Este estudo foi feito a partir de uma amostra de carvão extraído na mina da Vale- Moçambique, localizada no distrito de Moatize, Província de Tete. O trabalho visa analisar o sistema de reagentes na flotação de finos de carvão mineral pertencente à camada UCB. Dentre os métodos de beneficiamento de carvão, a flotação se destaca como um dos mais importantes para a concentração deste material, em particular no tratamento de partículas finas. A alimentação total da planta de processamento da Vale- Moçambique é de 8000 tph de carvão, onde 10% dessa alimentação corresponde a fração fina que alimenta o circuito de flotação. O material utilizado nesse estudo apresentou uma granulometria 96% menor do que 0,25 mm. Os reagentes utilizados nos ensaios de flotação foram betacol e óleo diesel como agentes hidrofobizantes e MIBC como espumante. O intervalo de concentrações de betacol na primeira fase de ensaios foi de 200 g/t a 500 g/t, e na segunda fase foi de 200 g/t a 500g/t de óleo diesel e manteve-se constante o MIBC em 300 g/t. Os resultados mostraram que é possível, a partir de uma alimentação com o teor de cinzas em torno de 22,84%, obter produtos com teores abaixo de 10% de cinzas, com uma recuperação mássica em torno de 50%. A recuperação de matéria carbonosa também foi avaliada e apresentou resultados positivos. Complementando esse estudo, foi avaliado o efeito da recuperação de H2O e foi observado que para as concentrações de betacol as recuperações variaram de 6 a 9%, e para óleo diesel mais MIBC foram de 4 a7%. / This study was done from a sample of coal mined at the Vale-Mozambique mine, located in Moatize district, Tete Province. The aim of this work is to analyze the reagent system in the flotation of coal fines belonging to the UCB layer. Among coal processing methods, flotation stands out as one of the most important for the concentration of this material, in particular in the treatment of fine particles. The total feed of the Vale-Mozambique processing plant is 8000 tph of coal, where 10% of this feed corresponds to the fine fraction that feeds the flotation circuit. The material used in this study had a particle size of 96% smaller than 0.25 mm. The reagents used in the flotation tests were betacol and diesel oil as hydrophobizing agents and MIBC as frother. The range of betacol concentrations in the first test phase was 200 g / t at 500 g / t, and in the second phase 200 g / t at 500 g / t of diesel oil and MIBC were kept constant at 300 g / t. The results showed that it is possible, from a feed with the ash content around 22.84%, to obtain products with levels below of 10% ash, with a mass recovery around 50%. The recovery of carbonaceous matter was also evaluated and presented positive results. Complementing this study, the effect of H2O recovery was evaluated and it was observed that for the concentrations of betacol the recoveries ranged from 6 to 9%, and for diesel oil plus MIBC were 4 to 7%.

Resumo: Esta dissertação analisou a viabilidade técnica de gaseificação de lama de alto de alto forno da ArcelorMittal Tubarão para produção de gás visando uma utilização interna. A gaseificação foi conduzida através de simulação em modelo de equilíbrio químico TCW - Termochemical Information and Equlibrium Calculation. Foram simuladas 3 misturas para gaseificação: a) 100% carvão metalúrgico de alto volátil (base das misturas), b) de lama de alto forno com 85% de carvão metalúrgico alto volátil e c) de lama de alto forno com 75% de carvão metalúrgico alto volátil. Os dois parâmetros principais que definiram a viabilidade técnica de gaseificação de lama de alto forno foram poder calorífico inferior - PCI e faixas de trabalho temperaturas no reator. O PCI do gás foi calculado a partir das frações molares de H2 e CO contidas no gás obtidos nas misturas simuladas / Abstract: This dissertation analyzed the technical viability of blast furnace slurry gasification with the objective of using the obtained gas at ArcelorMittal Tubarão. The process was simulated using an equilibrium program, the TCW - Termochemical Information and Equilibrium Calculation. Three mixtures were considered for gasification: a) 100% high volatile metallurgical coal (the base of the mixtures), b) 15% slurry and 85% coal, and c) 25% slurry and 25% coal. The two main parameters that defined the technical viability of the blast furnace slurry were the mixture Low Heat Value (LHV) and the temperature ranges for work in the gasification reactor. The LHV was calculated from the molar fractions of H2 and CO in the gas obtained in the simulation / Orientador: João Andrade de Carvalho Junior / Coorientador: Sergio Leite Lopes / Banca: Luiz Roberto Carrocci / Mestre

Este trabalho é um estudo híbrido, prospectivo e transversal, de uma coorte de 280 mineiros de carvão de subsolo, selecionados por possuírem espirometrias aceitáveis nas investigações de 1984 e 1989. Em ambas as ocasiões, êles responderam a questionários de sintomas respiratórios e exposições ocupacionais, fizeram espirometrias, e foram submetidos a uma radiografia do torax. Em 1989, em adição, fizeram um teste de provocação brônquica inespecífica. Os métodos de análise empregados foram: análises descritivas, medidas de associação, análises de variância , e modelos de regressão logística e linear. Em 1989, as médias e os desvios-padrão de idade e de anos de subsolo era de 34,9± 5,1, e 10,4 ± 3,9, respectivamente. Todos os mineiros eram do sexo masculino e 252 (90 por cento ), brancos. A tosse, e o catarro foram os sintomas predominantes em ambas as ocasiões. No seguimento, 27,9 por cento dos mineiros apresentavam sintomas compatíveis com bronquite crônica. O chiado foi o único sintoma a evoluir significativamente durante o período de observação. A tosse, o catarro e a bronquite crônica, foram fundamentalmente dependentes do tabagismo e reversíveis com o abandono do hábito, ao passo que a dispnéia e o chiado associaram-se à exposição ocupacional. Dezoito por cento dos mineiros tinham sintomas compatíveis com asma, em 1989, enquanto 12,1 por cento referiram sintomas compatíveis com asma ocupacional. Destes últimos, 44,1 por cento apresentaram hiperreatividade brônquica. A prevalência de pneumoconiose foi de 5,4 por cento em 1984, e 7,9 por cento em 1989. A incidência anual de PMC foi de 11,4/1.000 mineiros expostos. A progressão radiológica associou-se significativamente à exposição ajustada, tabagismo, ao componente sinérgico entre exposição e tabagismo, e a um VEF1 mais baixo. Mineiros com opacidades irregulares ao Rx tenderam a apresentar uma pior função pulmonar. Houve um discreto crescimento da CVF média da coorte durante os 5 anos. O VEF1 e o IT declinaram no mesmo período. O VEF1 identificou apenas 2,5 por cento mineiros com valores anormais, enquanto que o IT identificou 15,7 por cento . O tabagismo foi o principal fator associado a alterações espirométricas. Em relação ao IT, houve ainda um efeito significante do componente sinérgico da exposição e do tabagismo. A hiperreatiVidade brônquica associou-se significativamente a resíduos negativos do VEF1 e do IT. O declínio longitudinal do VEF1 foi superior ao calculado transversalmente, em 1984 e 1989, e superior ao declínio previsto em indivíduos normais. A hiperreatividade brônquica associou-se, também, a um declínio acelerado do VEF1. Concluimos que os resultados aqui descritos são uma estimativa conservadora dos efeitos reais da exposição ocupacional, devido à seleção da coorte, e também a outros vieses. Há fortes indícios da presença de asma ocupacional neste grupo, assim como uma elevada incidência de PMC, e um declínio acelerado do VEF1. O tabagismo foi o principal fator de risco relacionado à deterioração funcional, em mineiros de carvão ativos, com uma média de 10 anos de subsolo, porém houve um efeito potencializador da exposição ocupacional. / This is a hybrid study in a cohort of 280 coalminers, with both prospective and cross sectional components. They were selected when they succeded in having acceptable spirometries and attended the 1984 and 1989 investigations. On both occasions they were submitted to a questionnaire of respiratory symptoms and occupational exposures, spirometry, and a chest x-ray. In addition, in 1989, they had a nonspecific bronchial challenge test. The statistical methods included, descriptive analysis, measures of association, analysis of variance, and logistic and linear regression models. In 1989, the mean age and the mean number of years of exposure were, 34.9 .±. 5.1, and 10.4 .±. 3.9, respectively. All miners were male, and 252 (90 per cent ) white. Cough and phlegm were the most prevalent symptoms. In the follow up, 27.9 per cent had symptoms of chronic bronchitis. Wheezing was the only symptom that increased significantly during the observation period. Cough, phlegm and chronic bronchitis were basically associated with smoking, and reversible upon the cessation of the habit, whereas breathlessness and wheezing were associated with dust exposure. In 1989, 18 per cent of the miners had asthma symptoms, and 12.1 per cent had symptoms compatible with occupational asthma. Forty-four percent of thela ter had bronchial hyperresponsiveness. The prevalence of pneumoconiosis was 5.4 per cent in 1984, and 7.9 per cent in 1989. The annual incidence of CWP was 11.4/1,000 miners at risk. Radiological progression was significantly associated with adjusted exposure, smoking, an interacion term involving exposure and smoking, anda low FEV1 Irregular opacities on the x-ray were non-significantly associated with a worse pulmonary function. During those 5 years there was a discrete growth in the mean FVC. The FEV1 and the FEV1/FVC per cent declined in the same period. The FEV1 identified only 2.5 per cent miners with abnormal results, whereas the FEV1/FVC per cent identified 15.7 per cent . Smoking was the main variable associated with spirometric abnormalities. The interaction term of exposure and smoking was also significantly associated with an abnormal FEV1/FVC per cent . Bronchial hyperresponsiveness was significantly associated with negative FEV, and FEV1/FVC per cent residuais. The longitudinal decline of the FEV1 was greater than the cross-sectional decline, both in 1984 and 1989, and also greater than the predicted decline in normal adults. Bronchial hyperresponsiveness was also associated with a rapid decline in FEV1. We conclude that these findings are an underestimate of the real effects of the dust exposure, because of the cohort selection, and also because of other bias. There are strong evidences of the ocurrence of occupational asthma, of a high incidence of CWP, and of a rapid decline the FEV1 in this cohort. Smoking was the main factor linked to functional deterioration in active coalminers with a mean of 10 years of exposure, but there was a synergistic effect of dust exposure.

Irídio e rutênio isoladamente e em combinação com tungstênio, termicamente depositados na plataforma de um tubo de grafite com aquecimento transversal, foram investigados quanto a sua aplicabilidade como modificadores permanentes para a determinação de cádmio em suspensões de carvão por espectrometria de absorção atômica com forno de grafite. O modificador químico de Pd-Mg adicionado em solução na forma de nitratos também foi investigado, para comparação. Este apresentou a melhor performance para solução aquosa, enquanto a mistura de W-Ir e W-Ru como modificadores permanentes apresentou o menor poder de estabilização. Todos os modificadores investigados perdem parte do seu poder de estabilização quando aplicados a suspensões de carvão. O modificador químico Pd-Mg e os modificadores permanentes Ir e Ru bem como a mistura de 300 μg de W e 200 μg de Ir estabilizam cádmio a uma temperatura de pirólise de 600 ºC, enquanto que as demais combinações investigadas permitem temperaturas de pirólise máximas entre 500 e 550 ºC. Investigações a partir da fase líquida das suspensões demonstram que existe a possibilidade de que a alta concentração de ácido empregada no preparo das suspensões e/ou compostos que são extraídos do carvão para a fase líquida podem ser responsáveis pela redução no poder de estabilização dos modificadores. A temperatura máxima de pirólise de 600 ºC não foi suficiente para reduzir a absorção de fundo provocada por concomitantes de algumas das amostras testadas, enquanto que temperaturas de pirólise mais elevadas levam à perda de analito. Para o desenvolvimento deste estudo, foram utilizados os materiais de referência BCR No 180 Gas Coal, SARM 18 Coal Witbank, SARM 19 Coal O.F.S., SARM 20 Coal Sasolburg, NIST SRM 1635, NIST SRM 1630a e SRM 1632b. Foi investigado também um carvão brasileiro da mina de Candiota no Rio Grande do Sul. Foram determinadas as figuras de mérito e os valores obtidos para o limite de detecção e a massa característica estão entre 1,0 e 1,3 ng g-1 e 1,9 e 2,2 pg, respectivamente. Estudos por espectrometria de absorção atômica de alta resolução com fonte contínua foram realizados com o intuito de elucidar as possíveis interferências provenientes de diferentes matrizes de carvão na forma de suspensão. Estes estudos revelaram que o fundo contínuo apresenta uma absorção maior do que a capacidade de correção exibida pelo corretor de deutério e que o mesmo se sobrepõe ao sinaldo analito. Valores de 1,0 pg e 0,6 ng g-1 foram obtidos respectivamente, para massa característica e limite de detecção, empregando-se irídio como modificador permanente e temperatura de pirólise de 600 ºC. Apesar de a técnica corrigir esse fundo pronunciado, parte do analito é aparentemente perdida durante a volatilização da matriz, fazendo com que o método não possa ser considerado robusto. / Iridium and ruthenium, alone and in combination with tungsten, thermally deposited on the platform of a transversely heated graphite tube, were investigated for their suitability as permanent chemical modifiers for the determination of cadmium in coal slurries by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS). The conventional mixed palladium and magnesium nitrates (Pd-Mg) modifier, added in solution, was also investigated for comparison. The latter one showed the best performance for aqueous solutions, and the mixed W-Ir and W-Ru permanent modifiers had the lowest stabilizing power. All of the investigated modifiers lost some of their stabilizing power when coal slurries were investigated. The Pd-Mg modifier, pure Ir and Ru, and a mixture of 300 μg W + 200 μg Ir could stabilize Cd at least to a pyrolysis temperature of 600 ºC, whereas all the other combinations already failed at temperatures above 500-550 ºC. Additional investigations of the supernatant liquid of the slurries supported the assumption that the high acid concentration of the slurries and/or a concomitant leaching out of the coal might be responsible for the reduced stabilizing power of the modifiers. The maximum applicable pyrolysis temperature of 600 ºC was not sufficient to reduce the background absorption to a manageable level in the majority of the coal samples and higher pyrolysis temperatures cause loss of analyte. The following reference materials were used in this work: BCR No. 180 Gas Coal, SARM 18 Coal witbank, SARM 19 Coal O.F.S, SARM 20 Coal Sasolburg, NIST SRM 1635, NIST SRM 1630a and SRM. In addition, a coal sample from the Candiota mine in Rio Grande do Sul, Brazil, was investigated. Figures of merit were established and the values obtained for detection limit and characteristic mass were between 1.0 and 1.3 ng g-1 and 1.9 and 2.2 pg, respectively. In order to further investigate the spectral interference caused by the coal slurries, additional investigations were carried out using high resolution continuum source atomic absorption spectrometry. High-resolution continuum source ET AAS revealed that the continuous background absorption was beyond the capabilities of background correction exhibit by the deuterium background correction system, and was overlapping with the analyte signal. A characteristic mass of 1.0 pg and a detection limit of 0.6 ng g-1 could be obtained with iridium as permanent modifier and a pyrolysis temperature of 600 ºC. Although the technique could correct for thisbackground absorption, some analyte was apparently lost with the rapidly vaporizing matrix so that the method could not be considered to be rugged.

A retenção de particulados oriundos da combustão apresenta-se como um dos maiores problemas em sistemas de geração de energia a partir de carvão (IGCC), e tem como principais objetivos evitar incrustações e minimizar as emissões de poluentes atmosféricos. Para a remoção destes gases e particulados tem se mostrado conveniente a utilização de tecnologias de remoção que não utilizem água como veículo, o que reduziria o impacto ambiental e os custos para o tratamento dos efluentes gerados. Dentro destas características se enquadram os filtros granulares de leito fixo ou móvel. A proposta deste trabalho consiste no estudo de um filtro granular de leito fixo inicialmente em escala de bancada para futura remoção de material particulado seco oriundo da queima do carvão. Primeiramente foi feito um estudo do modelo do filtro utilizando o simulador comercial ANSYS CFX 11.0, como ferramenta computacional. Neste estudo foi possível verificar a perda de carga do leito, a velocidade do gás na entrada do leito, linhas de corrente do gás e pontos de turbulência e recirculação anterior à experimentação. A partir destes resultados preliminares foi possível a continuação do trabalho experimental que se deu em 3 etapas. A primeira foi o cálculo do perfil de velocidade do gás, a segunda a calibração da placa de orifício, instrumento de medida de velocidade e, por fim, as medias de perda de carga por diferença de pressão. Com os dados coletados calculou-se a permeabilidade hidráulica do leito, valor este aplicado ao modelo computacional para comparação com a permeabilidade teórica. Os resultados finais de perda de carga para o filtro, principal objetivo do trabalho, estão dentro do esperado e torna possível a continuidade do projeto para estudos futuros. / The particulate retention from combustion is presented with one of the biggest problems in systems of power generation from coal (IGCC), and has as main objectives to avoid fouling and minimize emissions of air pollutants. For the removal of these gases and particles has been shown convenient to use removal technologies that do not use water as a vehicle, which would reduce the environmental impact and costs for the treatment of effluents. In these characteristics are framed the fixed bed granular filter or moving bed granular filter. The purpose of this work is to study a fixed-bed granular filter initially in bench scale, for future removal of dry particulate material derived from burning coal. First a study was made of the filter model using the commercial simulator ANSYS CFX 11.0 as a computational tool. In this study it was possible to verify the pressure drop of the bed, the gas velocity at the entrance of the bed, current lines and gas recirculation and turbulence points before the experimentation. From these preliminary findings, it was possible to further experimental work was made in three steps. The first was the calculation of the velocity profile of the gas, the second orifice plate calibration, the measuring instrument speed, and finally the medium pressure drop by the pressure difference. With the collected data used to calculate the hydraulic permeability of the bed, a value applied to the computational model for comparison with theoretical permeability. The final results of loss for the filter, the main objective of this study are as expected and makes possible the continuation of the project for future studies.

O estudo geoquímico orgânico de biomarcadores foi aplicado ao perfil estratigráfico da jazida de carvão fóssil de Candiota, Rio Grande do Sul, proporcionando a determinação do grau de maturação, ambiente de óxi-redução, paleoambiente deposicional, tipo de matéria orgânica constituinte do sedimento e principal classe de plantas que originaram o carvão. Somado a isto, comparações com os dados petrográficos também foram realizadas. Para tal, as amostras foram extraídas com diclorometano em aparelhagem Soxhlet. Os betumes (extratos), de todo o perfil estratigráfico, apresentaram-se ricos em enxofre elementar e compostos aromáticos e polares. Através do emprego das técnicas de cromatografia a gás com detector de ionização em chama (GC-FID) e detector de massas (GC-MS) as frações puras de alifáticos e aromáticos dos betumes foram analisadas, onde foram determinados parâmetros geoquímicos. Os resultados indicaram que todas as amostras estudadas são de baixo grau de maturação, formadas em ambiente altamente oxidante, compostas por querogênio predominantemente do tipo III, paleoambiente deposicional majoritariamente terrestre, com pequena possibilidade de contribuições estuária e de mar aberto e tendo plantas coníferas como principais organismos depositados para sua formação, coincidindo com os dados obtidos por análise petrográfica. / The organic geochemical study of biomarkers was applied to the stratigraphic profile of fossil coal from Candiota, Rio Grande do Sul leading to the determination of maturity degree, oxyreduction environment, depositional paleoenvironment, type of organic matter constituent of the sediment and main class of plants that originated the coal. Besides that, comparisons with petrographic data were also carried out. To that purpose, samples were extracted with dichloromethane in Soxhlet extractor. The bitumens (extracts) from the entire stratigraphic profile resulted rich in elemental sulphur and aromatic and polar compounds. Through the use of gas chromatography techniques employing flame ionization detector (GC-FID) and mass detector (GC-MS) the bitumen pure aliphatic and aromatic fractions were analized and geochemical parameters were determined. Results indicate that all studied samples present low maturation degree, they were formed in a high oxidant environment, they are composed predominantly by type III kerogen. The depositional environment was mainly terrestrial, presenting low possibility of estuarine and open sea contributions and having conifers plants as principal deposited organisms for their formation. These results obtained were coincident with data from petrographical analysis.

Esta tese consiste em três artigos científicos sobre a preparação, caracterização e aplicação de diferentes carvões ativos no tratamento de soluções aquosas contaminadas com compostos orgânicos. No primeiro artigo, foi produzido um carvão ativo usando casca de bacuri junto com componentes inorgânicos através de pirólise em um forno tubular convencional. O carvão ativo ABC-1.5 apresentou altos valores de área superficial e volume de poros, apropriados para a adsorção do corante Azul Brilhante (BB-FCF). A capacidade de adsorção do ABC-1.5 foi comparada com a de nanotubos de carbono de parede múltipla (MWCNT). As quantidades máximas removidas de BB-FCF a 50 ºC foram 647,9 e 231,5 mg g-1 para ABC-1.5 e MWCNT, respectivamente. ABC-1.5 e MWCNT foram aplicados ao tratamento de dois efluentes simulados, apresentando porcentagem de remoção de até 95,88% e 79,84%, respectivamente. O segundo estudo foi sobre a utilização de ativação química induzida por micro-ondas para preparar um carvão ativo de casca de cacau para remoção de diclofenaco de sódio (DFC) e nimesulida (NM) Foi possível realizar a pirólise em menos de 10 min. As quantidades máximas adsorvidas de DCF e NM pelo carvão ativo MWCS-1.0 a 25 ◦C foram 63,47 e 74,81 mg g−1, respectivamente. Nos testes com efluentes hospitalares simulados, o MWCS-1.0 apresentou porcentagem de remoção de até 95,58%. Na terceira publicação, nanocompósitos magnéticos de carvão ativo (MAC-1 e MAC-2) foram preparados através de um método pirolítico simples usando uma mistura de benzoatos de ferro(III)/cobalto(II) e oxalatos de ferro(III)/cobalto(II), respectivamente, e foram utilizados como eficientes adsorventes para remoção de amoxicilina (AMX) e paracetamol (PCT). MAC-2 apresentou melhores propriedades magnéticas para separação do carvão ativo após a remoção dos fármacos. As capacidades máximas de adsorção obtidas para MAC-2 foram 444,2 mg g−1 (AMX) e 399,9 mg g−1 (PCT). / This thesis consists of three scientific papers on the preparation, characterization and application of different activated carbons in the treatment of aqueous solutions contaminated with organic compounds. In the first paper it was produced an activated carbon using bacuri shell together with inorganic components through pyrolysis in a conventional tubular furnace. ABC-1.5 showed high surface area and pore volume, suitable for the Brilliant Blue dye (BBFCF) adsorption. The adsorption capacity of ABC-1.5 was compared with that of multiwalled carbon nanotubes (MWCNT). The maximum amounts removed of BB-FCF at 50 ºC were 647.9 and 231.5 mg g-1 for ABC-1.5 and MWCNT, respectively. ABC-1.5 and MWCNT were applied for the treatment of two simulated effluents, showing percentages of removal of up to 95.88% and 79.84%, respectively. The second study was about the use of microwave-induced chemical activation to prepare an activated carbon from cocoa shell for removal of sodium diclofenac (DFC) and nimesulide (NM) It was possible to perform the pyrolisis in less than 10 min. The maximum amounts adsorbed of DCF and NM onto MWCS- 1.0 at 25 ◦C were 63.47 and 74.81 mg g−1, respectively. In the tests with simulated hospital effluents, MWCS-1.0 presented a percentage of removal of up to 95.58%. In the third publication, magnetic activated carbon nanocomposites (MAC-1 and MAC-2) were prepared by a simple pyrolytic method using a mixture of iron(III)/cobalt(II) benzoates and iron(III)/cobalt(II) oxalates, respectively, and were used as efficient adsorbents for the removal of amoxicillin (AMX) and paracetamol (PCT). MAC-2 presented better magnetic properties for the separation of the activated carbon after the removal of the drugs. The maximum adsorption capacities obtained for MAC-2 were 444.2 mg g−1 (AMX) and 399.9 mg g−1 (PCT).

Devido ao esgotamento de jazidas economicamente lavráveis a céu aberto, migrou-se para a lavra subterrânea. Porém, como isso é uma prática antiga, alguns métodos de lavra subterrânea deixaram de ser economicamente viáveis devido ao aprofundamento da lavra. Um exemplo disso é a lavra de carvão no sul do Brasil, onde jazidas exploradas a céu aberto ou mesmo pelo método de Câmaras e Pilares, começam a vislumbrar seu exaurimento técnico de lavra, por altos custos e baixa produtividade, o que norteia a busca por alternativas econômicas mais lucrativas. Uma destas alternativas é o método Longwall, praticamente desconhecido no Brasil, porém com crescente e não nova intenção de implementação no país. Isso já se refletiu em tentativas de operações e em novos estudos conceituais de viabilidade para o estado do Rio Grande do Sul. Estes fatores justificaram este estudo que teve por objetivo lançar luz sobre a lavra de carvão pelo método de Longwall, de modo a respaldar a sua implementação no Brasil. Sendo assim, o método foi descrito com enfoque em seus principais pontos, tais como, geomecânica e planejamento; além de apresentar estudos conceituais de lavra em dois cenários. O primeiro projeto conceitual apresenta um cenário tradicional objetivando implementação no Rio Grande do Sul; o segundo, tem por objetivo apresentar relativa flexibilidade do método, adaptando-o a um cenário não tradicional. Concluiu-se com este trabalho que fatores como geomecânica e correto planejamento de lavra são imprescindíveis para o sucesso da implementação do método. A partir dos resultados do estudo conceitual I e da versatilidade proposta no estudo II se justifica o aprofundamento nos estudos de operações por Longwall no país. / Due to the exhaustion of economically mining deposits, migrated to the underground mining. However, as this is an ancient practice, some underground mining methods are no longer economically viable due to the deepening of the mining. An example of this is the mining of coal in southern Brazil, where deposits exploited opencast or even by the Room and Pillars, begin to envision your fatigue, mining technical high costs and low productivity, which guides the search for more profitable economic alternatives. One of these alternatives is the Longwall method, virtually unknown in Brazil, but with growing and not new intention of implementation in the country. It already was reflected in attempts to operations and on new conceptual studies of feasibility for the state of Rio Grande do Sul. These factors justify this study that aimed to shed light on the mining of coal by Longwall method, in order to support its implementation in Brazil. Therefore, the method has been described with focus on its key points, such as, geomechanics and planning; In addition to presenting conceptual studies of raging in two scenarios. The first conceptual design features a traditional setting with the objective of implementation in the Rio Grande do Sul; the second aims to introduce on the flexibility method, adapting it to a non-traditional setting. This work concluded that factors like geomechanics and correct planning of mining are indispensable for the successful implementation of the method. From the results of the study and conceptual versatility proposal in study II justification the deepening in the studies of Longwall operations in the country.

As principais formas de compostos orgânicos de enxofre (OSC) no petróleo e carvão são os tiofenos ligados a anéis aromáticos e denominados heterociclos sulfurados aromáticos policíclicos (PASH), que consistem principalmente em benzotiofenos (BT) e dibenzotiofenos (DBT) alquilados. A presença de OSC tanto no carvão quanto no petróleo é indesejável, devido à sua contribuição para a liberação de óxidos de enxofre para a atmosfera. Além disso, há o problema do grande número de isômeros alquilados de PASH, que torna a separação destes compostos um desafio analítico. Vencer este desafio é importante para que se possa conhecer a natureza destes sulfurados e, conseqüentemente, diminuir a presença de OSC nestes combustíveis. Este trabalho objetiva a separação e identificação tentativa de OSC encontrados nas matrizes carvão e petróleo, tanto no que diz respeito à separação dos OSC de interferentes, como também no que tange à separação dos OSC uns dos outros. Para tanto fez-se uso da cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada à espectrometria de massas por tempo de vôo (GC×GC/TOFMS) juntamente com a cromatografia gasosa monodimensional com detector quadrupolar de espectrometria de massas (1D-GC/qMS) a fim de verificar o potencial da primeira, comparativamente à segunda, para a separação, detecção e identificação de OSC em alcatrão e betume de carvão e gasóleo pesado (GOP). O emprego da GC×GC/TOFMS permitiu a identificação de um número maior de OSC em HGO e carvão (betume e alcatrão), os quais, em sua grande maioria, não foram separados e/ou identificados por 1D-GC/qMS. A capacidade de pico, sensibilidade, seletividade, estruturação cromatográfica, pureza espectral e a deconvolução espectral proporcionadas pela GC´GC/TOFMS foram vantagens analíticas fundamentais para que os resutados descritos fossem atingidos. As classes de compostos identificados por GC´GC/TOFMS, tanto no carvão, quanto no GOP foram tiofenos, BT, DBT, naftotiofenos, benzonaftotiofenos, sendo que alguns OSC reconhecidamente recalcitrantes como DBT ligados a dois e a quatro carbonos foram separados e tentativamente identificados. Para o carvão, vários PASH que coeluiam com outros compostos, e alguns cuja separação cromatográfica é reconhecidamente problemática, como os DBT foram separados sem o emprego de etapas de fracionamento. Para o HGO, o emprego de diferentes métodos de pré-fracionamneto e fracionamento, bem como a utilização de uma fase estacionária usando cloreto de paládio ligado quimicamente a mercaptopropil sílica gel (PdIIMPSG), modificada e caracterizada neste trabalho, permitiu a identificação de um número maior de compostos e classes de OSC, tendo sido observado um desempenho superior para a fase estacionária desenvolvida. / The major classes of organic sulphur compounds (OSC) in petroleum and coal are tiophenes bonded to aromatic rings and they are called polycyclic aromatic sulphur heterocycles (PASH), consisting mainly of alkylated benzotiophenes (BT) and dibenzothiophenes (DBT). The presence of OSC in coal and petroleum is undesirable as they cause the release of sulphur oxides into the atmosphere during burning. Moreover, the large number of alkylated PASH makes the separation of these compounds an analytical challenge even greater. Overcoming this challenge is important, so that the nature of these sulphur compounds might be unveiled in order to minimize their presence in fossil fuels. The aim of this work is the separation and tentative identification of OSC among themselves and also among them and interfering compounds in petroleum and coal matrices. In order to reach this goal, comprehensive two-dimensional gas chromatography coupled to time of flight mass spectrometry (GC×GC/TOFMS), along with one-dimension gas chromatography with a quadrupole mass spectrometry detector (1D-GC/qMS) were employed. Results obtained, using both techniques, for separation, detection and identification of OSC in coal tar, bitumen, and heavy gasoil (HGO) were compared in order to check the potential of GC×GC/TOFMS. GC×GC/TOFMS performance was superior to 1D-GC/qMS as it allowed the separation and identification of a higher number of OSC in coal (bitumen and tar) and in HGO. A great part of these compounds were not separated neither/nor identified by 1DGC/ qMS. Analytical advantages, such as peak capacity, sensitivity, selectivity, chromatographic structure, spectral purity, and spectral deconvolution provided by GC´GC/TOFMS, played a fundamental role for the achievement of the described overall results. The classes of compounds identified by GC´GC/TOFMS, both in coal and in the HGO were thiophenes, BT, DBT, naphtothiophenes, benzonaphthothiophenes. Some well known recalcitrant OSC such as DBT attached two and four carbons were separated and tentatively identified. Regarding coal, several PASH, whose chromatographic separation is considered problematic, were separated without the use of fractionation steps. The use of different fractionation methods and of a modified stationary phase allowed the identification of a higher number of compounds and classes of OSC for HGO. The modified stationary phase was characterized and its use rendered better results.

Tendo em vista a existência de muitas comunidades no Estado de São Paulo (e em outros estados do Brasil), que utilizam água muitas vezes com qualidade imprópria ao consumo humano, o presente trabalho visa o desenvolvimento de uma instalação de filtração utilizando Carvão Ativado Impregnado com Prata (CAIP) com o intuito de eliminar alguma contaminação na água tratada devido à problemas tais como anomalias operacionais na ETA, tecnologia de tratamento inadequada, contaminação da rede de distribuição, reservação, dentre outros. Para a investigação experimental foram preparados três tipos de água de estudo, com baixos valores de turbidez e cor aparente. A água tipo I era isenta de contaminação, as águas tipo II e III apresentaram coliformes totais e fecais, sendo que a água tipo III utilizada na simulação da instalação como filtro domiciliar. Os ensaios realizados apresentaram taxa de filtração entre 200 e 250 m3/m2*d. Os resultados indicam que o CAIP apresentou propriedades adsorventes e é um poderoso agente desinfetante, reduzindo significativamente o NMP de coliformes totais e fecais de águas contaminadas. Porém, a desinfecção não foi completa e ocorreu excessivo desprendimento da prata do CAIP, inviabilizando o uso deste CAIP nesta instalação desenvolvida. / Minding the existence of many communities within the state of São Paulo (and other Brazilian states) which often use water unfit for human consumption, this work aims at the development of a filtering installation that uses Activated Carbon supporting Silver (AC(Ag)) in an attempt to eliminate any contamination in treated water. Such water contamination problems include, operational anomalies in the WTP, inadequate treatment technologies, contamination in the distribution net, and other filter specific problems. For the experimental investigation three types of test water were prepared, with low turbidity and apparent color values. Water type I was contarnination-free, water type II and III had total and fecal coliforms, and water type III was used in the simulation of domestic filtering installation. Tests showed a filtering rate between 200 and 250 m3/m2*d. Results point that AC(Ag) has adsorbent capabilities, in addition to being a powerful disinfection agent, and reduced significantly the number of total and fecal coliforms of contaminated waters. However, disinfection was not thoroughly, and silver was excessively dragged away, from the Activated Carbon, thus rendering the use of AC(Ag) unadvisable in the developed installation.