Orientador: Carlos Roberto de Souza Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:53:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Senna_JulianoAlvesde_M.pdf: 29384046 bytes, checksum: 502f53773f990894ceffb68e0c81d0b3 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: As argilas estão entre as mais importantes matérias primas devido as suas múltiplas funções industriais. No caso especial da indústria de cerâmica, as argilas têm ampla utilidade, sendo o principal produto para a fabricação de louças, porcelanas, revestimentos, entre outros. A caracterização de argilas, do ponto de vista químico, fisico e tecoológico, é um requisito cada vez mais necessário. Entretanto, o planejamento de lavra sucinto, a falta de controle dos padrões requeridos pela indústria e a separação essencialmente subjetiva e empírica das argilas quanto ao uso, fazem com que muitos materiais química e tecnologicamente diferentes sejam classificados como semelliantes, com conseqüências danosas para a extração e industrialização da matéria prima. Considerando as complexidades envolvidas na caracterização de argilas de utilização na indústria cerâmica por métodos convencionais, esta pesquisa objetivou (i) avaliar o potencial da espectroscopia de reftectância como um método aplicável de forma expedita na defmição de tipos e de pureza de argilas; (ii) determinar parâmetros espectrais que possam subsidiar a classificação de argilas quanto ao uso na indústria, com ênfase nos materiais apropriados para a produção de cerâmica de revestimentos e louça sanitária. Dois jazimentos de argila foram estudados: um primeiro, fonte de matéria prima para indústria de revestimentos cerâmicas, explorado pela Mineração Cruzeiro, em Limeira (SP); e outro, fonte de matéria prima para a indústria de porcelana e louça sanitária (incluindo argilas do tipo ball clay), explorado pela Mineração Mateus Leme, em São Simão (SP). A Mina de Cruzeiro compreende rochas ricas em argila das Formações Irati, Serra Alta, Corumbataí e Serra Geral (Bacia do Paraná), tendo o horizonte Corumbataí como principal fonte de matéria prima. Com base em métodos e dados obtidos por espectroscopia de reftectância, foi possível construir uma coluna 'espectro-litológica', onde cada compartimento (Formação) e sub-compartimento (grupos da Formação Corumbataí) possui uma assinatura espectral caracteristica, a qual pode ser diretamente relacionada a uma determinada composição e uso (ou não) do material como matéria-prima na indústria cerâmica de revestimentos. No depósito de São Simão, a caracterização das argilas por espectroscopia de reftectância foi plena. Três tipos de argila, hospedados no aluvião do ribeirão Tamanduá, foram separados. Nas argilas brancas foi possível quantificar e detectar as porcentagens de caulinita e seu grau de criStalinidade, argilo-minerais expansivos e micas, e a lepidocrosita (inédita em depósitos aluvionares brasileiros). Nas argilas cinzas, também cauliníticas, a matéria orgânica tem intima relação com a presença dos argilo-minerais expansivos. As argilas marrons possuem a maior quantidade de caulinita e de variedades bem estruturadas e cristalinas; os argilo-minerais expansivos ocorrem numa proporção ideal em relação a caulinita, conferindo maior plasticidade geral ao material; a siderita, identificada pela primeira vez no aluvião, também é comum nessas argilas. Cada grupo de argilas caracterizadas no depósito de São Simão como distintas do ponto de vista espectral, coincidentemente tem uma aplicação específica na indústria de cerâmica fina. Considerando o caráter exploratório desta pesquisa, que buscou, aparentemente pela primeira vez, utilizar a espectroscopia de reftectância e técnicas relacionadas para caracterização de argihls empregadas como matéria-prima na indústria cerâmica, os resultados foram muito promissores / Abstract: Clays are among the ver)' important primary, raw materiais due to their broad spectrum uses in the industIy. In the specific case of the ceramic industl)', cIays are used in many fields, incIuding the manufacturing of porcelains, pottery, chimney-flue tile, roofing tile, conduit, light-weight aggregate, floor tile, sewer pipe, drain tile and so on. The characterization of cIays from the physical, chemical, and ceramic standpoint in pre- and -within mining stages is a must in modero industry. However, succinct mining planning, lack of industry-oriented standards and the usual bond to empirical discrimination of clays as regards their use, put chemically and technologically different materiais as similar standards, with serious consequences to the mining and manufacturing industry. Considering the intrinsic complexities involved in characterizing ceramic industry-aimed materiais by conventional methods, this works aims: (i) to evaluate the potential of reflectance spectroscopy as a relevant, expedite method to define types and purity of cIays; (ii) to study the possibility to relate cIays' spectral variables and parameters to their specific uses in the ceramic industIy, with emphasis on the materiais employed in the manufacturing of porcelains and floor tiles. T wo cIay deposits were investigated in this study: One, named 'Cruzeiro', is located in Limeira (São Paulo) , and is a source of cIays to the tile industIy; the other, named São Simão, is located in the analogous town, hosts important ball cIay-type deposits and it is an important source of primary materiais to the porcelain industIy. The Cruzeiro deposit comprises cIay-rich sediments of the Irati, Serra Alta and Corumbataí Formations (paraná Basin stratigraphic units), although the Corumbataí strata are the main source of clays. Using reflectance spectroscopy methods and data, it was possible to built a 'spectro-lithological' column, where every compartment (Formation) and sub-divisions of the Corumbataí Formation show an unambiguous spectral signature. This signature can be directly related to cIay composition and possible uses (or not) for these cIays in the tile manufacturing industry. The São Simão days are associated to the Tamanduá river alluvium deposits, where three types of cIays were spectrally distinguished on the basis of reflectance spectroscopy methods and data. The white cIays comprise kaolinite with several degrees of crystallinity, expansive cIay mineraIs, micas and lepidocrosite (an unique fmding in Brazilian alluvium deposits). The gray cIays, also kaolinite-rich, display an intrinsic relation between organic matter and expansive cIay minerais. The brown cIays show the highest content of well-ordered, highly crystalline kaolinites; they contain expansive cIay minerais, which occur in an ideal proportion to kaolinite, conferring more plasticity to the cIays; and they also host some amounts of siderite (first time found in this alluvium). Each ofthese cIay groups characterized in the São Simão deposit coincidentally has a specific application in the fine ceramics industry. In view of the exploratory nature of this research, the results using reflectance spectroscopy to characterize particular industIy-aimed cIays proved very promising. / Mestrado / Metalogenese / Mestre em Geociências

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000435561-Texto+Completo-0.pdf: 2728241 bytes, checksum: da1ed4c71f1e2687c93e62b56427d257 (MD5) Previous issue date: 2011 / The Brazilian coal has about 50% ash and high sulfur content is usually classified as a low rank. Information about the mineral and organic fractions of coal, through a series of analytical characterization techniques are essential for its sustainable use. In this study, the content of mineral matter (MM) in Brazilian coal, was obtained from the ash content of medium temperature (300°C, 400°C and 370°C) and low temperature (<200°C) with oxygen plasma (LTA) with the purpose to isolate the MM without the changes caused by high temperatures (775°C) and analyze it without the interference caused by organic matter. Due to environmental problems caused by sulfur in the coal, peroxidation was evaluated as a desulfurization process and estimation of the contents of sulfur forms in coals. The results shows that the percentage of MM obtained at 300°C and LTA are approximately 8 to 17% higher than ash contents obtained at high temperatures. The process of peroxidation in hydrochloric acid media showed to be a technique that can be applied to the desulfurization of coal by removal of 86% to 98% of pyritic sulfur. The concentration of sulphate in the extracts can be used to predict the total sulfur (≤ 14% error) for samples with lower relative levels of organic sulfur (<30% Stotal). The sum of the pyritic and sulfate sulfur can also be estimated from the levels of dissolved sulfate, with errors less than 14% for most of the coals studied. Measurements of iron content gives an indication of the amount of pyrite present, with an error of ±12%. / O carvão brasileiro apresenta em média 50% de cinzas e elevados teores de enxofre sendo normalmente classificado como de baixo rank. A obtenção de informações sobre as frações mineral e carbonosa do carvão, através de uma série de técnicas analíticas de caracterização é indispensável para o seu uso sustentável. Neste estudo o conteúdo de matéria mineral (MM), em carvões brasileiros, foi obtido do teor de cinzas a média temperatura (300°C, 370oC e 400°C) e baixa temperatura (<200°C) com plasma de oxigênio (LTA) com o intuito de isolar a MM sem as transformações provocadas por altas temperaturas (775°C) e analisá-la sem a interferência provocada pela matéria carbonosa. Devido aos problemas ambientais causados pelo enxofre presente no carvão, a peroxidação foi avaliada como um processo de dessulfurização e estimativa dos teores das formas de enxofre em carvões. Os resultados mostraram que os teores de MM obtidos a 300°C e LTA são em média de 8 a 17% maiores que os teores de cinzas obtidos a altas temperaturas. O processo de peroxidação em meio ácido clorídrico mostrou ser uma técnica adequada na dessulfurização do carvão com remoções de 86% a 98% do enxofre pirítico. A medida da concentração de sulfato presente nos extratos pode ser usada na previsão do enxofre total (erros ≤ 14%) para amostras com menores teores relativos de enxofre orgânico (<30% Stotal). O somatório dos teores de enxofre pirítico e sulfático podem também ser estimados à partir dos teores de sulfato dissolvidos, com erros menores que 14% para a maioria dos carvões estudados. As medidas de teores de ferro dissolvido podem ser utilizadas na estimativa da quantidade de enxofre pirítico presente, com erro de ± 12%.

CAPES / Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre medidas da atividade de 226Ra em águas minerais engarrafadas compradas em estabelecimentos comerciais do Brasil. As medidas foram realizadas no Laboratório de Física Nuclear Aplicada da Universidade Tecnológica Federal do Paraná em cooperação com o Centro de Desenvolvimento e Tecnologia Nuclear (CDTN) da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). O trabalho avalia a possibilidade do uso do equipamento RAD7 (Durridge Company) para medir a atividade de 226Ra em equilíbrio com 222Rn presente nas amostras de águas em nível compatível com 0,1Bq/L, o que significa uma precisão superior à prática usual do equipamento. Além disso, a pesquisa fornece o erro mínimo de medida da concentração de atividade do rádio possível de ser atingida com o uso do equipamento RAD7. A principal dificuldade encontrada na técnica desenvolvida foi diminuir os erros associados às medidas. Para desenvolver a metodologia otimizada foram realizados diversos testes que propiciaram a diminuição dos erros e asseguraram uma técnica inovadora para medidas de baixas concentrações de 226Ra em água, com o uso do detector eletrônico de radônio RAD7. O arranjo experimental foi baseado no detector eletrônico de radônio RAD7 e as medidas foram realizadas utilizando o kit RAD H2O que permite identificar a atividade de concentração do 222Rn em pequenas amostras de 40mL e 250mL. Os resultados mostraram que o erro mínimo ficou entre 0,02 a 0,07 Bq/L o que configura uma diminuição considerável e importante nos erros associados às amostras de baixas concentrações. Quando aplicada a metodologia otimizada e proposta, foi possível concluir que todas as amostras analisadas apresentaram valores abaixo que os estabelecidos pelas normas e recomendações e que os valores encontrados para as amostras possuem ordem de grandeza semelhante às encontradas na literatura. Desta forma, foi possível concluir que o detector eletrônico de radônio RAD7 pode ser utilizado nas medidas de 226Ra em águas para concentrações menores que 0,1 Bq/L, mas que para isto deve ser utilizada uma técnica como esta desenvolvida para otimizar o procedimento. / This thesis presents the survey results of measuring the activity of 226Ra in bottled mineral waters purchased in Brazilian market. The measurements were performed at the Laboratory of Applied Nuclear Physics at Federal Technological University of Paraná in cooperation with the Centre for Development and Nuclear Technology (CDTN) of the National Nuclear Energy Commission (CNEN). The study evaluates the possibility of using RAD7 equipament (Durridge Company) in order to measure 226Ra activity in equilibrium with 222Rn present in water samples at a level compatible with 0.1 Bq/L, which means greater accuracy than the usual practice of the equipment. Furthermore, the search provides the minimum error of radio activity concentration that can be achieved using the RAD7 equipament. The main difficulty of this work was to reduce the associated errors to the measure. To develop the optimized methodology were performed several tests that enabled the reduction of errors and ensure an innovative technique for measuring low concentrations of 226Ra in water, using the RAD7 radon electronic¬ detector. The experimental setup was based on the RAD7 and measurements were performed using the RAD H2O kit that identifies the activity concentration of 222Rn in small samples of 250mL. The results showed that the minimum error ranged from 0.02 to 0.07 Bq/L which constitutes a considerable and significant reduction in errors associated with low concentrations samples. When applied the optimized methodology proposed, it was concluded that all the samples had values below the established standards and recommendations and that the values found for the samples have similar order of magnitude to those found in the literature. Thus, the RAD7 radon detector electronics can be used in measurements of 226Ra in water at concentrations below 0,1 Bq/L, but for that, the technique developed in order optimize the procedure should be used.