Although more than a hundred papers dealing with the agglomeration problem in combustion and gasification of biomass can be found in the literature, very few studies focusing on the bed particle layer formation process in fluidized bed combustion (FBC) and fluidized bed gasification (FBG) can be found. With increased knowledge of the bed particle layer formation process — i.e. the main route behind bed agglomeration and bed material deposition in wood combustion/gasification — suitable combinations of fuel/bed material and/or bed material management measures can be suggested. This would not only aim to reduce the risk of ash related operational problems but also to enhance the catalytic activity of the bed material (e.g. for tar removal in gasification). The present investigation was therefore undertaken to determine the layer formation process on and within typical bed materials (i.e. quartz and olivine) and for a potentially interesting new bed material, K-feldspar. Bed material samples were collected from four different combustion and two different gasification appliances: two bubbling fluidized beds (BFB) (5 kWth/30 MWth), two full-scale circulating fluidized beds (CFB) (90/122 MWth), and two dual fluidized bed gasifiers (DFB) (8/15 MWth). Scanning electron microscopy/energy-dispersive spectroscopy (SEM/EDS) and X-ray diffraction (XRD) were used to explore layer morphology and elemental composition and to gain information about crystalline phases of the layers. Phase diagrams and thermodynamic equilibrium calculations (TECs) were used to interpret the melting behavior of the layers and the melt fragments in deposits. In addition, a diffusion model was used to interpret the layer growth process. For quartz bed particles taken from BFB, the younger particles (< around 1 day) had only one thin layer, but for particles older than 3 days, the layer consisted of inner and outer layers. In addition to the inner and outer layers, a K-rich inner-inner layer was found for bed particles taken from CFB and DFB. No outer layers were found for quartz bed particles taken from DFB. The thin/absence of an outer layer could have resulted from the more significant attrition between particles in CFB and DFB. Reduced availability of Ca and a risk of layer breakage from the particle lead to the formation of the inner-inner layer. Similar elemental compositions of the layers upon the quartz bed particles taken from different fluidized bed techniques were found. The inner-inner layers are dominated by Si, K and Ca (excluding O), and the outer layers are rich in Ca, Si and Mg, which seem to resemble more closely the fuel ash composition. The inner layers, mainly consisted of Si and Ca, were found to have higher concentrations of Ca for older particles. The layer thickness increases with particle age, but the growth rate decreases. Melt was estimated to exist in the inner layer for younger particles (< around 1 day) and in the inner-inner layer. The existence of partially melted inner-inner layers, in particles from CFB and DFB, points towards higher risk of bed agglomeration in these techniques compared to BFB. Based on the experimental results, thermodynamic equilibrium calculations, and diffusion model analyses, a layer formation process on quartz bed particle was suggested: the layer formation is initiated by reaction of gaseous K compounds with quartz to form K-rich silicate melt, which prompts the diffusion of Ca2+. The gradual incorporation of Ca into the melt followed by the precipitation of Ca-silicates, e.g. Ca2SiO4, will result in the continuous inner layer growth. However, because of increasing concentration of Ca and release of K from the inner layer, the melt disappears in the inner layer and the layer formation process gradually becomes Ca diffusion controlled. The diffusion resistance increases with increasing thickness of a more Ca-rich layer, resulting in a decreasing layer growth rate. Crack layers with similar compositions dominated by Si, K and Ca were observed in relatively old quartz bed particles. A melt was predicted to exist in the crack layer according to thermodynamic equilibrium calculations. The crack layers found in quartz particles from BFB and CFB connect with the cracks in the inner layer, whereas for bed samples collected from DFB, the crack layers were found along existing cracks in the quartz particle. The different morphologies may indicate different routes of formation for crack layers in bed particles from different fluidized bed technologies. For quartz particles from BFB and CFB, crack formation through the inner layer down to the interface between the inner layer and the core of quartz bed particle initiates the cracks in the quartz bed particle. This allows for diffusion of gaseous alkali compounds to react with quartz in the bed particle core, thereby forming crack layers. The reaction is accelerated with bridge formation between crack layers. This may later lead to the breakdown of the bed particle into smaller alkali-silicate-rich fragments. For K-feldspar bed particles from BFB and CFB, only one layer was found for particles with an age of 1 day. For bed particles with ages older than 3 days, two layers including a homogenous inner layer containing cracks and a more particle-rich outer layer can be distinguished. Compared to bed particles from BFB with similar ages, the outer layer is thinner for bed particles from CFB. The inner layer is dominated by Ca, Si and Al (excluding O), whereas the outer layer is dominated by Ca, Si and Mg. The average concentration of Ca in the inner layer increases with bed particle age. Increasing layer thickness with decreasing growth rate was found, similar to that on quartz particles. For particles from DFB, the inner layer is also mainly consisted of Ca and Si, but cracks in the inner layer were not found. For all the particles, the Ca/Si molar ratio in the layer decreases towards the bed particle core and the change of concentration is more significant at the bed particle core/layer interface. The overall inner layer growth is resultant from the gradual incorporation of Ca into the layer. For olivine bed particles from DFB, the younger bed particles (< around 24 h) have only one layer, but after 24 h, an inner layer and an outer layer appear. Furthermore, for bed particles older than 180 h, the inner layer is separated into a distinguishable Ca-rich and Mg-rich zone. Two kinds of cracks in the inner layer either perpendicular or parallel to the particle surface were observed. Compared to the younger bed particles, the Ca concentration in the layer of older particles is much higher. A detailed mechanism for layer formation on olivine particles in fluidized bed gasification (most likely also applicable to combustion) based on the interaction between woody biomass ash and olivine has been proposed. The proposed mechanism is based on a solid-solid substitution reaction. However, a possible enabling step in the form of a Ca2+ transport via melts may occur. Ca2+ is incorporated into the crystal structure of olivine by replacing either Fe2+ or Mg2+. This substitution occurs via intermediate states where Ca-Mg silicates, such as CaMgSiO4, are formed. Mg2+ released from the crystal structure most likely forms MgO, which can be found in a distinguishable zone between the main particle layers. Due to a difference in the bond lengths between Mg/Fe and incorporated Ca2+ with their respective neighboring oxygen atoms, the crystal structure shifts, resulting in formation of cracks. The dominating elements in the inner layers are similar for each kind of bed material from BFB, CFB, and DFB, indicating limited effects of atmosphere on the inner layer formation. The initiation of layer formation differs depending on the bed material, but increasing Ca concentration in the inner layer with time for all bed materials indicates that the layer growth resulted from the incorporation of Ca into the layer. Compared to quartz, K-feldspar and olivine are more promising bed materials in wood combustion/gasification, especially in CFB and DFB techniques, from the perspective of mitigating bed agglomeration and bed material deposit build-up.

Nenhuma / Diversos trabalhos na literatura têm utilizado análises de U-Th-Pb obtidas por microssonda eletrônica para a datação química de episódios de fechamento do sistema U-Th-Pb em minerais. Tais episódios podem ser de natureza metamórfica, termal, intempérica ou ainda estar ligados a processos de fissão natural. Diferentes minerais de urânio e/ou tório contendo chumbo radiogênico têm sido analisados com esse propósito. Na região de Lagoa Real (BA) situa-se a única mina de urânio em atividade na América Latina, controlada pela INB (Indústrias Nucleares do Brasil). Os albititos, rochas portadoras de urânio exploradas nessa mina, guardam diversos minerais portadores de urânio e/ou tório tais como uraninita, titanita, zircão, epidoto, allanita-Ce, uranofana e autunita. Ao longo do tempo, diferentes episódios geológicos afetaram heterogeneamente esses minerais. Nesta dissertação foram investigados titanita e zircão com teores variáveis de urânio e chumbo, através da datação química U-Th-Pb em microssonda eletrônica. Os dados obtidos para a titanita indicaram várias idades: 2052 80 Ma, idade aparente interpretada como a idade da cristalização magmática, bem como 1701 57 Ma, 1488 64 Ma, 1298 69 Ma, 1108 78 Ma e 978 58 Ma, idades aparentes interpretadas como resposta aos eventos hidrotermais sofridos pelo mineral. Os dados obtidos para o zircão não foram conclusivos. Além desses minerais, foram datadas uranofanas ricas em ferro e chumbo radiogênico que revelaram também cinco idades aparentes diferentes, muito próximas às mencionadas para a titanita. Essas uranofanas confirmam as múltiplas mobilizações de urânio e chumbo ao longo do Proterozóico, ocorridas durante os referidos eventos hidrotermais. Datações em allanita-Ce mostraram cinco idades aparentes. Por essas idades estarem acima da idade da Terra, elas permitem sugerir que o Pb mobilizado durante os eventos hidrotermais (em número de cinco, indicados pela titanita) estaria sendo sucessivamente incorporado na allanita-Ce e que esse mineral já existiria, pelo menos em parte, concomitantemente com a titanita. Os dados obtidos em epidoto mostraram uma única idade aparente, também acima da idade da Terra, que parece indicar incorporação de chumbo em um único evento, provavelmente o Brasiliano, apontando para sua formação mais tardia na rocha. Essa idade anômala, apesar de não indicar um momento geológico real, aponta para um episódio de incorporação de chumbo pelo epidoto. As uraninitas, principalmente aquelas associadas ao epidoto, apontaram uma idade aparente de 489,3 7,0 Ma, indicativa da influência do evento Brasiliano na região de Lagoa Real. O panorama geocronológico apresentado questiona modelos metassomáticos precedentes para os albititos de Lagoa Real e a mineralização de urânio. Juntamente com recentes dados U-Pb por LA-ICP-MS da literatura, as idades aparentes dos minerais dos albititos sugerem a cristalização do protólito, um sienito sódico uranífero, há aproximadamente 2,0 Ga. Subseqüente metamorfismo há 1,9 Ga parece ter ocorrido durante os estados finais da orogênese orosiriana, quando uma primeira geração de uraninitas foi formada. Múltiplas mobilizações de urânio e chumbo promovidas por cinco eventos hidrotermais (em torno 1,7 Ga, 1,5 Ga, 1,3 Ga, 1,1 Ga e 1,0 Ga) foram detectadas em tais rochas. Como já dito, uma provável geração de um segundo grupo de uraninitas e/ou reinício da contagem do tempo pelo relógio U-Pb de uraninitas mais antigas durante um segundo evento orogênico, por volta de 0,5 Ga (Brasiliano), também ocorreram. A uranofana e a autunita apresentaram idades aparentes de 26,7 Ma e 10,9 Ma, respectivamente, indicativas do intemperismo recente. / Different works in literature have used U-Th-Pb electron microprobe analyses for the chemical dating of U-Th-Pb system closing episodes in minerals. These episodes could have either metamorphic, thermal, and weathering nature or could be related to natural fission processes. Different thorium and uranium-bearing minerals which contain radiogenic lead have been analyzed for this purpose. At the region of Lagoa Real (BA) is located the only active uranium mine in Latin America, controlled by INB (Nuclear Industries of Brazil). The albitites, uraniferous rocks explored in this mine, preserve a lot of thorium and/or uraniumbearing minerals like uraninite, titanite, zircon, epidote, allanite-Ce, uranophane, and autunite. Different geologic episodes should have affected these minerals along time. At this dissertation, zircon and titanite with different uranium and lead contents have been examined by U-Th-Pb electron microprobe dating. The data acquired for zircon had not been conclusive. The data obtained for titanite indicated some ages: 2052 80 Ma, interpreted as the magmatic crystallization apparent age as well as 1701 57 Ma, 1488 64 Ma, 1298 69 Ma, 1108 78 Ma and the 978 58 Ma, interpreted as response to hydrothermal events. In addition to these minerals, Fe and Pb rich uranophanes had been dated, which shown five different ages, close to the ones mentioned for titanite. These uranophanes are the record of multiple lead and uranium mobilizations during Proterozoic, which took place throughout hydrothermal events. Allanite-Ce presented five ages which are older than earths age. They suggest that the Pb mobilized during the hydrothermal events (in number of five, indicated by the titanite) was successively incorporated in the allanite-Ce structure and that this mineral already would exist, at least in part, concomitantly with titanite. The epidote data had shown only one very old anomalous age, which may indicate lead incorporation in only one event, probably the Brasiliano. Uraninites, mainly those related to epidotes, indicated na apparent age of 489.3 7.0 Ma, which shows the Brasiliano event action over Lagoa Real region. The geochronological scenario presented questions previous metasomatic models for Lagoa Real albitites and uranium mineralization. Along with recent LA-ICP-MS U-Pb data from literature, the apparent mineral ages suggest an uraniferous sodic syenitic protolith cristallization 2.0 Ga ago. A 1.9 Ga subsequent metamorphism took place during final moments of the orosirian orogenesis, when a first uraninite group was generated. Uranium and lead multiple mobilizations yielded by five hydrothermal events (ca 1.7 Ga, 1.5 Ga, 1.3 Ga, 1.1 Ga, and 1.0 Ga) were detected in albitites. As metioned, another uraninite group and/or reset of older uraninite U-Pb system during Brasiliano event also took place. Ordinary uranophane and autunite had presented 26,7 Ma and 10,9 Ma ages respectively, indicative of recent weathering.

L’altération des roches silicatées constitue le dénominateur commun d’une multitude de problématiques environnementales et sociétales. Du fait de la difficulté d’extrapoler au milieu naturel les cinétiques de dissolution des minéraux mesurées in vitro, cette thèse propose de réviser en profondeur l’approche actuelle de la réactivité minérale du laboratoire au terrain. Ce travail démontre que l’évolution intrinsèque des propriétés texturales et structurales de l’interface réactive au cours de la dissolution induit des variations de vitesse qui ne peuvent être expliquées dans le cadre des théories thermocinétiques classiques. Nous proposons une nouvelle méthode permettant de sonder la réactivité biogéochimique des minéraux sur le terrain et de révéler les interactions réciproques entre le minéral et le monde microbien au sein de la minéralosphère. Nous démontrons la pertinence des phénomènes de passivation pour l’altération de surface et l’incapacité des microorganismes à les surmonter. / Chemical weathering of silicate minerals is central to numerous environmental and societal challenges. This study addresses the long-standing question of the inconsistency between field and laboratory estimates of dissolution kinetics, by revisiting current approaches of mineral reactivity. It is demonstrated that evolution of feldspar reaction rates are inaccurately describedby current kinetics rate laws, due to textural and structural changes occurring at the fluid-mineral interface over the course of the dissolution process. A novel method is developed to enable probing biogeochemical weathering rates in the field. Bacterial and fungal metagenomic data reveal that subtle reciprocal relationships are established between microorganisms and mineral substrates within the mineralosphere. This thesis emphasizes the impact of passivation phenomena on dissolution rates, under field-relevant reacting conditions and the incapacity of microorganisms to overcome the passivation barrier.

Unidades litológicas, em particular arenitos, muitas vezes, carecem de um posicionamento cronoestratigráfico preciso. Como os arenitos são importantes rochas-reservatório de hidrocarbonetos e aquíferos, a falta de exatidão nestas informações dificulta a exploração destes bens minerais. A datação relativa de rochas sedimentares pode ser obtida por análise do conteúdo fossilífero ou por correlação estratigráfica. Entretanto, em algumas rochas sedimentares, esta análise não é possível ou tem um caráter duvidoso. Este é o caso da Formação Marizal (Bacia do Recôncavo) que apresenta um histórico controverso sobre a real idade deposicional. A Formação Marizal é um arenito flúvio-eólico cuja idade é discutível e, por isso, sua posição na coluna estratigráfica (aproximadamente Albiniano/Aptiniano), ainda é questionável. Em algumas amostras são encontrados overgrowths de K-feldspatos e nos quais é possível aplicar a técnica de datação 40Ar-39Ar visando obter idades que possam ser relacionadas com processos ocorrentes nestes arenitos (em geral, deposição e/ou diagênese). Entre os minerais pesados existentes nas amostras da Formação Marizal, foram encontrados grãos de zircões. A datação U-Pb de zircões detríticos pode fornecer informações sobre a proveniência desta unidade. Assim, zircões da Formação Marizal foram analisados visando complementar as informações sobre esta unidade, permitindo uma melhor interpretação. Os overgrowths de K-feldspatos indicaram valor de 159.89 ± 23.96 Ma e, para o núcleo detrítico, 432.57 ± 11.89 Ma. O valor médio obtido em torno de 160 Ma, considerando-se que todos os cuidados analíticos e de seleção de amostra foram considerados, é mais antigo do que o esperado. Assim, este valor foi interpretado como indicativo de que o overgrowth teria sido desenvolvido numa rocha fonte sedimentar sendo posteriormente transportado. Esta idade pode ser relacionada a fase pré rifte da Bacia do Recôncavo. O valor confirma ideias existentes de remobilização do substrato da bacia durante a fase rifte. Como tem sido discutido, overgrowths de K-feldspato são estáveis e possíveis de serem transportados por pequenas distâncias, o que corrobora a interpretação acima. Já o valor obtido para o núcleo mostra a contribuição do Paleoprotrozóico adjacente à bacia, retrabalhado no Brasiliano. Em relação ao zircão, a idade do núcleo detrítico de 432,53± 6,54 Ma pode ser associada com a cobertura sedimentar do Paleoproterozóico retrabalhada no ciclo Brasiliano, também observada nos valores U-Pb definidos para os zircões. Em relação ao zircão, os dados indicam ausência aparente de fontes arqueanas. Os resultados mostram duas fontes principais para a sedimentação: uma Rhyaciana (Paleoproterozóico onde ± 53 % dos grãos são “Transamazônicos”) e outra Neoproterozóica-Cambriana (30% dos zircões são “Brasilianos”). / Sandstones represent the most important reservoir rocks and aquifers in many sedimentary basins. It is necessary to have a precise chronostratigraphic position in order to provide a better explotation of water or hydrocarbons. Traditionally, the relative dating of sedimentary units is obtained with fossil content or stratigraphic correlation. But in many sedimentary rocks these analyses are not possible and sometimes have a dubious interpretation. This is the case of the Marizal Formation (Recôncavo Basin) where many questions arise when the age of the unit is questioned. The Marizal Formation is a fluvio-eolic sandstone which has been associated with an Albian/Aptian age in the stratigraphic column, although very discussible. Samples of sandstones of Marizal Formation present an important diagenetic overgrowths around K-feldspar detrital cores and they are suitable to 40Ar-39Ar dating concerning the identification of processes in the sandstones (as diagenesis or depositional ages). Among the heavy mineral suite in the Marizal Formation, zircon grains are identified. The U-Pb dating of detrital zircons can provide information about the provenance of the unit allowing better interpretation to the Marizal Formation. The overgrowths of K-feldspar indicated a value of 159.89 ± 23.96 Ma and to the detrital core, 432.57 ± 11.89 Ma. The mean value obtained around 160 Ma, considering that all care and analytical sample selection were considered, is older than expected. So, this was interpreted as indicating that the overgrowth, have been developed in a sedimentary source rock being transported latter to the depositional site. This age may be related to pre-rift stage of the Recôncavo Basin. The value confirms previous ideas of remobilization of the substrate during the rift basin stage. As has been extensively discussed, overgrowths of K-feldspars are stable and can be transported by small distances, which corroborates the above interpretation. The value obtained to the detrital core can be associated with a Paleoproterozoic sedimentary cover reworked in the Brazilian cycle. For zircon U-Pb dating, the data indicate no apparent Archean sources. The results show two main sources for sedimentation: a Rhyacian (Paleoproterozoic where ± 53% of the grains are "Transamazonian") and another Neoproterozoic-Cambrian (30% of zircon are "Brazilian").

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoJVD_TESE.pdf: 12520494 bytes, checksum: 33cb961e885b2677da82d2f828a92417 (MD5) Previous issue date: 2013-05-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / To produce porcelain tiles fluxing agents are used in order to obtain a liquid phase during firing. This liquid phase fills the pores decreasing porosity, water absorption and contributes to material densification. In the porcelain tiles industry, feldspar is the main flux material used, with quantities ranging between 35 and 50%. Studies focus on the discovery of materials with flux characteristics that can reduce the consumption of feldspar by porcelain tiles industry. In this context, the coffee husk ashes, a residue obtained when coffee husks are burned to produce heat for the dryers during the processing of the green fruit, have as main chemical constituents potassium, calcium and magnesium, giving them characteristics of fluxing material. Brazil is the largest coffee producer in the world and is responsible for over 30% of the world s production. In this work a physical treatment of coffee husk ash was carried out in order to eliminate the organic matter and, after this, two by-products were obtained: residual wastes R1 and R2. Both residues were added separately as single fluxes and also in association with feldspar in mixtures with raw materials collected in a porcelain industry located in Dias d ?vila-Ba. The addition of these residues aimed to contribute to the reduction of the consumption of feldspar in the production of porcelain tiles. Specimens were produced with dimensions of 60 mm x 20 mm x 6 mm in an uniaxial die with compacting pressure of 45 MPa. The samples were heated to a temperature of 1200 ?C, for 8 minutes. Tests were performed to characterize the raw materials by XRF, XRD, particle size analysis, DTA and TGA and, additionally, the results of the physical properties of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, density, dilatometry, flexural strength and SEM of sintered body were analyzed. Additions of less than 8% of the residue R1 contributed to the decrease of porosity, but the mechanical strength of the samples was not satisfactory. Additions of 5% the R2 residue contributed significantly to decrease the water absorption and apparent porosity, and also to increase the mechanical strength. Samples with addition of feldspar associated with the R2 residue, in proportions of 6.7% of R2 and 6.7% of feldspar, led to results of water absorption of 0.12% and mechanical strength of 46 MPa, having parameters normalized to the manufacture of porcelain stoneware tiles / Na fabrica??o de porcelanatos s?o utilizados fundentes com a finalidade de obter fase l?quida durante a queima que, por sua vez, preenche os poros diminuindo a porosidade, a absor??o de ?gua, e contribui para a densifica??o do material. Na ind?stria de porcelanatos o feldspato ? o principal material fundente utilizado, com percentuais que variam entre 35 e 50% em massa. Pesquisas s?o direcionadas para a descoberta de materiais com caracter?sticas fundentes que possam diminuir o consumo de feldspato. Nesse contexto, a cinza da casca de caf?, res?duo obtido quando cascas de caf? s?o queimadas a fim de produzir calor para os secadores mec?nicos durante o beneficiamento do fruto, possuem como principais elementos o pot?ssio, c?lcio e magn?sio, conferindo-lhe caracter?sticas de material fundente. O Brasil ? o maior produtor de caf? do mundo, respons?vel por mais de 30% da produ??o mundial. Nesse trabalho, foi realizado um tratamento f?sico na cinza de caf? com a finalidade de eliminar parte do material carbonizado e, ap?s este, foram obtidos dois subprodutos: res?duo R1 e res?duo R2. Ambos os res?duos foram adicionados, separadamente, como ?nicos fundentes, e tamb?m associados ao feldspato, em massas com mat?rias primas coletadas em uma f?brica de porcelanatos localizada no munic?pio de Dias d ?vila-Ba. A adi??o desses res?duos teve o objetivo de verificar a possibilidade de reduzir o consumo de feldspato na produ??o de porcelanatos. Foram confeccionados corpos de prova com dimens?es de 60 mm x 20 mm x 6 mm em matriz uniaxial, com press?o de compacta??o de 45 MPa. Os corpos de prova foram sinterizados na temperatura de 1200 ?C com patamar de 8 minutos. Foram realizados ensaios para caracteriza??o das mat?riasprimas por FRX, DRX, AG, ATD e ATG, e analisados os resultados das propriedades f?sicas de absor??o de ?gua, porosidade aparente, retra??o linear, MEA, an?lise dilatom?trica, resist?ncia ? flex?o e MEV do corpo sinterizado. A adi??o de at? 8% do res?duo R1 contribuiu para a diminui??o da porosidade aparente, por?m a resist?ncia mec?nica das amostras n?o foi satisfat?ria. A adi??o de 5% de res?duo R2 contribuiu significativamente para diminuir absor??o de ?gua e porosidade aparente, e tamb?m, para o aumento da resist?ncia mec?nica ? flex?o. As amostras com adi??o do res?duo R2 associado ao feldspato, nas propor??es de 6,7% de R2 e 6,7% de feldspato, obtiveram resultados de absor??o de ?gua de 0,12% e resist?ncia mec?nica ? flex?o de 46 MPa, atendendo aos par?metros normalizados para fabrica??o de porcelanatos

Unidades litológicas, em particular arenitos, muitas vezes, carecem de um posicionamento cronoestratigráfico preciso. Como os arenitos são importantes rochas-reservatório de hidrocarbonetos e aquíferos, a falta de exatidão nestas informações dificulta a exploração destes bens minerais. A datação relativa de rochas sedimentares pode ser obtida por análise do conteúdo fossilífero ou por correlação estratigráfica. Entretanto, em algumas rochas sedimentares, esta análise não é possível ou tem um caráter duvidoso. Este é o caso da Formação Marizal (Bacia do Recôncavo) que apresenta um histórico controverso sobre a real idade deposicional. A Formação Marizal é um arenito flúvio-eólico cuja idade é discutível e, por isso, sua posição na coluna estratigráfica (aproximadamente Albiniano/Aptiniano), ainda é questionável. Em algumas amostras são encontrados overgrowths de K-feldspatos e nos quais é possível aplicar a técnica de datação 40Ar-39Ar visando obter idades que possam ser relacionadas com processos ocorrentes nestes arenitos (em geral, deposição e/ou diagênese). Entre os minerais pesados existentes nas amostras da Formação Marizal, foram encontrados grãos de zircões. A datação U-Pb de zircões detríticos pode fornecer informações sobre a proveniência desta unidade. Assim, zircões da Formação Marizal foram analisados visando complementar as informações sobre esta unidade, permitindo uma melhor interpretação. Os overgrowths de K-feldspatos indicaram valor de 159.89 ± 23.96 Ma e, para o núcleo detrítico, 432.57 ± 11.89 Ma. O valor médio obtido em torno de 160 Ma, considerando-se que todos os cuidados analíticos e de seleção de amostra foram considerados, é mais antigo do que o esperado. Assim, este valor foi interpretado como indicativo de que o overgrowth teria sido desenvolvido numa rocha fonte sedimentar sendo posteriormente transportado. Esta idade pode ser relacionada a fase pré rifte da Bacia do Recôncavo. O valor confirma ideias existentes de remobilização do substrato da bacia durante a fase rifte. Como tem sido discutido, overgrowths de K-feldspato são estáveis e possíveis de serem transportados por pequenas distâncias, o que corrobora a interpretação acima. Já o valor obtido para o núcleo mostra a contribuição do Paleoprotrozóico adjacente à bacia, retrabalhado no Brasiliano. Em relação ao zircão, a idade do núcleo detrítico de 432,53± 6,54 Ma pode ser associada com a cobertura sedimentar do Paleoproterozóico retrabalhada no ciclo Brasiliano, também observada nos valores U-Pb definidos para os zircões. Em relação ao zircão, os dados indicam ausência aparente de fontes arqueanas. Os resultados mostram duas fontes principais para a sedimentação: uma Rhyaciana (Paleoproterozóico onde ± 53 % dos grãos são “Transamazônicos”) e outra Neoproterozóica-Cambriana (30% dos zircões são “Brasilianos”). / Sandstones represent the most important reservoir rocks and aquifers in many sedimentary basins. It is necessary to have a precise chronostratigraphic position in order to provide a better explotation of water or hydrocarbons. Traditionally, the relative dating of sedimentary units is obtained with fossil content or stratigraphic correlation. But in many sedimentary rocks these analyses are not possible and sometimes have a dubious interpretation. This is the case of the Marizal Formation (Recôncavo Basin) where many questions arise when the age of the unit is questioned. The Marizal Formation is a fluvio-eolic sandstone which has been associated with an Albian/Aptian age in the stratigraphic column, although very discussible. Samples of sandstones of Marizal Formation present an important diagenetic overgrowths around K-feldspar detrital cores and they are suitable to 40Ar-39Ar dating concerning the identification of processes in the sandstones (as diagenesis or depositional ages). Among the heavy mineral suite in the Marizal Formation, zircon grains are identified. The U-Pb dating of detrital zircons can provide information about the provenance of the unit allowing better interpretation to the Marizal Formation. The overgrowths of K-feldspar indicated a value of 159.89 ± 23.96 Ma and to the detrital core, 432.57 ± 11.89 Ma. The mean value obtained around 160 Ma, considering that all care and analytical sample selection were considered, is older than expected. So, this was interpreted as indicating that the overgrowth, have been developed in a sedimentary source rock being transported latter to the depositional site. This age may be related to pre-rift stage of the Recôncavo Basin. The value confirms previous ideas of remobilization of the substrate during the rift basin stage. As has been extensively discussed, overgrowths of K-feldspars are stable and can be transported by small distances, which corroborates the above interpretation. The value obtained to the detrital core can be associated with a Paleoproterozoic sedimentary cover reworked in the Brazilian cycle. For zircon U-Pb dating, the data indicate no apparent Archean sources. The results show two main sources for sedimentation: a Rhyacian (Paleoproterozoic where ± 53% of the grains are "Transamazonian") and another Neoproterozoic-Cambrian (30% of zircon are "Brazilian").

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JorgeFB.pdf: 2466045 bytes, checksum: 390a8dfd299d465779890586b1bd5be1 (MD5) Previous issue date: 2009-10-19 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / The State Bahia, Brazil, presents different geological sites it with a very expressive variety minerals. It is situated among the very important States which produces minerals for industries, such as pointed aggregate, ornamentals stones and ceramics raw materials. Nowadays only four companies producting ceramics tiles. Porcelainized stoneware tiles is one of the noblest ceramics, depicting low water absorption (typically below of 0,5%), in addition to excellent staining resistance and mechanical strength. The present work aims at investigating the potential of local raw materials for the production of porcelainized stoneware tiles. For this purpose, these materials were characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, particle size analysis, thermal gravimetric analysis, thermal differential analysis and dilatometric analysis. Admixtures containing different compositions were prepared and fired at four temperatures, 1100 ?C, 1150 ?C, 1200 ?C and 1250 ?C with isotherm for 60 minute and heathing rate of 5 oC/min. After firing the samples, they were characterized by water absorption tests, linear retraction, analysis, apparent porosity, apparent specific mass, flexural strength, and microstructural analysis by X-ray diffraction and scanning electron microscopy . The results revealed three ceramics with porcelainized stoneware tiles characteristics and porcelain tile will be produce from raw materials originated in the State of Bahia / O Estado da Bahia apresenta uma diversidade de terrenos geol?gicos que encerra uma expressiva dota??o mineral e est? situado entre os mais importantes Estados produtores de minerais industriais, ressaltando-se agregados, rochas ornamentais e mat?rias-primas cer?micas. Atualmente somente quatro empresas produzem placas cer?micas. O gr?s porcelanato ? uma das mais nobres cer?micas de revestimento devido a sua baixa absor??o d ?gua (tipicamente abaixo de 0,5%), al?m de apresentar excelentes caracter?sticas t?cnicas, destacando-se pelas elevadas resist?ncias mec?nica, ao risco e ao manchamento. O presente trabalho tem a finalidade de avaliar o potencial das mat?rias-primas, feldspato, argila e caulim, utilizado na produ??o de gr?s porcelanato no estado da Bahia. Para isso, foi feita a caracteriza??o das mat?rias-primas por fluoresc?ncia de raios X (FRX), difra??o de raios X (DRX), an?lise granulom?trica (AG), an?lise t?rmica gravim?trica (TG), an?lise t?rmica diferencial (DTA) e an?lise dilatom?trica, elaborando-se sete formula??es que foram queimadas nas temperaturas: 1100 ?C, 1150 ?C, 1200 ?C e 1250 ?C, com isoterma de 60 minutos e taxa de aquecimento de 5 oC/ min. Ap?s a queima, os corpos-de-prova foram submetidos a ensaios de absor??o de ?gua, retra??o linear, an?lise dilatom?trica, porosidade aparente, massa espec?fica aparente, resist?ncia ? flex?o, difra??o de raios X e microscopia eletr?nica de varredura. Em tr?s formula??es foram obtidas, propriedades compat?veis com as exigidas para a produ??o do gr?s porcelanato com mat?rias-primas oriundas do Estado da Bahia

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoCB_DISSERT.pdf: 4196751 bytes, checksum: 815046ef78a951368bb3e92819e92b89 (MD5) Previous issue date: 2012-05-04 / The pegmatite rocks in Rio Grande do Norte are responsible for much of the production of industrial minerals like quartz and feldspar. Quartz and feldspar are minerals from pegmatite which may occur in pockets with metric to centimetric dimensions or as millimetric to sub millimetric intergrowths. The correct physical liberation of the mineral of interest, in case of intergrowths, requires an appropriate particle size, acquired by size reduction operations. The method for treating mineral which has a high efficiency fines particles recovery is flotation. The main purpose of the present study is to evaluate the recovery of quartz and potassium feldspar using cationic diamine and quaternary ammonium salt as collectors by means of dissolved air flotation DAF. The tests were performed based on a central composite design 24, by which the influence of process variables was statistically verified: concentration of the quaternary ammonium salt and diamine collectors, pH and conditioning time. The efficiency of flotation was calculated from the removal of turbidity of the solution. Results of maximum flotation efficiency (60%) were found in the level curves, plotted in conditions of low concentrations of collectors (1,0 x 10-5 mol.L-1). These high flotation efficiencies were obtained when operating at pH 4 to 8 with conditioning time ranging from 3 to 5 minutes. Thus, the results showed that the process variables have played important roles in the dissolved air flotation process concerning the flotability of the minerals. / No Rio Grande do Norte os pegmatitos respondem por grande parte da produ??o dos minerais industriais quartzo e feldspato. O quartzo e feldspato dos pegmatitos podem ocorrer em bols?es com dimens?es centim?tricas a m?tricas ou na forma de intercrescimentos milim?tricos a submilim?tricos. No caso dos intercrescimentos, a libera??o f?sica correta do mineral de interesse envolve a adequa??o granulom?trica atrav?s de opera??es de redu??o de tamanho. O m?todo no tratamento mineral que apresenta alta efici?ncia na recupera??o de finos ? a flota??o. O presente trabalho tem como objetivo principal avaliar a recupera??o de quartzo e feldspato pot?ssico utilizando os coletores cati?nicos diamina e sal quatern?rio de am?nio no processo de flota??o por ar dissolvido FAD. Os testes foram realizados baseados em um planejamento central composto 24, atrav?s do qual verificou-se estatisticamente a influ?ncia das vari?veis de processo: concentra??o dos coletores sal quatern?rio de am?nio e diamina, pH e tempo de condicionamento. A efici?ncia de flota??o foi calculada a partir do grau de remo??o de turbidez da solu??o. Resultados de m?xima efici?ncia de flota??o (60%) foram encontrados nas curvas de n?vel, plotadas nas condi??es de baixas concentra??es dos coletores (1,0x10-5 mol.L-1). Estas altas efici?ncias de flota??o foram obtidas operando-se na faixa de pH 4 8 com tempo de condicionamento variando de 3 a 5 minutos. Sendo assim, os resultados obtidos mostraram que as vari?veis de processo desempenharam pap?is importantes no processo de flota??o por ar dissolvido em rela??o ? flotabilidade dos minerais.

Unidades litológicas, em particular arenitos, muitas vezes, carecem de um posicionamento cronoestratigráfico preciso. Como os arenitos são importantes rochas-reservatório de hidrocarbonetos e aquíferos, a falta de exatidão nestas informações dificulta a exploração destes bens minerais. A datação relativa de rochas sedimentares pode ser obtida por análise do conteúdo fossilífero ou por correlação estratigráfica. Entretanto, em algumas rochas sedimentares, esta análise não é possível ou tem um caráter duvidoso. Este é o caso da Formação Marizal (Bacia do Recôncavo) que apresenta um histórico controverso sobre a real idade deposicional. A Formação Marizal é um arenito flúvio-eólico cuja idade é discutível e, por isso, sua posição na coluna estratigráfica (aproximadamente Albiniano/Aptiniano), ainda é questionável. Em algumas amostras são encontrados overgrowths de K-feldspatos e nos quais é possível aplicar a técnica de datação 40Ar-39Ar visando obter idades que possam ser relacionadas com processos ocorrentes nestes arenitos (em geral, deposição e/ou diagênese). Entre os minerais pesados existentes nas amostras da Formação Marizal, foram encontrados grãos de zircões. A datação U-Pb de zircões detríticos pode fornecer informações sobre a proveniência desta unidade. Assim, zircões da Formação Marizal foram analisados visando complementar as informações sobre esta unidade, permitindo uma melhor interpretação. Os overgrowths de K-feldspatos indicaram valor de 159.89 ± 23.96 Ma e, para o núcleo detrítico, 432.57 ± 11.89 Ma. O valor médio obtido em torno de 160 Ma, considerando-se que todos os cuidados analíticos e de seleção de amostra foram considerados, é mais antigo do que o esperado. Assim, este valor foi interpretado como indicativo de que o overgrowth teria sido desenvolvido numa rocha fonte sedimentar sendo posteriormente transportado. Esta idade pode ser relacionada a fase pré rifte da Bacia do Recôncavo. O valor confirma ideias existentes de remobilização do substrato da bacia durante a fase rifte. Como tem sido discutido, overgrowths de K-feldspato são estáveis e possíveis de serem transportados por pequenas distâncias, o que corrobora a interpretação acima. Já o valor obtido para o núcleo mostra a contribuição do Paleoprotrozóico adjacente à bacia, retrabalhado no Brasiliano. Em relação ao zircão, a idade do núcleo detrítico de 432,53± 6,54 Ma pode ser associada com a cobertura sedimentar do Paleoproterozóico retrabalhada no ciclo Brasiliano, também observada nos valores U-Pb definidos para os zircões. Em relação ao zircão, os dados indicam ausência aparente de fontes arqueanas. Os resultados mostram duas fontes principais para a sedimentação: uma Rhyaciana (Paleoproterozóico onde ± 53 % dos grãos são “Transamazônicos”) e outra Neoproterozóica-Cambriana (30% dos zircões são “Brasilianos”). / Sandstones represent the most important reservoir rocks and aquifers in many sedimentary basins. It is necessary to have a precise chronostratigraphic position in order to provide a better explotation of water or hydrocarbons. Traditionally, the relative dating of sedimentary units is obtained with fossil content or stratigraphic correlation. But in many sedimentary rocks these analyses are not possible and sometimes have a dubious interpretation. This is the case of the Marizal Formation (Recôncavo Basin) where many questions arise when the age of the unit is questioned. The Marizal Formation is a fluvio-eolic sandstone which has been associated with an Albian/Aptian age in the stratigraphic column, although very discussible. Samples of sandstones of Marizal Formation present an important diagenetic overgrowths around K-feldspar detrital cores and they are suitable to 40Ar-39Ar dating concerning the identification of processes in the sandstones (as diagenesis or depositional ages). Among the heavy mineral suite in the Marizal Formation, zircon grains are identified. The U-Pb dating of detrital zircons can provide information about the provenance of the unit allowing better interpretation to the Marizal Formation. The overgrowths of K-feldspar indicated a value of 159.89 ± 23.96 Ma and to the detrital core, 432.57 ± 11.89 Ma. The mean value obtained around 160 Ma, considering that all care and analytical sample selection were considered, is older than expected. So, this was interpreted as indicating that the overgrowth, have been developed in a sedimentary source rock being transported latter to the depositional site. This age may be related to pre-rift stage of the Recôncavo Basin. The value confirms previous ideas of remobilization of the substrate during the rift basin stage. As has been extensively discussed, overgrowths of K-feldspars are stable and can be transported by small distances, which corroborates the above interpretation. The value obtained to the detrital core can be associated with a Paleoproterozoic sedimentary cover reworked in the Brazilian cycle. For zircon U-Pb dating, the data indicate no apparent Archean sources. The results show two main sources for sedimentation: a Rhyacian (Paleoproterozoic where ± 53% of the grains are "Transamazonian") and another Neoproterozoic-Cambrian (30% of zircon are "Brazilian").

The aim of this thesis is to summarize the knowledge gained in the field of grinding medium-hard and hard materials. Work has focused on examining the grindability of the material using available laboratory mill. The part of the work is subsequent optimization of the grinding process on the device and evaluation of the results.