século XX, a comunidade carbonífera viu surgir e desaparecer uma importante indústria mineradora, tanto para o Rio Grande do Sul quanto para o Brasil. Com o fim da atividade extratora, a vila operária construída pelas companhias mineradoras foi desmantelada, restando apenas ruínas, memórias e os sentimentos de perda e orgulho pelo árduo ofício. Assim, a criação do Museu do Carvão nos remanescentes da antiga usina termoelétrica e poço de carvão foi percebida como uma oportunidade de reconstrução para esta comunidade, agindo igualmente como sustentação de uma \"identidade mineira\" pulsante. Mas não foi oportunidade apenas para ela, também para companhia mineradora e para o próprio Estado. Neste contexto os espaços de memória são utilizados como aparatos fundamentais para a divulgação de determinadas mensagens, entre elas representações da memória e de identidades. Partindo disso, esta pesquisa apresenta um estudo acerca das narrativas museológicas presentes no Museu Estadual do Carvão por intermédio de análise crítica do discurso expositivo veiculado pela instituição em dois momentos distintos, quando da reabertura do museu em 1994 e 20 anos depois, em 2014, com o objetivo de identificar, avaliar e compreender as relações entre identidade, memória e as instituições museais. / At the city of Arroio dos Ratos on the first half of the 20th century, the coal-mining community saw the rise and fall of the important mining industry of both for Rio Grande do Sul and Brazil. With the end of the extractive activity, the model village built by the companies was dismantled, leaving only ruins, memories and the feelings of loss and pride for all the hard work. The creation of the Museu do Carvão in the remnants of the older thermoelectric plant and coal pit was understood as an opportunity of reconstruction for this community, also acting as a support for a pulsating \"mining identity\". But it wasn\'t just an opportunity for it, also for the mining company and the goverment itself. In this context, these spaces are used as key device for the dissemination of certain messages, including representations of memory and identities. In light of this, the present study investigate museological narratives focused in two distinct moments of the Museu do Carvão: when the museum reopened in 1994 and 20 years later in 2014. We analyse these two ehxibitions discourse in order to identify, evaluate and understand the relationships among identity, cultural memory and museums.

A Colômbia tem uma das maiores reservas de carvão do mundo, sendo o quinto exportador mundial do carvão de tipo térmico. Nos processos de extração de carvão a céu aberto, uma grande quantidade de material particulado (PM), constituído por partículas de pó, hidrocarbonetos e metais pesados, é liberada à atmosfera, onde pode formar misturas complexas e constituir um risco significativo para a saúde, tanto dos indivíduos com exposição ocupacional quanto dos que habitam em proximidade das áreas de mineração. No entanto, em populações humanas, a grande maioria dos dados sobre os efeitos da exposição ao carvão tem sido gerada a partir de estudos em populações com exposição ocupacional, o que faz com que os possíveis efeitos sobre as populações com exposição ambiental sejam desconhecidos. Considerando a pouca informação sobre o tipo de efeitos gerados pela exposição ambiental à resíduos de mineração de carvão, e com a finalidade de melhorar o conhecimento sobre o possível mecanismo do dano em diferentes tecidos, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos genotóxicos e citotóxicos em populações de indivíduos com exposição ambiental à misturas complexas geradas nos sistemas de mineração de carvão a céu aberto do Departamento de Guajira, Colômbia. Para isso, foram coletados sangue e mucosa oral de 98 indivíduos residentes nas proximidades de uma mina de carvão a céu aberto e de 41 indivíduos não expostos ao carvão. O teste de CBMN-Cyt em linfócitos e BMNCyt em mucosa oral, o ensaio cometa alcalino convencional e modificado com endonucleases (FPG, ENDO III), imunocoração com anticorpos anti-centrômero (CREST), bem como o conteúdo de elementos traço e metais pesados foram avaliados nas amostras. Adicionalmente, as concentrações de PM10 e PM2.5 nas áreas de coleta nas proximidades da mina foram estabelecidas e avaliadas para a presença de metais e matéria orgânica. A análise dos biomarcadores do CBMN-Cyt em linfócitos evidenciou um aumento significativo na frequência de micronúcleos em células binucleadas (MNBN) e células mononucleadas (MNMONO) dos indivíduos com proximidade residencial às áreas de exploração de carvão a céu aberto. As análises sobre a origem dos MN demostraram um aumento significativo de 45.27% na frequência de CREST+ MN nos indivíduos expostos, sugerindo a exposição à substâncias com potencial aneugênico. Particularmente, as frequências de MNBN e a indução de CREST+ MN em residentes expostos demonstraram uma correlação altamente significativa com os níveis de PM2.5, mas não com as concentrações de PM10. A análise geoespacial demonstrou que esta correlação é proporcional à distância entre as populações e as zonas de mineração e que o relevo e a velocidade do vento estão envolvidos na distribuição do PM e o nível de efeito observado em algumas áreas avaliadas. A composição química do PM2.5, avaliada pela técnica de PIXE, evidenciou a presença de elementos traço altamente enriquecidos como o S, e metais pesados moderadamente enriquecidos como Cr, Cu e Zn. O PM2.5 das regiões de mineração também apresentou altas concentrações de matéria orgânica (EOM) com características apolares. Da mesma forma que nos linfócitos, a mucosa oral também mostrou um aumento significativo na frequência de todos os parâmetros do BMNCyt, enquanto que a %Tail DNA, avaliadas no ensaio Cometa convencional e modificado com o uso de endonucleases (FPG e ENDO III), também mostrou um aumento significativo em indivíduos com proximidade residencial às minas de exploração de carvão à céu aberto. Entre os indivíduos expostos, foram detectadas elevadas concentrações sanguíneas de Cr, Ni, Mn e Br quando comparados com os indivíduos não expostos. Os valores de %Tail DNA no ensaio Cometa convencional foram altamente correlacionados com as concentrações de Al, Mn e Br no sangue, enquanto que o %Tail DNA no ensaio Cometa modificado com FPG foi relacionado com as concentrações de Mn. Assim, o dano ao DNA observado nos indivíduos com exposição ambiental à resíduos de mineração de carvão pode ser consequência do dano oxidativo resultante da exposição aos resíduos do carvão, especialmente metais e matéria orgânica contidos na fração fina do material particulado. / Colombia has one of the world's largest coal reserves being the fifth biggest thermal coal exporter world-wide. In opencast coal mining extraction, large amounts of particulate matter (PM) constituted by dust particles, hydrocarbons and heavy metals are released into the atmosphere, where they can form complex mixtures, representing a significant health risks to both, occupationally exposed workers and populations living in proximity to mining areas. However, in human populations, most of the data on the effects of exposure to coal residues have been obtained from studies involving occupationally exposed populations, causing a scarcity of data examining the impact of these industrial operations in populations with environmental exposure. Considering the lack of information in regard to the effects of environmental exposure to coal mining residues, and in order to improve our knowledge on the possible damaging mechanism, the aim of this study was to evaluate the genotoxic and cytotoxic effects caused by environmental exposure to complex mixtures generated in open-cast coal mining systems located in the Department of Guajira-Colombia. We collected blood and oral mucosa cells from 98 individuals residents in proximity to an open-pit coal mine and 41 unexposed individuals. We assessed the CBMN-Cyt parameters in lymphocytes and BMNCyt parameters in oral mucosa, the alkaline and endonucleases modified comet assay (FPG, ENDO III), the immunofluorescent antikinetochore staining (CREST) and trace and heavy metals content in samples from exposed individuals. Additionally, PM10 and PM2.5 concentrations were established in sampling areas around the mining zone and metals and organic matter content determined. Analysis of CBMN-Cyt parameters revealed a significant increase in micronuclei frequency in binucleated (MNBN) and mononucleated (MNMONO) cells of individuals with residential proximity to open-pit coal mines compared to residents from non-mining areas. Results on the mechanism of micronucleus formation, showed a statistically significant increase in CREST+ MN (45.27%) in exposed individuals, suggesting the exposure to aneuploidy-inducing substances. Particularly, MNBN frequency and CREST+ MN induction were highly correlated to PM2.5 levels but not to PM10. Spatial interpolation analysis showed that this correlation is proportional to the distance between populations and mining areas. Local wind speed and topography were identified as major contributors to PM dispersion and damage distribution in some areas. Chemical composition of PM2.5 by PIXE demonstrated the presence of highly enriched elements like S and moderate enrichment of heavy metals like Cr, Cu and Zn. Mining regions had also higher concentrations of extractable organic matter (EOM) related to nonpolar and polar compounds. Like in lymphocytes, oral mucosa cells also showed a significant increase of all BMNCyt parameters, while %TailDNA in conventional and endonuclease modified comet assay (FPG and ENDO III) also showed a significant increase in individuals living in proximity to open-pit coal mining areas. Exposed individuals showed higher concentrations of Cr, Ni, Mn and Br in blood compared to unexposed controls. %Tail DNA in conventional Comet assay was highly correlated with Al, Mn and Br concentrations, while %Tail DNA in the FPG Comet assay was correlated to Mn concentrations. These results suggest that DNA damage detected in environmentally exposed individuals may be caused by oxidative damage caused by exposure to coal mining residues, particularly metals and organic matter contented in the fine fraction of the particulate matter.

Teve como objetivo verificar e comparar a alteração das características do carvão antracitoso e do carvão betuminoso utilizados em meio filtrante, devido ao efeito abrasivo causado entre os grãos decorrentes de lavagens exclusivamente com água e lavagens independentes com ar e água. Foram estudados dois tipos de carvão antracitoso e um tipo de carvão betuminoso, para os quais foram determinadas suas características químicas e físicas. Os ensaios foram realizados em uma instalação ao piloto montada na escola de engenharia de São Carlos-EESC, USP, na qual foram feitas simulações de lavagens admitindo-se uma lavagem diária durante um ano para cada método, de modo intermitente, em que o meio granular era compactado ao final de cada lavagem, e continuo, sem compactação do meio granular. A velocidade ascensional utilizada para cada simulação de lavagem foi de 0,9 m/min, promovendo expansão no meio granular de 35 a 40%. A taxa de ar utilizada para as simulações de lavagens com aplicação de ar foi de 15 l/sm2. Após o término das 365 lavagens, foram determinados os valores médios do coeficiente de esfericidade e da porosidade do meio granular estratificado e construída a curva de distribuição granulométrica das amostras utilizadas nos ensaios. Conclui-se que o carvão betuminoso apresentou comportamento semelhante ao dos carvões antracitosos e que a metodologia de lavagem continua produz praticamente o mesmo efeito abrasivo comparada a de lavagem intermitente. / This work had the objetive to verify and to compare the alterations on the properties of Anthracite coal and Betuminous coal, due to the abrasive effect caused between the grains resulted from washing exclusively with water and independent washing with air and water. There were studied two types of Anthracite coal and one type of Betuminous coal, their chemical and physical properties were determined. The tests were performed at a pilot instalation setted at the School of Engineering of São Carlos - EESC,USP; where, were done simulations of washing, it was admitted one washing a day during one year (365 washing) for each method, in an intermitent way, in which the granular medium was compacted at the end of each washing, and continous without compactation of the granular medium. The ascending speed used for each simulation of washing was 0,9 m/min, promoting an expansion in the granular medium of 35 to 40%. The rate of air used for the simulations of washing with the aplication of air was 15 I/sm2. After the last of the 365 washing, were determined the average values of the coefficient of sphericity and porosity of the granular estratified medium and was constructed a curve of the granulometric distribution of the samples used during the tests. It was conclued that Betuminous coal shows similar behaviour as Anthracite coaI and the continous method produce the same effect abrasive compared intermitent method.

O presente trabalho tem como tema eficiência de corte dos ciclones de meio denso da planta de beneficiamento da mina de carvão da Vale- Moatize, Moçambique. O foco deste trabalho centra-se na avaliação de eficiência de ciclone de meio denso. As amostras utilizadas nos estudos foram provenientes de ciclones de meio denso da usina da mineradora da Vale- Moatize, de onde foram coletadas amostras em dois ciclones (Dmc1 e Dmc2) sendo que o concentrado do primeiro Ciclone alimenta o segundo ciclone, de onde se obtém dois produtos finais (Carvão metalúrgico e térmico). Este roteiro compreendeu a caracterização, comparação das características de lavabilidade e curvas de Tromp. Estas amostras foram processadas de forma padronizada de modo que os resultados obtidos pudessem ser comparados. As amostras foram secadas a 60°C de modo a retirar o excesso de humidade. Em seguida foram quarteadas e emcaminhadas para o processo de densimétricos. Após o processo densimétrico nas densidades 1,3 á 2,2, seguiu se a análise imediata de cinzas. Com os resultados densimétricos e químicas foi plotado as curvas de separabilidade densimétrica. Quanto aos aspectos de lavabilidade do carvão, apesar da diferença na densidade de corte nos dois ciclones de meio denso, verifica-se uma alta liberação do material orgânico em relação ao material inorgânico nas densidades 1,3; 1,4; e 1,5g/cm3 devido ao processo de formação do carvão e o tempo de carbonificação com que esta matéria orgânica ficou submetida apresentando maiores dificuldades de separação na densidade 1,3 nos dois ciclones. Os parâmetros avaliados foram: densidade de corte (D50), Erro provável médio ( EPM) e Imperfeição (I). Os ciclones mostraram desempenhos satisfatórios. O Dmc1 e Dmc2 apresentaram uma boa eficiência de corte com índice de precisão de 0,02 e 0,05 respectivamente. Portanto mesmo com alimentação bastante variaveis os ciclones apresentaram um densepenho muito similar isto se deve a independéncia da distribuição densimentrica na alimentação. / The present work focuses on cutting efficiency of dense medium cyclones from the Vale- Moatize coal mine beneficiation plant, Mozambique. The focus of this work focuses on the evaluation of dense medium cyclone efficiency. The samples used in the studies were obtained from dense medium cyclones of the Vale-Moatize mining plant, from which samples were collected in two cyclones (Dmc1 and Dmc2) and the concentrate of the first Cyclone feeds the second cyclone, from which one obtains Two final products (metallurgical and thermal coal). This script comprised the characterization, comparison of the washability characteristics and Tromp curves. These samples were processed in a standardized way so that the results obtained could be compared. The samples were dried at 60 ° C to remove excess moisture. Then they were quarteted and headed for the densimetric process. After the densimetric process at densities 1.3 to 2.2, immediate ash analysis was followed. With the densimetric and chemical results the densimetric separability curves were plotted. Regarding the washability aspects of the coal, despite the difference in cut density in the two cyclones of dense medium, there is a high release of the organic material in relation to the inorganic material in the densities 1,3; 1.4; And 1.5g / cm3 due to the process of formation of the coal and the carbonization time with which this organic matter was submitted presenting greater difficulties of separation in the density 1,3 in the two cyclones. The evaluated parameters were: cut density (D50), Mean Probable Error (EPM) and Imperfection (I). Cyclones showed satisfactory performances. The Dmc1 and Dmc2 presented a good cutting efficiency with an accuracy index of 0.02 and 0.05 respectively. Therefore, even with very variable feeding, the cyclones showed a very similar performance, due to the independence of the density distribution in the feed.

O presente estudo tem como objetivo à caracterização do carvão de Candiota visando seu beneficiamento. A caracterização do carvão para o seu beneficiamento tem sido de grande importância hoje, uma vez que este recurso mineral representa uma alternativa energética em todo o mundo. Entretanto, a previsão de um bom aproveitamento deste recurso mineral, não passa da necessidade da sua caracterização efetiva. O beneficiamento do carvão tem por objetivo promover a redução do teor de cinza, o aumento do teor da matéria carbonosa e conseqüentemente, do poder calorífico. Além disso, promove a redução do teor de enxofre e a obtenção de granulometrias adequadas às especificações industriais, visando a sua utilização em função das necessidades do mercado consumidor. Para a caracterização do carvão de Candiota para este estudo foram elaboradas tabelas comparativas de todas as camadas divididas em dois grupos: camadas inferiores e superiores nos furos 364, 365, 366, 368, 369, 670, 371 e 372. Devido às exigências mínimas no conteúdo de teor de cinzas no carvão mineral para o seu uso no mercado consumidor, foram pré-definidos três cortes de cinzas em 35, 42 e 48 %. Para alcançar o objetivo proposto, foi calculado para todas as camadas presentes nos furos anteriormente referidos, o concentrado e o respectivo rejeito. Também foi calculada para cada camada a recuperação mássica teórica, média ponderada nas frações -25,4 +2,0 mm e -2,0 +0,1mm respectivamente. A fração fina de -0,1 mm foi considerada para descarte. Igualmente foram elaborados os fluxogramas de beneficiamento para todas as camadas do carvão nos furos anteriormente referidos, assim como as suas respectivas curvas médias de blendagem. Não foram usados métodos estatísticos para este estudo, nem a previsão de maior recuperação usando as curvas tromp ou de erro, em contra partida foram elaboradas as curvas médias nas blendagens das camadas inferiores e superiores incluindo neste último a camada Banco Louco. / This study aims to characterize the Candiota coal processing your order. The characterization of coal to its processing has been of great impotrance today, since this non-renewable mineral resource represents an alternative energy source worldwide. However, the forecast of a good use of this mineral resource is but need for effective characterization. The beneficiation of coal aims to promote the reduction of ash content, the increase in content of carbonaceuos matter and therefore, the calorific value.It also promotes the reduction of surfur content and particle size appropriate for obtaining industrial specification for their application to the needs of the consumer market. For the characterization of coal Candiota for this study were prepared comparative tables of all seams divided in two groups: lower and upper seams in the holes 364, 365, 366, 368, 369, 370, 371 and 372. Due to the specification, the minimumm content of ash content in coal for use in the market, were pre-defined three of ash 35, 42 and 48%. To achive the proposed objective, was calculated for all seams in the holes previously mentioned, its concentrate and their waste. Was also calculated for each seams theoretical mass recovery ash content, calculate the weighted average fractions -25,4 +2,0 mm and -2,0 +0,1 mm respectively. The fine fraction of -0,1 mm was considered for disposal. Also were prepared flowcharts of processing for all seams of coal holes mentioned above, as well as their respective average curves blending. No statiscal methods were used for this study, neithet the higher recovery prediction curves using tromp or error, starting from the average curves were prepared in blends of lower and upper seams including the discontinue seam.

Neste estudo, amostras de carvão (feed coal), cinzas pesadas e cinzas leves, amostradas pelo intervalo de 3 a 4 meses no período um ano, de usinas termelétricas localizadas no sul do Brasil (Candiota (RS), Charqueadas (RS), São Jerônimo (RS) e Jorge Lacerda (SC)) foram analisadas e comparadas. As amostras de carvão foram caracterizadas pela análise petrológica (reflectância da vitrinita e análise macerais), análise química (imediata e elementar), determinação do poder calorifico, difração de raios X e espectrometria micro-Raman. As amostras de cinzas pesadas e leves foram analisadas por difração de Raios X, carbono total (CT) e métodos petrológicos. A análise de reflectância da vitrinita mostrou que os carvões utilizados em usinas termelétrica do Rio Grande do Sul têm um rank subbetuminoso, enquanto o carvão de Jorge Lacerda (SC) é composto de uma mistura de carvões com níveis de rank que variaram de subbetuminoso até meta-antracita, mas que são predominantes de betuminoso alto volátil. A análise de macerais mostrou que vitrinita e inertinita foram os grupos de macerais predominantes em todas as amostras de carvão. As misturas de carvão de Jorge Lacerda são caracterizadas pelas diferentes populações de vitrinita, turfa e coque de petróleo. A análise imediata mostrou que todos os carvões têm elevado teor de cinzas, com valores médios de: 49% (p/p) para Candiota, 47,6% (p/p) para Charqueadas, 38,9% (p/p) para São Jerônimo e 40,5% (p/p) para Jorge Lacerda. A análise elementar apresentou valores médios de enxofre de: 1,4% (p/p) para carvões de Candiota, 0,9% (p/p) de Charqueadas, 0,7% (p/p) de São Jerônimo e 2,0% (p/p) de Jorge Lacerda. Os valores médios de poder calorífico foram: 2928 cal/g para Candiota, 3156 cal/g para Charqueadas, 3834 cal/g para São Jerônimo e 4510 cal/g para Jorge Lacerda. A matéria mineral determinada pela difração de raios X consistiu principalmente de quartzo e caolinita. A matéria mineral das cinzas pesadas e leves, determinada por difração de raios X, consistiu predominantemente de quartzo e mulita. Os valores médios do CT nas cinzas pesadas e leves foi: 0,66 e 0,35% (p/p) para Candiota, 10,11 e 1,17% (p/p) para Charqueadas, 16,97 e 9,34% (p/p) para São Jerônimo e 2,47 e 0,99% (p/p) para Jorge Lacerda respectivamente. A composição da matéria mineral das amostras de cinzas consistiu na sua maioria de vidro e esferas de espinélio. Crassisphere e crassinetworks, derivados de vitrinita, foram as partículas de char mais comuns observadas nas amostras de cinzas, bem como partículas de mixed dense e solid/fusinoid, derivadas de macerais de inertinita.Espectrometria micro-Raman foi utilizada para observar diferenças entre os grupos de macerais das amostras de carvão neste estudo e entre vitrinitas de carvões com rank diferentes. Os espectros Raman da vitrinita e inertinita foram semelhantes, porém a vitrinita apresentava maior deslocamento Raman do pico – D e o pico – G apresentava uma largura maior. O espectro obtido para liptinita consistiu de alta fluorescência, sem picos significativos. Em relação o rank de carvão, as larguras dos picos G e D tornaram-se menores com aumento da reflectância da vitrinita. / In this study feed coal, bottom ash and fly ash from coal-burning power plants located in southern Brazil (Candiota (RS), Charqueadas (RS), São Jerônimo (RS) and Jorge Lacerda (SC)) were collected in intervals of three to four months over a period of one a period of one year and analyzed by petrological and chemical methods. Analyses on the feed coal samples included the following: petrological (vitrinite reflectance and maceral analysis) chemical (proximate and ultimate analyses, determination of calorific values) and mineralogical (X-ray diffraction and Raman micro-spectrometry). Analyses on bottom and fly ash samples included X-ray diffraction, total carbon (TC) and petrological methods.The petrological analyses showed that the coals from Rio Grande do Sul have a rank of: subbituminous, while the coal from Jorge Lacerda is composed of a blend of coals with ran levels that ranged from subbituminous to meta-anthracite, with a predominance of high volatile bituminous coal. The maceral analysis showed that vitrinite and inertinite were the dominate maceral groups in the coals. The coal blends from Jorge Lacerda were composed of different vitrinite populations and also included peat and petroleum coke. The proximate analysis showed that the coals have high ash content, with average values of: 49.0% wt. for Candiota, 47.6% wt. for Charqueadas, 38.9% wt. for São Jerônimo and 40.5 for Jorge Lacerda. The ultimate analysis showed average sulfur values of: 1.4% wt. for Candiota, 0.9% wt. for Charqueadas, 0.7% wt. for São Jerônimo and 2.0% wt. for Jorge Lacerda. The average calorific values were: 2928 cal/g for Candiota, 3156 cal/g for Charqueadas, 3834 cal/g for São Jerônimo and 4510 cal/g for Jorge Lacerda. The mineral matter consisted of mainly quartz and kaolinite, as determined by X-ray diffraction. The mineral matter of the bottom ash and fly ash, as determined by X-ray diffraction, consisted predominately of quartz and mullite. The average values of the TC in the bottom ash and fly ash was determined to be: 0,66 wt.% and 0,35 wt.% for Candiota, 10,11 wt.% and 1,17 wt.% for Charqueadas, 16,97 wt.% and 9,34 wt.% for São Jerônimo and 2,47 wt.% and 0,99 wt.% for Jorge Lacerda respectively. The mineral matter of the ash samples consisted mostly of glass and spinel spheres. Crassisphere and crassinetworks, derived from vitrinite, were common char particles observed in the ash samples, as well as mixed dense and solid/fusinoid, particles derived from inertinite macerals. Ash samples from São Jerônimo contained several unburnt coal particles, while samples from Jorge Lacerda contained solid particles derived from petroleum coke.Raman spectrometry was used to characterize the coal samples in this study, with respect to the different maceral groups and changes in coal rank. The Raman spectra of vitrinite and inertinite were similar with the exception that vitrinite had higher D- peak wave numbers and the G-peaks were wider. The spectrum obtained for liptinites consisted of a high background florescence, without significant peaks. With increasing coal rank, the widths of the G and D-peaks become smaller.

A amostra utilizada para este estudo faz parte do material depositado na barragem de rejeitos da mina de carvão da “Carbonífera Criciúma”, localizada na região sul do país (Santa Catarina). Usualmente os finos de carvão junto com a parte mineral, provenientes do processo de beneficiamento são denominados de “lodo” e são descartados como rejeitos, depositados na bacia de decantação. A recuperação dos finos de carvão provenientes do lodo pode propiciar a obtenção de um concentrado que poderia ser aproveitado como combustível na geração de energia elétrica. Também pode contribuir como fator de diminuição do impacto ambiental, minimizando a formação da drenagem ácida de minas (DAM), gerada pelo conteúdo de enxofre contido no material em estudo, além de reduzir o espaço físico ocupado pela barragem de rejeito. Entre os métodos de beneficiamento de carvão, a flotação se destaca como um dos mais importantes para concentração desse lodo, em particular no tratamento de partículas finas. Para caracterizar o lodo, fez-se um estudo de análise granulométrica, que permite definir que estamos trabalhando com um material fino uma vez que 83,0% é menor que 0,710 mm. Concomitantemente realizaram-se análises elementares e análises imediatas, seguindo as normas Brasileiras. NBR 8293, NBR 8289, NBR 8290, NBR 8299. Os resultados mostraram que, a partir da alimentação com cerca de 63% de cinzas, foi possível obter concentrados com teores de cinzas de aproximadamente de 30%, com recuperações mássicas de cerca de 40%, demonstrando que é possível a recuperação da matéria orgânica, a partir do lodo por flotação convencional. / The sample used for this study is part of the material deposited in the tailings dam of the coal mine "Carbonífera Criciúma" located in the southern region (Santa Catarina). Usually the coal fines along with the mineral part, from the beneficiation process are called "sludge" and are discarded as waste, and deposited in the tailings pond. The recovery of coal fines can facilitate the obtainment of a concentrate that could be used as fuel in power generation. It can also contribute as a factor of environmental impact reduction by minimizing the formation of acid mine drainage (AMD), generated by the sulfur contained in the material under study, in addition to reducing the physical space occupied by the tailings dam. Among the methods coal beneficiation, flotation stands out as one of the most important concentration of the ore, particularly in the treatment of fine particles To characterize the material, we need to do a particle size analysis’s study, it will allows us to define that we are dealing with a 83,0% thin material, thinner than 0,710 mm. Simultaneously we will do elemental analyzes and spot analysis, following the Brazilian standard. NBR 8293, NBR 8289, NBR 8290, NBR 8299. The results showed that, from a supply with about 63% ash concentration, were obtained around 30% of ash and about 40% of carbonaceous mass recoveries. This demonstrate that it is possible to recover organic matter from the tailing by conventional flotation.

Neste estudo, amostras de carvão (feed coal), cinzas pesadas e cinzas leves, amostradas pelo intervalo de 3 a 4 meses no período um ano, de usinas termelétricas localizadas no sul do Brasil (Candiota (RS), Charqueadas (RS), São Jerônimo (RS) e Jorge Lacerda (SC)) foram analisadas e comparadas. As amostras de carvão foram caracterizadas pela análise petrológica (reflectância da vitrinita e análise macerais), análise química (imediata e elementar), determinação do poder calorifico, difração de raios X e espectrometria micro-Raman. As amostras de cinzas pesadas e leves foram analisadas por difração de Raios X, carbono total (CT) e métodos petrológicos. A análise de reflectância da vitrinita mostrou que os carvões utilizados em usinas termelétrica do Rio Grande do Sul têm um rank subbetuminoso, enquanto o carvão de Jorge Lacerda (SC) é composto de uma mistura de carvões com níveis de rank que variaram de subbetuminoso até meta-antracita, mas que são predominantes de betuminoso alto volátil. A análise de macerais mostrou que vitrinita e inertinita foram os grupos de macerais predominantes em todas as amostras de carvão. As misturas de carvão de Jorge Lacerda são caracterizadas pelas diferentes populações de vitrinita, turfa e coque de petróleo. A análise imediata mostrou que todos os carvões têm elevado teor de cinzas, com valores médios de: 49% (p/p) para Candiota, 47,6% (p/p) para Charqueadas, 38,9% (p/p) para São Jerônimo e 40,5% (p/p) para Jorge Lacerda. A análise elementar apresentou valores médios de enxofre de: 1,4% (p/p) para carvões de Candiota, 0,9% (p/p) de Charqueadas, 0,7% (p/p) de São Jerônimo e 2,0% (p/p) de Jorge Lacerda. Os valores médios de poder calorífico foram: 2928 cal/g para Candiota, 3156 cal/g para Charqueadas, 3834 cal/g para São Jerônimo e 4510 cal/g para Jorge Lacerda. A matéria mineral determinada pela difração de raios X consistiu principalmente de quartzo e caolinita. A matéria mineral das cinzas pesadas e leves, determinada por difração de raios X, consistiu predominantemente de quartzo e mulita. Os valores médios do CT nas cinzas pesadas e leves foi: 0,66 e 0,35% (p/p) para Candiota, 10,11 e 1,17% (p/p) para Charqueadas, 16,97 e 9,34% (p/p) para São Jerônimo e 2,47 e 0,99% (p/p) para Jorge Lacerda respectivamente. A composição da matéria mineral das amostras de cinzas consistiu na sua maioria de vidro e esferas de espinélio. Crassisphere e crassinetworks, derivados de vitrinita, foram as partículas de char mais comuns observadas nas amostras de cinzas, bem como partículas de mixed dense e solid/fusinoid, derivadas de macerais de inertinita.Espectrometria micro-Raman foi utilizada para observar diferenças entre os grupos de macerais das amostras de carvão neste estudo e entre vitrinitas de carvões com rank diferentes. Os espectros Raman da vitrinita e inertinita foram semelhantes, porém a vitrinita apresentava maior deslocamento Raman do pico – D e o pico – G apresentava uma largura maior. O espectro obtido para liptinita consistiu de alta fluorescência, sem picos significativos. Em relação o rank de carvão, as larguras dos picos G e D tornaram-se menores com aumento da reflectância da vitrinita. / In this study feed coal, bottom ash and fly ash from coal-burning power plants located in southern Brazil (Candiota (RS), Charqueadas (RS), São Jerônimo (RS) and Jorge Lacerda (SC)) were collected in intervals of three to four months over a period of one a period of one year and analyzed by petrological and chemical methods. Analyses on the feed coal samples included the following: petrological (vitrinite reflectance and maceral analysis) chemical (proximate and ultimate analyses, determination of calorific values) and mineralogical (X-ray diffraction and Raman micro-spectrometry). Analyses on bottom and fly ash samples included X-ray diffraction, total carbon (TC) and petrological methods.The petrological analyses showed that the coals from Rio Grande do Sul have a rank of: subbituminous, while the coal from Jorge Lacerda is composed of a blend of coals with ran levels that ranged from subbituminous to meta-anthracite, with a predominance of high volatile bituminous coal. The maceral analysis showed that vitrinite and inertinite were the dominate maceral groups in the coals. The coal blends from Jorge Lacerda were composed of different vitrinite populations and also included peat and petroleum coke. The proximate analysis showed that the coals have high ash content, with average values of: 49.0% wt. for Candiota, 47.6% wt. for Charqueadas, 38.9% wt. for São Jerônimo and 40.5 for Jorge Lacerda. The ultimate analysis showed average sulfur values of: 1.4% wt. for Candiota, 0.9% wt. for Charqueadas, 0.7% wt. for São Jerônimo and 2.0% wt. for Jorge Lacerda. The average calorific values were: 2928 cal/g for Candiota, 3156 cal/g for Charqueadas, 3834 cal/g for São Jerônimo and 4510 cal/g for Jorge Lacerda. The mineral matter consisted of mainly quartz and kaolinite, as determined by X-ray diffraction. The mineral matter of the bottom ash and fly ash, as determined by X-ray diffraction, consisted predominately of quartz and mullite. The average values of the TC in the bottom ash and fly ash was determined to be: 0,66 wt.% and 0,35 wt.% for Candiota, 10,11 wt.% and 1,17 wt.% for Charqueadas, 16,97 wt.% and 9,34 wt.% for São Jerônimo and 2,47 wt.% and 0,99 wt.% for Jorge Lacerda respectively. The mineral matter of the ash samples consisted mostly of glass and spinel spheres. Crassisphere and crassinetworks, derived from vitrinite, were common char particles observed in the ash samples, as well as mixed dense and solid/fusinoid, particles derived from inertinite macerals. Ash samples from São Jerônimo contained several unburnt coal particles, while samples from Jorge Lacerda contained solid particles derived from petroleum coke.Raman spectrometry was used to characterize the coal samples in this study, with respect to the different maceral groups and changes in coal rank. The Raman spectra of vitrinite and inertinite were similar with the exception that vitrinite had higher D- peak wave numbers and the G-peaks were wider. The spectrum obtained for liptinites consisted of a high background florescence, without significant peaks. With increasing coal rank, the widths of the G and D-peaks become smaller.

Este trabalho tem por objetivo principal avaliar o grau de contaminação das águas subterrâneas em áreas de disposição inadequada de resíduos do processamento de carvão, bem como identificar e caracterizar, de forma genérica, as fontes poluidoras - depósitos de rejeitos de carvão e cinzas. Para tanto, foi aplicada, na região de Charqueadas/São Jerônimo, uma metodologia para detecção do grau de contaminação das águas subterrâneas do aqüífero freático que consistiu, resumidamente, na realização das seguintes etapas: (a) caracterização das fontes poluidoras (rejeitos de carvão e cinzas); (b) aplicação do método geofísico EM-34- 3; (c) instalação de piezômetros e monitoramento das águas subterrâneas; (d) tratamento dos dados; (e) análise final, incluindo comparação com o branco da região e legislação vigente. Os resultados obtidos permitiram concluir que as águas subterrâneas (aqüífero freático) da região estudada estão sofrendo influência, em diferentes graus, dos resíduos caracterizados, dependendo, basicamente, do tipo e características dos resíduos, do perfil litológico do local e da distância das fontes poluidoras. Foi confirmado o maior potencial poluidor dos rejeitos de carvão em relação às cinzas, devido, principalmente, ao pH ácido, aos altos percentuais de Stot e aos maiores percentuais de lixiviação e solubilização para os elementos determinados nas amostras de rejeitos de carvão. O método geofísico aplicado configurou-se como uma técnica complementar e orientativa, tendo sido extremamente útil na definição da profundidade preferencial para instalação dos piezômetros, até o nível de 7,5 m. Com base nos resultados obtidos a partir da caracterização físico-química das águas subterrâneas monitoradas, constatou-se que, quando comparados ao branco da região e à legislação vigente, os poços sob influência de rejeitos de carvão apresentaram as concentrações mais elevadas dos metais estudados, especialmente de Fe e Mn, bem como os valores mais elevados de sulfato, condutividade, sólidos totais dissolvidos e resíduo seco. Ainda, dentre os parâmetros determinados, os que melhor detectaram a contaminação das águas subterrâneas, com decréscimo na qualidade, foram: condutividade, sólidos totais dissolvidos, resíduo seco, sulfato, ferro, cádmio, níquel, cromo, alumínio e cálcio. / This thesis aims at evaluating the groundwater contamination degree in several inadequate coal processing waste disposal sites, as well as identify and characterize, in a generic way, the pollution sources - coal wastes and ashes disposal sites. It was applied, in Charqueadas/São Jerônimo region, a methodology for detection of phreatic groundwater contamination degree in coal processing waste disposal sites. In a sumarized way, the study was conduced in the following steps: (a) characterization of potential polluting sources (coal wastes and ashes); (b) application of geophysical technique EM-34-3; (c) monitoring wells installation and sampling of groundwater; (d) data treatment; (e) final analysis, including a comparison with regional background values and present legislation. The results obtained had showed that phreatic groundwater of studied area has been affected, in different levels, by the coal refuses studied, depending on kind of refuse, lithological characteristics of the area and distance from polluting sources. It was confirmed the greatest polluting potential of coal wastes in relation to ashes, which is due to acidic pH, great Stot content and higher metals leaching and solubilization percentual determined in coal waste samples. The geophysical technique was very useful as an aditional and orientative technique for definiton of monitoring wells preferential depht, which was, in the studied case, until 7,5 meters. The groundwaters physical-chemical characterization showed that the wells affected by coal wastes had the highest metals content, mainly to Fe and Mn, as well as the greatest values of sulfate, conductivity, total dissolved solids and dry residue in comparison with background values and legislation. In addition, it was seen that the best parameters to detec the groundwater contamination were conductivity, total dissolved solids, dry residue, sulfate, Fe, Cd, Ni, Cr, Al and Ca.