Submitted by ROMÁRIO PIMENTA GOMES null (rpgagronomia@gmail.com) on 2017-09-26T18:24:04Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Romário_Pimenta_Gomes.pdf: 4952587 bytes, checksum: 38b374e1aebb3432a8e755c6e9f28a77 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-09-28T13:04:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gomes_rp_me_jabo.pdf: 4952587 bytes, checksum: 38b374e1aebb3432a8e755c6e9f28a77 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-28T13:04:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gomes_rp_me_jabo.pdf: 4952587 bytes, checksum: 38b374e1aebb3432a8e755c6e9f28a77 (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Nos solos tropicais, o fenômeno de adsorção de fósforo é regido pela mineralogia da fração argila, que, por sua vez, é afetada pelo material de origem e intensidade de dissecação da paisagem. Desse modo, objetivou-se relacionar o fósforo total e adsorvido com principais minerais da fração argila dos solos do Planalto Ocidental Paulista, São Paulo, associando com a geologia e o grau de dissecação da paisagem. Foram selecionadas cinquenta e cinco amostras de solo representativas da variabilidade fisiográfica do Planalto Ocidental Paulista, na profundidade de 0,0 – 0,2 m, para a caracterização das formas de fósforo, mineralogia da argila por difração de raios-x (DRX) e espectroscopia de reflectância difusa (ERD); utilizou-se também calibração quimiométrica através da regressão de mínimos quadrados parciais (PLSR). Verificou-se que o P total e o P adsorvido são influenciados pela geologia e grau de dissecação da paisagem, e são covariativos dos óxidos de Fe e Al, sendo esses óxidos importantes indicadores de ambientes com maiores e menores potenciais de adsorção e com baixos e altos teores de P. A caracterização das curvas espectrais permite diferenciar o conteúdo de P total com base na mineralogia da fração argila. A análise por regressão de mínimos quadrados parciais (PLSR) dos dados espectrais evidencia a influência dos óxidos de ferro no conteúdo de P total e adsorvido, sendo a Hm ao P total e a Gt ao P adsorvido. / In tropical soils, the phenomenon of phosphorus adsorption is governed by the mineralogy of the clay fraction, which in turn is affected by the material of origin and intensity of dissection of the landscape. the objective was to relate the total phosphorus and adsorbed with the main minerals of the clay fraction of the soils of the Planalto Ocidental Paulista, associating with the geology and the degree of dissection of the landscape. Were selected fifty - five soil samples representative of the physiographic variability of the Planalto Ocidental Paulista, in the depth of 0.0 - 0.2 m, for the characterization of phosphorus forms, clay mineralogy by X - ray diffraction (XRD) and diffuse reflectance spectroscopy (DRS); it was also used chemometric calibration Through the partial least squares regression (PLSR). It was verified that the total P and adsorbed P are influenced by the geology and degree of dissection of the landscape, and are covariate of the Fe and Al oxides, and these oxides are important indicators of environments with higher and lower adsorption potentials and with low and high levels of P. The characterization of the spectral curves allows to differentiate the total P content based on the mineralogy of the clay fraction. Partial least squares regression analysis (PLSR) of the spectral data shows the influence of iron oxides on the total and adsorbed P content, with Hm at the total P and Gt at the adsorbed P.

O caulim do Rio Capim na Amazônia Oriental se constitui num depósito importante para o Brasil, ocupando lugar de destaque na produção mundial desta matéria prima mineral. Os modelos estabelecem uma origem para a caulinita vinculada ao intemperismo em condições lateríticas (Paleogeno Inferior) a partir de um substrato formado por rochas sedimentares da Formação Ipixuna (Cretáceo Superior). No perfil, destacam-se em ordem de importância entre os compostos de ferro, a hematita e a goethita, minerais pouco estudados no caulim do Rio Capim. A partir dos fácies principais do caulim (fácies caulim macio na base e caulim duro no topo), foram separados e concentrados os minerais de interesse para estudos de detalhe, utilizando a difratometria de raios X (DRX) e a espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Entre os parâmetros determinados, obtiveram-se estimativas da dimensão, forma, área superficial e substituição isomórfica. A interpretação dos resultados evidencia o potencial de aplicação das informações na estimativa do comportamento destes minerais durante o processo de beneficiamento e para a discussão do modelo genético dos perfis de caulim. As goethitas e hematitas de ambos os fácies possuem propriedades muito semelhantes, reforçando o modelo que especula sobre uma origem comum para a fácies caulim macio e caulim duro do perfil. Entre as propriedades, destacam-se a elevada cristalinidade e a baixa participação do alumínio em sua composição, proporcionando a estes minerais um comportamento com resistência moderada a elevada nos processos de lixiviação ácida e a tendência de dissolução preferencial da hematita. O conjunto de características dos óxidos e oxihidróxidos de ferro são compatíveis com uma formação em ambientes hidromórficos, com baixa influência da matéria orgânica a partir de soluções com baixa atividade do ferro, moderadamente redutoras a fracamente ácidas. Dentro do modelo genético da formação do caulim, sua origem não está associada à zona de laterização do perfil, sendo compatível com um ambiente saprolítico e hidromórfico. As propriedades observadas permitem afirmar que os processos naturais que favoreceram a formação da caulinita na base do manto de alteração foram suficientemente longos e intensos para promover a retirada do ferro destas fácies num processo não dissociado no tempo. No modelo, o caulim é uma fácies da base do perfil formado abaixo do nível freático de um espesso perfil laterítico em condições moderadamente redutoras e ácidas com elevada atividade do Si e do Al, porém, com carência de Al disponível para a formação da hematita e da goethita. Neste ambiente, haveria uma lenta mobilização do Fe dentro do perfil sem a necessidade do estabelecimento de um evento excepcional com uma elevada atividade da matéria orgânica, como previsto em alguns modelos. / The Rio Capim Kaolin from the eastern Amazon is recognized as one of the largest deposits of Brazil with a quality and volume that place this area amongst the most important deposits in the world. Despite the importance and the significant amount of studies about kaolin, many questions remain unanswered and the genesis of this occurrence is not well understood. Perhaps, the consensus today is the acceptance of the Rio Capim kaolin origin to be related to a lateritic weathering process during the Early Paleogene, period with favorable geotectonic, duration and climatic conditions to originate a thick cover with the development of a complete weathering profile above a substrate composed by sedimentary rocks of the Ipixuna Formation (Cretaceous). The models consider kaolin to be a bottom facies of a thick lateritic profile, but nowadays the upper lateritic facies was destroyed (probably by erosion periods along the middle to upper Paleogene). The kaolin profile has two facies: the bottom one, which is called soft kaolin, and the upper, differentiated one forming the flint kaolin. Most controversial points are related to the way that the flint kaolin was formed and the mechanism in which the iron was mobilized from the kaolin profile as a whole. This study aims to get some insight about the Rio Capim kaolin development using some properties measured from the iron oxides and oxyhydroxides. The iron and titanium minerals from the kaolin represent the most important contaminants, and a large effort is made by the industry to eliminate their influence but, despite this negative reputation, those minerals also represent a source of valuable information about the environmental conditions of the profile. Among them, hematite is the most widespread in the entire kaolin profile, followed by goethite, whose importance increases in the direction of the flint kaolin facies. Representative samples of kaolin facies were selected from the kaolin profile and submitted to an approach that allowed concentrating the iron minerals and eliminating the influence of kaolinite. Using X-ray diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared (FTIR), a set of properties of the hematite and goethite were determined, including median crystal dimensions, shapes, specific surface area and mineral composition by estimating the isomorphous replacement of iron (Fe) by aluminum (Al). The results show that hematites and goethites do not have enough differences in their properties to support a genesis model with radical changes in their conditions . In terms of behavior to acid leaching, the observed variations were important to predict differences in the rate of mineral dissolution and possibilities of preferential dissolution of hematite in relation to goethite, promoting the increase of the yellow component with the leaching. Both hematite and goethite have high crystallinity and the isomorphous replacement of Fe by Al is low. Comparing the properties observed in synthetic and natural environments, the hematite and goethite from the Rio Capim kaolin profile have characteristics that relate these minerals to a formation environment in hydromorphic conditions where the influence of organic matter was low, with low iron activity, weakly reduced and acidic conditions. These conditions are found in a saprolitic domain in accordance with the bottom facies of a thick laterite profile. Despite agreeing with a laterite model, differences make it difficult to explain iron depletion by organic matter only (Pirabas Event) and the origin of flint kaolin facies by a subsequent and superimposed laterite period. With the hematite and goethite properties found in this study, it is possible to propose that the Rio Capim kaolin is the bottom facies of a laterite profile formed in the zone permanently below the water table. Contrasting with the upper laterite portion of the profile, the bottom zone is in hydromorphic conditions and allowed the fixation of Al and Si to form kaolinite by primary feldspar and mica minerals of the Ipixuna Formation. This environment promotes the slow depletion of iron without the need of an exceptional accumulation of organic matter. The flint kaolin facies was formed in the same period of the soft kaolin facies and the observed differences in the kaolinite morphology are only related to changes caused by the location of this facies in the intermediate zone characterized by the water table fluctuation, but again without the need of subsequent superimposed lateritic processes.

O dimensionamento de sistemas de transporte hidráulico de polpas minerais exige especial atenção à medida que partículas grossas apresentam um comportamento de sedimentação no interior dos tubos. Dentro desta situação, a velocidade de transporte da polpa mineral deve ter magnitude suficiente para suspender e transportar os sólidos, evitando que os mesmos se depositem na base da tubulação. O bombeamento de polpas minerais em tubos horizontais contendo partículas grossas constituiu o objeto desta tese. Um levantamento sobre a literatura corrente foi realizado e, através de procedimentos experimentais, obteve-se um banco de dados para o modelamento da velocidade crítica (VC), isto é, a velocidade mínima em que ocorre a formação de um leito móvel na base do tubo, apresentando magnitude ligeiramente superior à velocidade de deposição VD, caracterizada pelo início da deposição das partículas na base dos dutos. Para a realização dos ensaios, foram construídas duas unidades experimentais de bombeamento de polpa mineral, onde foram estudadas as seguintes variáveis: i) gradiente de pressão por metro de tubo horizontal (\'delta\'P/L), ii) velocidade média do fluxo (V), iii) perfil de concentração de sólidos ao longo da seção transversal, iv) fator de forma através da função de esfericidade das partículas (\'psi\'), v) densidade do sólido e do líquido, vi) concentração volumétrica dapolpa mineral, vii) granulometria dos sólidos e viii) diâmetro da tubulação. A primeira unidade experimental foi montada com tubulação em PVC transparente de diâmetro interno de 25,4mm e a segunda unidade foi construída em PVC branco com um trecho de 2m em acrílico transparente, apresentando diâmetro interno de 50,8mm. A velocidade critica (VC) para cada condição estudada foi determinada visualmente, através das seções transparentes da tubulação. As amostras utilizadas neste trabalho foram: concentrados de apatita e hematita e o mineral quartzo. As frações granulométricas estudadas foram inseridas em duas classes de tamanho, sendo a primeira classe passante em 297µm e retida em 249µm e a segunda classe passante em 149µm e retida em 105µm. Os resultados permitiram determinar um novo modelo semiempírico para VC, alcançando desvios menores que 10% para as velocidades preditas em relação aos valores de velocidades observadas experimentalmente. / The design of hydraulic systems of slurry transport demands a special attention due to coarse particles present a settling behavior inside the pipes. In this situation, the transport velocity should have order of magnitude sufficient to promote the suspension and the transport of particles, avoiding the solids deposition at the bottom of pipe. The transport of mineral slurries containing coarse particles was the primary goal of the thesis. A survey of the available literature was done and through the experimental tests could be possible to raise a data bank in order to develop a new best fit correlation for the critical velocity (VC) which included the particle shape effect, through the sphericity function. VC could be defined as the minimum velocity where a moving bed of particles takes place at the bottom of the horizontal pipe and it is slightly above the deposition velocity VD, which could be characterized by a bed of stationary particles at the bottom of pipe. The research was conducted using two recirculating pipe test rigs with transparent PVC pipe of 25.4mm and 50.8mm internal diameter with slurry concentrations from 8% up to 27% by volume. The material used was apatite and hematite concentrates and quartz mineral, clustered in two classes of size range (-0.297+0.210mm; -0.149+0.105mm), where the variables were: i) Head losses per meter of horizontal pipe (\'delta\'P/L), ii) Mean transport velocity (V), iii) solids distribution profile, iv) particle shape effect, through the sphericity function (\'psi\'), v) density of particles and liquid, vi) Volumetric concentration of slurries, vii) particles size and viii) pipe diameter. The critical velocity (VC), for each studied condition, was visually determined through the transparent sections of the pipes. The results have yielded a new semi empirical model to predict the critical velocity, yielding a deviation of less than 10% from the observed values of experimental data for VC.

O caulim do Rio Capim na Amazônia Oriental se constitui num depósito importante para o Brasil, ocupando lugar de destaque na produção mundial desta matéria prima mineral. Os modelos estabelecem uma origem para a caulinita vinculada ao intemperismo em condições lateríticas (Paleogeno Inferior) a partir de um substrato formado por rochas sedimentares da Formação Ipixuna (Cretáceo Superior). No perfil, destacam-se em ordem de importância entre os compostos de ferro, a hematita e a goethita, minerais pouco estudados no caulim do Rio Capim. A partir dos fácies principais do caulim (fácies caulim macio na base e caulim duro no topo), foram separados e concentrados os minerais de interesse para estudos de detalhe, utilizando a difratometria de raios X (DRX) e a espectrometria de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). Entre os parâmetros determinados, obtiveram-se estimativas da dimensão, forma, área superficial e substituição isomórfica. A interpretação dos resultados evidencia o potencial de aplicação das informações na estimativa do comportamento destes minerais durante o processo de beneficiamento e para a discussão do modelo genético dos perfis de caulim. As goethitas e hematitas de ambos os fácies possuem propriedades muito semelhantes, reforçando o modelo que especula sobre uma origem comum para a fácies caulim macio e caulim duro do perfil. Entre as propriedades, destacam-se a elevada cristalinidade e a baixa participação do alumínio em sua composição, proporcionando a estes minerais um comportamento com resistência moderada a elevada nos processos de lixiviação ácida e a tendência de dissolução preferencial da hematita. O conjunto de características dos óxidos e oxihidróxidos de ferro são compatíveis com uma formação em ambientes hidromórficos, com baixa influência da matéria orgânica a partir de soluções com baixa atividade do ferro, moderadamente redutoras a fracamente ácidas. Dentro do modelo genético da formação do caulim, sua origem não está associada à zona de laterização do perfil, sendo compatível com um ambiente saprolítico e hidromórfico. As propriedades observadas permitem afirmar que os processos naturais que favoreceram a formação da caulinita na base do manto de alteração foram suficientemente longos e intensos para promover a retirada do ferro destas fácies num processo não dissociado no tempo. No modelo, o caulim é uma fácies da base do perfil formado abaixo do nível freático de um espesso perfil laterítico em condições moderadamente redutoras e ácidas com elevada atividade do Si e do Al, porém, com carência de Al disponível para a formação da hematita e da goethita. Neste ambiente, haveria uma lenta mobilização do Fe dentro do perfil sem a necessidade do estabelecimento de um evento excepcional com uma elevada atividade da matéria orgânica, como previsto em alguns modelos. / The Rio Capim Kaolin from the eastern Amazon is recognized as one of the largest deposits of Brazil with a quality and volume that place this area amongst the most important deposits in the world. Despite the importance and the significant amount of studies about kaolin, many questions remain unanswered and the genesis of this occurrence is not well understood. Perhaps, the consensus today is the acceptance of the Rio Capim kaolin origin to be related to a lateritic weathering process during the Early Paleogene, period with favorable geotectonic, duration and climatic conditions to originate a thick cover with the development of a complete weathering profile above a substrate composed by sedimentary rocks of the Ipixuna Formation (Cretaceous). The models consider kaolin to be a bottom facies of a thick lateritic profile, but nowadays the upper lateritic facies was destroyed (probably by erosion periods along the middle to upper Paleogene). The kaolin profile has two facies: the bottom one, which is called soft kaolin, and the upper, differentiated one forming the flint kaolin. Most controversial points are related to the way that the flint kaolin was formed and the mechanism in which the iron was mobilized from the kaolin profile as a whole. This study aims to get some insight about the Rio Capim kaolin development using some properties measured from the iron oxides and oxyhydroxides. The iron and titanium minerals from the kaolin represent the most important contaminants, and a large effort is made by the industry to eliminate their influence but, despite this negative reputation, those minerals also represent a source of valuable information about the environmental conditions of the profile. Among them, hematite is the most widespread in the entire kaolin profile, followed by goethite, whose importance increases in the direction of the flint kaolin facies. Representative samples of kaolin facies were selected from the kaolin profile and submitted to an approach that allowed concentrating the iron minerals and eliminating the influence of kaolinite. Using X-ray diffraction (XRD) and Fourier Transform Infrared (FTIR), a set of properties of the hematite and goethite were determined, including median crystal dimensions, shapes, specific surface area and mineral composition by estimating the isomorphous replacement of iron (Fe) by aluminum (Al). The results show that hematites and goethites do not have enough differences in their properties to support a genesis model with radical changes in their conditions . In terms of behavior to acid leaching, the observed variations were important to predict differences in the rate of mineral dissolution and possibilities of preferential dissolution of hematite in relation to goethite, promoting the increase of the yellow component with the leaching. Both hematite and goethite have high crystallinity and the isomorphous replacement of Fe by Al is low. Comparing the properties observed in synthetic and natural environments, the hematite and goethite from the Rio Capim kaolin profile have characteristics that relate these minerals to a formation environment in hydromorphic conditions where the influence of organic matter was low, with low iron activity, weakly reduced and acidic conditions. These conditions are found in a saprolitic domain in accordance with the bottom facies of a thick laterite profile. Despite agreeing with a laterite model, differences make it difficult to explain iron depletion by organic matter only (Pirabas Event) and the origin of flint kaolin facies by a subsequent and superimposed laterite period. With the hematite and goethite properties found in this study, it is possible to propose that the Rio Capim kaolin is the bottom facies of a laterite profile formed in the zone permanently below the water table. Contrasting with the upper laterite portion of the profile, the bottom zone is in hydromorphic conditions and allowed the fixation of Al and Si to form kaolinite by primary feldspar and mica minerals of the Ipixuna Formation. This environment promotes the slow depletion of iron without the need of an exceptional accumulation of organic matter. The flint kaolin facies was formed in the same period of the soft kaolin facies and the observed differences in the kaolinite morphology are only related to changes caused by the location of this facies in the intermediate zone characterized by the water table fluctuation, but again without the need of subsequent superimposed lateritic processes.

[pt] A bioflotação é definida como um processo de separação, através do qual o mineral de interesse é flotado ou deprimido seletivamente, utilizando os reagentes de origem biológica, também conhecidos como bioreagentes. Estas substâncias são caracterizadas por possuírem uma química verde, seletividade e potencial para tratar a partículas finas. Neste sentido, o objetivo principal da pesquisa é a avaliação de um biosurfactante não refinado extraído da bactéria Rhodococcus opacus na flotação de hematita. Na primeira fase, foi desenvolvido um protocolo para a extração dos biosurfactantes intracelulares e aqueles associados a parede celular da bactéria. Mediante extração com etanol a 121 graus celsius e 2 atm, as substâncias anfifílicas foram liberadas e solubilizadas. A recuperação média de biosurfactante não refinado foi de 0,3 g por dm cubico. A caracterização por FTIR identificou grupos álcool (menos OH), cetona (C igual O) e cadeias de carbono saturadas e insaturadas. Que podem compor os mycolatas e trehalolipideos que são encontrados na parede celular da bacteria. Por estudos eletroforéticos encontrou-se umPIE de 7,5 e um PZC em torno de 7,6. Aplicando o modelo Gouy-Chapman e o modelo misto de Gouy Chapman e o capacitor de placas, foi possível estudar o efeito do biosurfactante no comportamento eletrostático das partículas de hematita. Predizendo como elas foram se tornando hidrofóbicas em valores de pH ácido e como sua flotabilidade diminuía em pH básicos, após interação com o biosurfactante. Finalmente, foi testado o biosurfactante e a própria bactéria em ensaios de microflotação de hematita, resultando o primeiro na melhora na flotabilidade de hematita. Os resultados mostraram uma boa afinidade e baixo consumo de reagente. / [en] Bioflotation is defined as a separation process by which the mineral of interest is floated or depressed selectively, using reagents of biologic origin also known as bioreagents. These substances are characterized by their green chemistry, selectivity and potential to treat fine particles. Currently they are been studied with the expectative of substitute the synthetic reagents used in the mineral flotation processes. Between the diverse microorganisms, the hydrophobic bacteria Rhodococcus opacus has been studied as biofrother and biocollector in hematite flotation. In that sense, the research s principal objective is the assessment of the hematite floatability using a crude biosurfactant extracted from the bacteria Rhodococcus opacus and consequently determine its potential as an alternative against synthetic reagents or the bacteria itself. In a first stage, it was developed a protocol for the extraction of cell associated and intracellular biosurfactants from the bacteria. Throughout ethanol extraction at 121 degrees centigrade and 2 atm, the cell associated substances where released and solubilized. The average crude biosurfactant recovery was around 0.3 g per L of broth. Characterization by FTIR identified alcohol (minus OH) and ketone (C equal O) groups as well as saturated and unsaturated carbon chains. Which may compose the mycolates and trehalolopids that are found in the cellular wall of the genera Rhodococci. Electrophoretic studies of the hematite sample, before BS interaction, found an IEP around a pH of 7.5 and a PZC at pH 7.6. Applying the Guoy-Chapman model and the mixed model of Guoy Chapman and the plate capacitor, it was possible to study the effect of the biosurfactant onto the electrostatic behavior of the hematite particles. The model predicted the hydrophobicity of the modified hematite at acid pH. Finally it was tested the crude biosurfactant against the bacteria itself in microflotation tests, resulting the first one in an improved hematite floatability. The results showed a high affinity of the crude biosurfactant for hematite particles and relatively low reagent consumption.

Orientadores: Ana Flávia Nogueira, Flávio Leandro de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-27T13:00:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carminati_SaulodoAmaral_M.pdf: 3434559 bytes, checksum: 5dc1e86f14ccc0bccd7264ae9b28c11e (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O Resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The Abstract is available with the full electronic digital document / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

[pt] Nos últimos anos, vários estudos têm sido realizados na aplicação dos microrganismos na biotecnologia mineral, atuando como coletores, depressores ou espumantes amigáveis com o meio ambiente, e induzindo propriedades hidrofóbicas, uma vez que eles podem-se aderir seletivamente sobre a superfície do mineral. O objetivo deste trabalho é estudar e avaliar o comportamento da cepa Rhodococcus ruber com a hematita. Entre os estudos efetuados estão à adesão microbiana à superfície mineral, medida do potencial zeta e análise no infravermelho antes a após interação do biorreagente com a hematita, assim como o estudo dos ensaios de microflotação. A amostra foi condicionada com a suspensão de biomassa por meio de agitação sob condições específicas, tais como tamanho das partículas, concentração da biomassa, pH da solução e tempo de condicionamento. Os resultados mostraram uma mudança no perfil do potencial zeta da hematita após interação com a R.ruber, e sua adesão na superfície do mineral foi maior ao redor do pH 3, e na concentração de 0.60g.L(-1) (10(9) células). Estudos de flotação foram realizados na célula de flotação modificada Partridge-Smith de 0.23L, e a maior valor de flotabilidade (84 por cento) foi atingido na fração menos 53 mais 38 um. Estudos complementários de flotabilidade foram realizados utilizando o espumante comercial Flotanol D24 combinado com a biomassa R.ruber, encontrando resultados interessantes em função do tamanho de partícula. Assim esta pesquisa visa avaliar a eficiência da bioflotação de minerais, particularmente da hematita, e do uso potencial do Rhodococcus ruber como biocoletor, projetando-se a uma futura aplicação na indústria da flotação mineral. / [en] In the recent years, research has been developed in the application of microorganisms in mineral technology, acting as environmental friendly collectors, depressors and/or frothers and inducing hydrophobic properties, since they can be selectively adhere onto the surface of the mineral. This research work deals with the fundamental aspects of hematite flotation using the bacterial strain Rhodococcus ruber. The aim of this research was to study and evaluate the behavior of Rhodococcus ruber strain before and after interaction with hematite particles. The sample was conditioned with the biomass suspension by stirring under specific conditions such as particle size, biomass concentration, pH solution and conditioning time. Among the studies conducted are the microbial adhesion to the mineral surface, zeta potential measurements and analysis of infrared spectra before and after interaction of Rhodococcus ruber with hematite, as well as microflotation studies. The results showed a change in hematite zeta potential profile after interaction with Rhodococcus ruber, and its adhesion onto the mineral surface was higher at pH 3 and at concentration of 0.60 g.L(-1) (10(9) cells). Flotation studies were carried out in a 0.23L modified Partridge-Smith flotation cell, and the highest floatability (84 percent) was achieved at size fraction any less 53 more 38 um. Also, floatability studies were performed using frother Flotanol D24 combined with the Rhodococcus ruber biomass, concluding with interesting results in function of the particle size range. This work aims to evaluate the efficiency of bioflotation of minerals, particularly hematite, and the potential use of Rhodococcus ruber as biocollector, projecting its future application in mineral flotation industry.

Os objetivos do presente trabalho foram: (a) Determinar e avaliar a cor dos solos pelo método convencional e com equipamento colorímetro e sua implicação na classificação de solos: (b) Estimar teores de hematita a partir da cor do solo. O matiz de 80 amostras de solos foi determinado por cinco experientes pesquisadores pela comparação com a carta de Munsell e diretamente com um colorímetro. A cor de 15 amostras de solos pertencentes a diferentes regiões do Estado de São Paulo foi determinada utilizando um colorímetro e a partir de dados de reflectância obtidos por radiômetro. As cores foram determinadas no sistema L*a*b* e Munsell. Para cada amostra foram determinados os teores de hematita e calculados os índices de avermelhamento (IAV) a partir das cores obtidas. Os coeficientes de correlação, variando de 0,68 a 0,94 entre as determinações do matiz, constataram que os pedólogos produziram dados que validaram o estudo. No entanto, houve confirmação de que as medidas realizadas por pedólogos não coincidem, sendo difeprentes também das determinações feitas pelo colorímetro. Índices de precisão (IP) indicaram haver concordância em apenas 8,75 % das determinações em amostras úmidas e 17,5 % nas amostras secas, sendo constatado que as divergências resultariam em erros na classificação dos solos. Os IAVs apresentaram alta correlação com os teores de hematita das amostras, sendo maior para correlações com índices determinados a partir de cores no sistema L*a*b* do que no sistema Munsell. Modelos exponenciais mostraram-se mais adequados na predição dos teores de hematita. / The objectives of the present work were: (a) Determine and evaluate color by the conventional method, and its comparison with colormeter equipment and their implication with soil classification; (b) Estimate of hematite contents by using soil color data. The hue of 80 samples of soils was determined by five experienced soil scientists by the comparison with the Munsell’s soil color charts and by a colorimeter. Color of 15 soil samples from different sites of São Paulo State were determined by colorimeter and from reflectance data obtained with radiometer. The correlation coefficients, varying from 0,68 to 0,94 of hue determinations, showed that the soil scientists produced data that validated the study. However, there was confirmation that the measures accomplished by soil scientists were not coincident and also differed from the colormeter. The values of precision index (PI) indicated an agreement of only 8,75% in moist samples and 17,5% in the dry samples, which would result in mistakes in the soil classification. Colors were achieved by L*a*b* and Munsell systems. For each sample, hematite content were determinated and the redness indexes (RI) calculated. The RI presented high correlation with hematite contents, and higher correlations for colors obtained in L*a*b* than those obtained in Munsell system. Exponential models were more effective in predicting hematite contents.

Os objetivos do presente trabalho foram: (a) Determinar e avaliar a cor dos solos pelo método convencional e com equipamento colorímetro e sua implicação na classificação de solos: (b) Estimar teores de hematita a partir da cor do solo. O matiz de 80 amostras de solos foi determinado por cinco experientes pesquisadores pela comparação com a carta de Munsell e diretamente com um colorímetro. A cor de 15 amostras de solos pertencentes a diferentes regiões do Estado de São Paulo foi determinada utilizando um colorímetro e a partir de dados de reflectância obtidos por radiômetro. As cores foram determinadas no sistema L*a*b* e Munsell. Para cada amostra foram determinados os teores de hematita e calculados os índices de avermelhamento (IAV) a partir das cores obtidas. Os coeficientes de correlação, variando de 0,68 a 0,94 entre as determinações do matiz, constataram que os pedólogos produziram dados que validaram o estudo. No entanto, houve confirmação de que as medidas realizadas por pedólogos não coincidem, sendo difeprentes também das determinações feitas pelo colorímetro. Índices de precisão (IP) indicaram haver concordância em apenas 8,75 % das determinações em amostras úmidas e 17,5 % nas amostras secas, sendo constatado que as divergências resultariam em erros na classificação dos solos. Os IAVs apresentaram alta correlação com os teores de hematita das amostras, sendo maior para correlações com índices determinados a partir de cores no sistema L*a*b* do que no sistema Munsell. Modelos exponenciais mostraram-se mais adequados na predição dos teores de hematita. / The objectives of the present work were: (a) Determine and evaluate color by the conventional method, and its comparison with colormeter equipment and their implication with soil classification; (b) Estimate of hematite contents by using soil color data. The hue of 80 samples of soils was determined by five experienced soil scientists by the comparison with the Munsell’s soil color charts and by a colorimeter. Color of 15 soil samples from different sites of São Paulo State were determined by colorimeter and from reflectance data obtained with radiometer. The correlation coefficients, varying from 0,68 to 0,94 of hue determinations, showed that the soil scientists produced data that validated the study. However, there was confirmation that the measures accomplished by soil scientists were not coincident and also differed from the colormeter. The values of precision index (PI) indicated an agreement of only 8,75% in moist samples and 17,5% in the dry samples, which would result in mistakes in the soil classification. Colors were achieved by L*a*b* and Munsell systems. For each sample, hematite content were determinated and the redness indexes (RI) calculated. The RI presented high correlation with hematite contents, and higher correlations for colors obtained in L*a*b* than those obtained in Munsell system. Exponential models were more effective in predicting hematite contents.

[pt] Neste trabalho é realizado o estudo do processo de eletroflotação de partículas finas de hematita em célula modificada de Partridge Smith usando Rhodococcus opacus como biorreagente. Uma amostra mineral com 96 por cento de hematita foi usada neste estudo. Além disso, três frações granulométricas foram escolhidas, sendo estas: menos 53 mais 38; menos 38 mais 20 e menos 20 micrômetros. As variáveis estudadas no processo de eletroflotação foram: o pH, a concentração de reagente, a densidade de corrente e a utilização de bolhas de hidrogênio e oxigênio separadamente. Foram realizadas medições de potencial Zeta e análises por espectroscopia no infravermelho visando avaliar a interação antes e após o contato entre os reagentes e a superfície do mineral. Também foi realizada a medição do diâmetro de bolha de hidrogênio e oxigênio no aparelho Bubble sizer com o intuito de obter um melhor entendimento da influência do diâmetro de bolha na eletroflotação com estes dois gases. O diâmetro médio de bolha (d32) encontrado ficou na faixa de 40 menos 60 micrômetros para as bolhas de hidrogênio e 50 menos 70 micrômetros para as bolhas de oxigênio. Finalmente, foram realizados os ensaios de eletroflotação de hematita com R. opacus e Oleato de sódio. Segundo os resultados obtidos, a redução do tamanho de partícula favoreceu a flotabilidade da hematita, este fato pode ser atribuído ao tamanho das bolhas produzidas no processo e as características do R. opacus de formar flocos mediante interações de Van der Waals. Por outro lado, o aumento da concentração de reagente (R. opacus e oleato de sódio) favoreceu a flotabilidade de hematita. Os valores de pH ótimos encontrados para a flotação de hematita foram entorno de 6 e 7 para o R. opacus e o oleato de sódio, respectivamente. A flotabilidade máxima de hematita obtida com o R. opacus para bolhas de hidrogênio foi em torno de 80 por cento; por outro lado, a flotabilidade obtida com bolhas de oxigênio foi de aproximadamente 65 por cento. O oleato de sódio apresentou um melhor desempenho alcançando uma flotabilidade máxima de aproximadamente 98 por cento para bolhas de hidrogênio e em torno de 90 por cento para bolhas de oxigênio. As características da superfície bacteriana e, principalmente, o diâmetro de bolha menor a 100 micrômetros apresentaram-se como os fatores determinantes no alto valor de flotabilidade das partículas finas de hematita. Desta forma, o processo de eletroflotação com o uso de R. opacus como coletor mostra-se como uma potencial alternativa tecnológica, principalmente, no que diz respeito ao aspecto ambiental devido à biodegradabilidade do microrganismo. / [en] This work aims to evaluate the electroflotation of hematite fine particles in a modified Partridge Smith cell using Rhodococcus opacus. A hematite sample with grade 96 percent was used in this study; additionally, three granulometric fractions were selected: minus 53 plus 38; minus 38 plus 20 and minus 20 micrometers. The variables studied were pH, reagent concentration and current density. Zeta potential measurements and analysis by infrared spectroscopy were carried out to assess the interaction before and after reagents interaction. In order to gain a better understanding of the bubble diameter influence in the process, measurements of the diameter of hydrogen and oxygen bubbles were done. The average bubble diameter (d32) was found in the range of 40 to 60 micrometers for the hydrogen bubbles and of 50 to 70 micrometers for the oxygen bubbles. Finally, electrocoagulation assays the hematite with R. opacus and sodium oleate were carried out. The reduction in particle size favored the floatability of hematite; this fact can be related to the bubble size generated in the process and the ability of R. opacus to form floccules through the interaction of Van der Waals. On the other hand, the increase of reagent concentration (R. opacus and sodium oleate) favored the floatability of hematite. Suitable pH values for hematite flotation were found around 6 and 7 for R. opacus and sodium oleate, respectively. Maximum hematite floatability with R. opacus using hydrogen bubbles was around 80 percent and around 65 percent with oxygen bubbles. Sodium oleate presented a better performance reaching a maximum floatability of approximately 98 percent for hydrogen bubbles and around 90 percent for oxygen bubbles. The characteristics of the bacterial surface and the bubble size were determinant factors in the hematite floatability. Therefore, the electroflotation process using R. opacus as collector is a potential technology regarding environmental issues found with the synthetic reagents.