Submitted by Teresa Cristina Rosenhayme (teresa.rosenhayme@cprm.gov.br) on 2016-05-20T11:56:28Z No. of bitstreams: 1 MSc-JairoPessoa.pdf: 4586740 bytes, checksum: 4d38ea0d6d6c1ce4f55ddd58ab086dfa (MD5) / Approved for entry into archive by Roberta Silva (roberta.silva@cprm.gov.br) on 2016-05-20T13:03:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MSc-JairoPessoa.pdf: 4586740 bytes, checksum: 4d38ea0d6d6c1ce4f55ddd58ab086dfa (MD5) / Approved for entry into archive by Roberta Silva (roberta.silva@cprm.gov.br) on 2016-05-20T13:03:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MSc-JairoPessoa.pdf: 4586740 bytes, checksum: 4d38ea0d6d6c1ce4f55ddd58ab086dfa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-20T13:29:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MSc-JairoPessoa.pdf: 4586740 bytes, checksum: 4d38ea0d6d6c1ce4f55ddd58ab086dfa (MD5) Previous issue date: 2015

Em algumas minerações onde ocorre a presença de minerais sulfetados, na forma de pirita, pode ocorrer drenagem ácida de mina (DAM), constituindo um dos principais problemas de impacto ambiental. Para evitar que a DAM comprometa os compartimentos aquíferos e atinja as imediações às minerações, realiza-se um tratamento que consiste na sua neutralização com uma suspensão de cal hidratada. Os contaminantes que se encontravam solúveis na DAM são precipitados permanecendo na fase sólida. O trabalho ora apresentado visa à recuperação de urânio e de terras raras presentes em um destes precipitados que é constituído de diuranato de cálcio (DUCA), em referência ao composto de urânio presente e hidróxidos metálicos em uma matriz de sulfato de cálcio. Este material apresenta teor de aproximadamente 0,25% de octóxido de triurânio (U3O8) e 2,5% de óxidos de terras raras (TR2O3). A recuperação de urânio e de terras raras contidos no precipitado foi realizada através de um processo hidrometalúrgico, envolvendo etapas de lixiviação sulfúrica, extração por solvente e precipitação. Da massa de DUCA estocada na cava da mina é prevista uma recuperação de aproximadamente 12 toneladas/ano de U3O8, na forma de concentrado, diuranato de amônio (NH4U2O7), e 120 toneladas/ano de TR2O3 na forma de concentrado de hidróxido de terras raras (TR(OH)3). Resultados de ensaios de lixiviação com ácido sulfúrico apresentaram solubilização de 96% para urânio e 90% para terras raras. Na extração de urânio da lixívia obtida usou-se Alamina 336® e para as terras raras a Alamina Primene JMT®, para a re-extração de urânio e de terras raras usou-se soluções de cloreto de sódio e solução do ácido clorídrico, respectivamente. Obteve-se um rendimento de 99,7% e de 99,9%, nas etapas de extração e de re-extração de urânio da lixívia respectivamente. O rendimento de precipitação de urânio foi de 99,9%. Na extração de terras raras conseguiu-se rendimento de 99,9% para o Ce, 99,7% para o La e 92,0% para o Nd. Os precipitados de urânio e de terras raras obtidos apresentaram respectivamente purezas de 85,7% de U3O8 e 57,75 % de TR. O trabalho dará suporte para as decisões das Indústrias Nucleares Brasileiras (INB) na atividade de remediação ambiental da cava da mina. / In some mines, where sulfide minerals can occur in form of pyrite, acid mine drainage may occur (AMD), as it constitutes one of the main environmental impact problems. To prevent the AMD to compromise aquifers compartments and reach the mine surroundings, a treatment consisting in its neutralization with the use of a hydrated lime suspension is conducted. Contaminants that were soluble in the AMD are precipitated, remaining through their solid phase. The work here presented aims at the recovery of uranium and rare earths found in one of these precipitates, which consists of calcium diuranate (DUCA, in reference to the uranium compound) and metal hydroxides in a calcium sulfate matrix. This material contains approximately 0.25% of triuranium octoxide (U3O8) and 2.5% of rare earth oxides (TR2O3). The recovery of uranium and rare earths contained in the precipitate was performed through a hydrometallurgical process involving steps of sulfuric leaching, solvent extraction and precipitation. From the stored DUCA mass, a recovery of approximately 12 tons/year of U3O8 in the form of concentrate, ammonium diuranate (NH4U2O7) and 120 tons/year of TR2O3 in the concentrate form of rare earths hydroxide (TR(OH)3) is expected. Test results of leaching with sulfuric acid presented solubilization of 96% for uranium and 90% for rare earths. Alamina 336 was used for uranium extraction from lixiviation and Alamina Primene for the rare earths. For re-extraction of uranium and rare earths, solutions of sodium chloride and hydrochloric acid were used respectively. A percentage yield of 99.7% and 99.9% was obtained in the steps of uranium extraction and re-extraction from lixiviation, respectively. The precipitation yield of uranium was 99.9%. On the extraction of rare earths a yield percentage of 99.9% was obtained for Ce, 99.7% for La and 92.0% for Nd. The obtained uranium and rare earths precipitates presented purities of 85.7% (U3O8) and 57.53% (TR), respectively. This work will serve as support to the decisions made by the Brazilian Nuclear Industries (INB) over the environmental remediation activities of the mine open pit.

Os magnetos de Neodímio Ferro Boro (Nd2Fe14B) apresentam excelentes propriedades magnéticas e compatibilidade biológica, embora sejam frágeis e possuam baixa resistência à corrosão. As forças de atração magnética de magnetos de terras raras têm sido empregadas em sistemas de retenção, principalmente associadas aos implantes osseointegráveis, em próteses bucais e próteses faciais, bem como em aparelhos ortodônticos. Este estudo avalia o comportamento das forças de repulsão magnética, em função do volume e comprimento do eixo magnético, quando submetidos a afastamentos, de modo que esta propriedade física seja empregada em odontologia. Vinte e quatro corpos de prova, com um ou dois pares de magnetos de Nd2Fe14B, com diferentes formas e volumes variados, foram submetidos a ensaio mecânico para mensuração das forças de repulsão magnética, em condições de afastamentos que variaram entre 0,0 e 20,0 mm. Os dados observados mostram que, considerando-se uma mesma área superficial de polo, a força de repulsão magnética varia em função do comprimento do eixo magnético. Os dados relativos ao afastamento foram submetidos a análise de variância (p0,05), tendo-se observado que o aumento da distância entre os magnetos diminui significantemente a força de repulsão magnética na maioria dos corpos de prova. No afastamento 0,0 mm as forças magnéticas de repulsão dos subgrupos mantêm uma sequência crescente a partir do subgrupo de menor volume de magnetos ao subgrupo de maior volume de magnetos, os quais permanecem nessa sequência nos afastamentos iniciais. A força de repulsão magnética gerada por magnetos pequenos varia menos em função do aumento do afastamento. Conclui-se que a variação da força de repulsão magnética, dada a mesma área superficial de polo, apresenta uma relação direta com o volume e com o eixo magnético onde, quanto maior o volume ou o comprimento do eixo magnético, maior a força de repulsão magnética. A relação direta entre volume e força de repulsão magnética não se altera frente aos afastamentos inicais, tendendo a se tornar imensurável com o aumento da distância. A força de repulsão magnética mantém uma relação inversa com a distância entre os pares de magnetos. Este ensaio mecânico indica que a força de repulsão magnética apresenta, assim como a força de atração magnética, uma curva hiperbólica de redução frente ao aumento do afastamento. / Neodymium Iron Boron (Nd2Fe14B) magnets exhibit excellent magnetic properties and demonstrate biological compatibility, despite of their fragility and low resistance to corrosion. The magnetic attraction forces of rare earth magnets have been used in retention systems mainly associated with osseointegrated implants, in oral and facial prostheses, as well as orthodontic appliances. This study evaluates the repulsion forces of magnets, varying volume and length of magnetic axis when subjected to vertical distance, in order to assess the usefulness of such physical property in clinical situations. Twenty-four specimens, with one or two pairs of Nd2Fe14B magnets, presenting different shapes and various volumes, were subjected to mechanical testing so as to measure magnetic repulsion forces, under conditions of vertical pole face separation ranging from 0.0 to 20.0 mm. Repulsive magnetic force varies depending on the length of the magnetic axis, when considering the same surface area of a pole. Analysis of Variance - (p0.05) indicated that by increasing the distance between the pairs of magnets, magnetic repulsion force significantly reduces in most of the specimens. Starting at a 0.0 mm distance, the magnetic repulsion forces keep an enhancing sequence from lower to higher magnetic volume, holding these characteristics during initials distances. Repulsion magnetic forces generated by small magnets varies less as the distance increases. The results indicate the repulsion magnetic force variation, fixing the same pole surface area, presenting a direct relationship between volume and magnetic axis, since the increase of the volume or of the magnetic axis length leads to a higher magnetic repulsive force. The relationship between volume and magnetic repulsion force does not vary at initial distance. Nevertheless, when such distance increases, the force between the magnets significantly decreases. The magnetic repulsion force holds an inverse relationship with respect to the distance between magnets pairs. This mechanical test indicates that the magnetic repulsion force, as well the magnetic attraction force, present a hyperbolic curve of force reduction due to the increasing vertical distance.

Os magnetos de Neodímio Ferro Boro (Nd2Fe14B) apresentam excelentes propriedades magnéticas e compatibilidade biológica, embora sejam frágeis e possuam baixa resistência à corrosão. As forças de atração magnética de magnetos de terras raras têm sido empregadas em sistemas de retenção, principalmente associadas aos implantes osseointegráveis, em próteses bucais e próteses faciais, bem como em aparelhos ortodônticos. Este estudo avalia o comportamento das forças de repulsão magnética, em função do volume e comprimento do eixo magnético, quando submetidos a afastamentos, de modo que esta propriedade física seja empregada em odontologia. Vinte e quatro corpos de prova, com um ou dois pares de magnetos de Nd2Fe14B, com diferentes formas e volumes variados, foram submetidos a ensaio mecânico para mensuração das forças de repulsão magnética, em condições de afastamentos que variaram entre 0,0 e 20,0 mm. Os dados observados mostram que, considerando-se uma mesma área superficial de polo, a força de repulsão magnética varia em função do comprimento do eixo magnético. Os dados relativos ao afastamento foram submetidos a análise de variância (p0,05), tendo-se observado que o aumento da distância entre os magnetos diminui significantemente a força de repulsão magnética na maioria dos corpos de prova. No afastamento 0,0 mm as forças magnéticas de repulsão dos subgrupos mantêm uma sequência crescente a partir do subgrupo de menor volume de magnetos ao subgrupo de maior volume de magnetos, os quais permanecem nessa sequência nos afastamentos iniciais. A força de repulsão magnética gerada por magnetos pequenos varia menos em função do aumento do afastamento. Conclui-se que a variação da força de repulsão magnética, dada a mesma área superficial de polo, apresenta uma relação direta com o volume e com o eixo magnético onde, quanto maior o volume ou o comprimento do eixo magnético, maior a força de repulsão magnética. A relação direta entre volume e força de repulsão magnética não se altera frente aos afastamentos inicais, tendendo a se tornar imensurável com o aumento da distância. A força de repulsão magnética mantém uma relação inversa com a distância entre os pares de magnetos. Este ensaio mecânico indica que a força de repulsão magnética apresenta, assim como a força de atração magnética, uma curva hiperbólica de redução frente ao aumento do afastamento. / Neodymium Iron Boron (Nd2Fe14B) magnets exhibit excellent magnetic properties and demonstrate biological compatibility, despite of their fragility and low resistance to corrosion. The magnetic attraction forces of rare earth magnets have been used in retention systems mainly associated with osseointegrated implants, in oral and facial prostheses, as well as orthodontic appliances. This study evaluates the repulsion forces of magnets, varying volume and length of magnetic axis when subjected to vertical distance, in order to assess the usefulness of such physical property in clinical situations. Twenty-four specimens, with one or two pairs of Nd2Fe14B magnets, presenting different shapes and various volumes, were subjected to mechanical testing so as to measure magnetic repulsion forces, under conditions of vertical pole face separation ranging from 0.0 to 20.0 mm. Repulsive magnetic force varies depending on the length of the magnetic axis, when considering the same surface area of a pole. Analysis of Variance - (p0.05) indicated that by increasing the distance between the pairs of magnets, magnetic repulsion force significantly reduces in most of the specimens. Starting at a 0.0 mm distance, the magnetic repulsion forces keep an enhancing sequence from lower to higher magnetic volume, holding these characteristics during initials distances. Repulsion magnetic forces generated by small magnets varies less as the distance increases. The results indicate the repulsion magnetic force variation, fixing the same pole surface area, presenting a direct relationship between volume and magnetic axis, since the increase of the volume or of the magnetic axis length leads to a higher magnetic repulsive force. The relationship between volume and magnetic repulsion force does not vary at initial distance. Nevertheless, when such distance increases, the force between the magnets significantly decreases. The magnetic repulsion force holds an inverse relationship with respect to the distance between magnets pairs. This mechanical test indicates that the magnetic repulsion force, as well the magnetic attraction force, present a hyperbolic curve of force reduction due to the increasing vertical distance.