Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-graduação em Geologia, 2016. / Submitted by Camila Duarte (camiladias@bce.unb.br) on 2016-10-04T14:22:49Z No. of bitstreams: 1 2016_AloísiodaSilvaPires.pdf: 13796372 bytes, checksum: 213e9a43daae3d03fa3c68f4a5f0e7e8 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-01-05T16:19:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_AloísiodaSilvaPires.pdf: 13796372 bytes, checksum: 213e9a43daae3d03fa3c68f4a5f0e7e8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-05T16:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_AloísiodaSilvaPires.pdf: 13796372 bytes, checksum: 213e9a43daae3d03fa3c68f4a5f0e7e8 (MD5) / As formações ferríferas identificadas no extremo norte da Bahia, na Folha Lagoa do Alegre (SC-24-V-CV-I), ocorrem em forma de lentes e espessura que podem variar de 10 a 200m, podendo alcançar espessura maiores. São cinza avermelhadas a vermelha amarronzadas, tendo a magnetita como óxido principal, além quartzo, hematita e cummingtonita-grunerita. São rochas maciças a fraturadas, com bandamento milimétrico a decimétricos marcado por óxido/anfibólio de ferro, sílica e estão subdivididas em 5 tipos petrográficos, e em nenhuma das fácies ocorrem a presença de carbonato, ou sulfeto. Sofreram metamorfismo nas fácies xisto verde alto a anfibolito médio, com cummingtonita-grunerita como mineral índice, tendo hornblenda e tremolita como acessório corroborando com o posicionamento metamórfico. Quimicamente, as amostras foram separadas em dois grupos baseada na presença cummingtonita-grunerita, teor de ferro, sílica e magnésio: grupos Mg<1% e Mg>1%. Os valores de SiO2 no grupo Mg<1% varia entre 43,77 e 77,58% com média de 54,76%; Fe2O3 varia entre 19,55 e 52,94% e média de 42,52%, enquanto que grupo Mg>1%, o valor de SiO2 varia entre 49,85 e 56,25% com média de 52,42%; Fe2O3 varia entre 40,25 e 45,03% e média de 42,69%. Os elementos Al, Mg, Ca, Na, Ti e P, em ambos os grupos são muito semelhantes e, sobretudo, demostram haver ausência ou pouca contribuição de sedimentação terrígena. Os ETR, normalizados por Condrito e PAAS mostram que grupos Mg<1% e Mg>%1 são distintos, sendo que ambos os exibem enriquecimento em ETRL em relação ao ETRP, com o grupo Mg>1% mais enriquecidos do ETR que o grupo Mg<1%. Para o grupo Mg<1% apresenta baixas concentrações de ETR e valores positivos de Eu* indicando que a deposição pode ter ocorrido próximo a fontes de hidrotermal de alta temperatura. Por outro lado, o grupo Mg>1% há elevada concentração de ETR com anomalia negativa de Eu*, sendo associado as formações ferríferas em que o ferro e a sílica foram depositados em zonas distantes das fontes de fluido de alta temperara, com possível mistura de fluidos. Em ambos os grupos citados apresentam anomalia Ce/Ce* positiva a fracamente negativa, indicando condições de transição, ora oxidante ora anóxica. A evolução do εNd (2.5) mostram os valores: grupo Mg<1% entre -9,97 e 2,76 e para o grupo Mg>1% entre -9,78 e 1,58 e apresenta conjunnto com TDM de ~2,5Ga, sugestivo de uma idade máxima de sedimentação de 2,5Ga sobre uma bacia com substrato de idade SHRIMP 2979±14 Ma e 2853±23Ma. __________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The iron formation located in the northest of Bahia, in Lagoa do Alegre map (SC-24-V-CV-I), occur in the form of lenses or thick packages that vary from 10 to 200m and can achieve greater thicknesses. Are magnetic rocks, reddis gray to brownish red, consisting of magnetite, hematite and cummingtonite-grunerite, massive to fractured, with millimeter to decimeters bands marked by oxide/iron amphibole, silica and are subdivided into 5 petrographic types, and none of facies have carbonate or sulphide. These rocks were metamophosed in the greenschist facies high and medium amphibolite. Chemically, were separated into two groups based on the presence of grunerite-cummingtonite, content of iron, silica, and magnesium: groups Mg<01% and Mg>01%. The SiO2 average value in the group Mg<1% is 54.76%; Fe2O3 average of 42.52% while the Mg>1% group, the SiO2 value average of 52.42%; Fe2O3 value average of 42.69%. The elements Al, Mg, Ca, In, Ti and P, and the two groups are very similar and, in particular, demonstrate there is no or little contribution terrigenous sedimentation. REE normalized by Chondrite and PAAS show that groups Mg<1% and Mg >% 1 are distinct, both of which exhibit enrichment in LREE relative to HREE, and group Mg <1% more enriched REE the group Mg>1%. For the Mg <1% group has low concentrations of REE and positive values of Eu * indicating that deposition may have occurred close to sources of high temperature hydrothermal. Furthermore, Mg>1% group for high concentration of ETR to negative anomaly of Eu *, being associated with the BIF wherein iron and silica were deposited on areas far from sources of high spice fluid with possible mixing fluids. In both groups have cited anomaly Ce/Ce* positive to slightly negative, indicating transition conditions, sometimes oxidizer moment anoxic. The evolution of εNd (2.5) show the values: Mg<1% group ranged between -9.97 and 2.76 and Mg>1% the group between -9.78 and 1.58. Despite the dispersion of the data sample, there is a set with TDM ~ 2.5 Ga, suggesting a maximum age 2.5 Ga sedimentation over a basin aged substrate SHRIMP 2979±14Ma and 2853±23Ma.

As reservas medidas dos minérios do tipo laterítico e silexítico da região do Córrego do Garimpo, maciço alcalino-carbonatítico de Catalão I, GO, são da ordem de 30 milhões de toneladas de minério com teor médio de 7,56% de \'TR IND.2 O IND. 3\'. O minério silexítico, contendo 10,05% de \'TR IND.2 O IND.3\', é composto por quartzo, monazita, hematita e goethita, com barita, cerianita, fluorapatita e hollandita subordinadas. Monazita é o principal carreador de terras raras, uma vez que acerianita não é comum e é muito fina. A forma de ocorrência mais comum da monazita é como esferóides de poucos micrômetros de diâmetro, e com o mineral disposto em camadas concêntricas, dispersos na matriz de quartzo. A composição química da monazita inclui 57,6% de QTR, além de 3,3% de Sr. e nenhum Th detectável, que são fatores positivos em termos de aproveitamento econômico e ambientalmente responsável dos recursos. A distribuição das terras raras nos produtos separados por tamanho, densidade e susceptibilidade magnética indica concentração apenas na fração abaixo de 20\'mü\'m, metade dos elementos em 36% da massa, mas contendo 43% do Fe. O espectro de liberação do minério, obtida a partir de análise de imagens,indica péssima liberação da monazita em relação à ganga, e da ganga em relação à monazita. Como por exemplo, um concentrado com 50% de monazita permitiria a recuperação de apenas 24% do mineral. O espectro de liberação calculado simula muito bem ensaios de concentração de trabalhos anteriores. O minério laterítico contém 8,39% de \'TR IND.2 O IND. 3\', e 23,73% de \'Fe IND.2 O IND.3\'. Sua composição mineralógica é quartzo, fluorapatita, magnetita, ilmenita, hematita, goethita, monazita, gorceixita e anatásio, e subordinadamente pirocloro, priderita, vermiculita, hidrobiotita, zirconolita, calzirbita, baddeleyita e zircão. Os principais carreadores são a monazita, geralmente maciça mas muito porosa e apatita. A monazita contém 57,1% de OTR, 3,3% de Sr e novamente não contém Th. A apatita tem um teor de 1,4% de OTR, e 4,2$ de Sr, tornando esses elementos interessantes para recuperação como subproduto da fabricação de ácido fosfórico. Pirocloro, zirconolita e baddeleyita também contém ETR, mas são quantitativamente irrelevantes, enquanto que gorceixita pode apresentar até 1,6% dos elementos, apesar do mineral ser indesejado como carreador. A distribuição das terras raras nos produtos fracionados por tamanho, densidade e susceptibilidade magnética indica concentração exclusivamente nos finos, abaixo de 20\'müm\'m, com 70% dos elementos em 44% da massa, mas contendo 46% do Fe. O espectro da liberação do minério laterítico confirma a má liberação da monazita em relação à ganga, mas estipula ser possível descartar metade da massa sem perdas de monazita, uma vez que a liberação da ganga em relação à monazita é bem melhor. Um concentrado com 50% de monazita, por outro lado, recuperaria apenas 30% do mineral. Não foi possível simular ensaios de concentração pelo espectro de liberação porque inveriavelmente foi utilizada separação apenas por tamanho (deslamagem), que descaracteriza a amostrapara os subsequentes teste de concentração. O carbonatito mineralizado contém 6,64% de \'TR IND.2 O IND.3\', e é composto basicamente por magnesita, dolomita, monazita, estronianita, clinoenstatita, pirita e isokita. A monazita é o único carreador importante das terras raras, com 59,7% de OTR e 4,5% de Sr, e ocorre em prismas de secção hexagonal com um tubo interno. A liberação da ganga inicia-se a 64\'mü\'m, quando 50% está liberada, atingindo mais de 90% a 1\'müm\'m. A monazita, por outro lado, só está liberada a partir de 1\'mü\'m. / The two distinct ore kinds - latheritic and silexitic - of the Córrego do Garimpo, Catalão l, rare eath deposit display a total mesured reserve of 30 Mton, with a mean content of 7.56% RE2O3. The mineralogical composition of the silexitic ore, containing 10.5% RE2O3, is quartz, monazite, hematite and goethite, with minor barite, cerianite, fluorapatite and hollandite Monazite is by far the most important rare earth carrier, as cerianite is uncommon and very smal-sized. Monazite usually appears as spheroids a few micrometers large, dispersed through the quartz matrix. Its chemical composition shows 57.6% REO, besides 3.3% Sr, and no detectable Th. The onliest concentration of the rare earths after size, density and magnetic fractioning could be acchieved in the fines of the ore (< 20 \'mü\'m), displaying about half of the elements in 36% of the total mass, but 43% of the iron content concentrates in the fines. too. The silexitic ore\'s liberation spectrum, calculated after image analysis, indicates very poor monazite liberation from its gangue, and also poor gangue liberation from the monazite. lt is possible to predict, e.g., that only 24% of the monazite will be recorevered for a concentrate containing 50% of the phase. Simulations of concentration tests performed by other authors agree very welI with their results. The latheritic ore contains 8.39% RE2O3, and 23.73% Fe2O3. Its mineralogy is quite complex, and the main mineralogical coposition includes quartz, fluorapatite, magnetite, ilmenite, hematite, goethite, monazite, gorceixite and anatase. Piirochlore, priderite, veri¡culite, hydrobiotite, zirconolite, carzirtite, baddereyite and zircon were identified, too. Main rare earth carriers are monazite and apatite. Monazite contains 57.1% REO, 3.3% Sr and no detectable Th. Apatite\'s REO content is 1.4%,k, and, together with its Sr content of 4.2%, make this elements interestig for recovery as by-products. Other minor phases may contain some RE, but are irrelevant. Gorceixite may contain up to 1.6% RE, but is an undesired phase for concentration purposes. Again, the onliest concentration of the rare earths after size, density and magnetic fractioning could be acchieved in the fines of the ore (< 20 \'mü\'m), displaying about 70% of the elements in 44% of the total mass, but 46% of the iron content concentrates in the fines, too. The latheritic ore\'s liberation spectrum confirms monazite\'s poor liberation from its gangue, but the gangue liberation is not bad, as it is possible to discard 50% of the total mass without monazite ross. A concentrate containing 50% monazite, e.g., would come up for a monazite recovery of only 3o%. It has not been possible to simulate concentration tests performed by other authors using the liberation spectrum, as al the tests included desliming, and so changing all the sample\'s grade and size distributions. The mineralized carbonatite, containing 6.64% RE2O3, has a main mineralogy made of magnesite, dolomite, monazite, strontianite, clinoenstatite, pyrite and isokite. Monazite is the only important RE carrier, contains 59,7% REO and 4,5% Sr, and occurs as hexagonal prisms with a cavity along the prism. Prediction of the monazite liberation through image analysis states that monazite will be reasonably liberated only at particle sizes of about 1 \'mü\'m. It\'s gangue, on the other hand, displays 50% liberation at 64 \'mü\'m, and over 90% at .1\'mü\'m.

Ces recherches ont eu pour but approfondir la compréhension sur la participation de lEtat dans la construction des chermins de fer au XIXème siècle. Pour réaliser cet objectif, nous avons commencé par lanalyse historique de la formation de lEtat brésilien, de 1822 aux années 1850, em essayant dy v voir les configurations et les traits culturels du sistème politique à lintérieur duquel se sont fixées les priorités du gouvernement em matière de politiques publiques et, en particulier, le projet des chemins de fer. Nous pensons que les grandes lignes de ce projet ont été dessinées dans la période 1852-1867, pendant laquelle les six voies ferrées pionnières ont été construites. Nous avons encore identifié une corrélation entre la direction des chemins de fer et les chemins des mines, déjà connus Il y a plus dun siècle. Ceux-ci permettaient laccès à des régions riches em minérais et pierres précieuses. Nous constatons que la participation de lÉtat dans la construction des chemins de fer, à cette époque, a pris deux modalités: laction directe, em tant quentrepreneur responsable de la construction et de la gestion des réseaux, et laction dagent de régulation, chargé de la supervision dentreprises privées, nationales et étrangères, qui ont beneficié dune gamme assez large de subventions et d incitations, parmi lesquelles on doit distinguer la garantie dun taux dintérêt minimum pour lês investissements ferroviaires. / Esta pesquisa procura ampliar e aprofundar o entendimento sobre a participação do Estado na construção ferroviária no século XIX. Com este objetivo, partimos da análise do processo histórico de formação do Estado brasileiro, de 1822 aos anos 1850, a fim de identificar configurações e traços culturais do sistema político no qual se inserem, como prioridade de governo, as políticas públicas e, em especial, o projeto ferroviário. Consideramos que as linhas básicas da política ferroviária, no Império, foram traçadas no período 1852-1867, durante a construção de seis ferrovias pioneiras. Detectamos, ainda, razoável correlação entre o traçado dos caminhos de ferro e os já conhecidos caminhos das minas, que conduziam a zonas onde se localizavam jazigos de pedras e metais preciosos, ferro, carvão, petróleo e outros recursos minerais. Observamos que a participação do Estado na construção ferroviária, no período, desenvolveu-se em duas frentes: como empresário responsável pela construção e gestão de malhas ferroviárias e como agente de regulação de empresas privadas, nacionais e estrangeiras, privilegiadas com longa lista de subvenções e incentivos, entre os quais se destaca a garantia de juro mínimo para os capitais investidos na construção de estradas de ferro.

O desempenho do processamento mineral é influenciado por diversos fatores geológicos, como composição mineralógica, grau de alteração da rocha, teor de contaminantes, dureza, além de fatores do processo, como tipos e dosagem de reagentes utilizados na flotação, vazão de entrada de água/gás na célula, presença de lamas, entre outros. Contudo, por não apresentarem uma relação linear com o desempenho da planta, a predição desse desempenho, de um modo geral, é complicada. O estudo da relação entre as variáveis do processo e as propriedades da rocha permite prognosticar o desempenho dos processos metalúrgicos, aumentar a recuperação do minério, avaliar os riscos associados ao projeto e fazer uma análise econômica mais acurada deste. Assim, geologia e metalurgia, quando associadas a um bom planejamento de lavra, proporcionam melhor aproveitamento do recurso mineral, que, por sua vez, maximiza o valor econômico do empreendimento. Em vista disso, o objetivo do presente estudo é identificar e modelar as variáveis geológicas que interferem no beneficiamento de um minério silicatado de zinco e estimar a recuperação metalúrgica deste. As variáveis geológicas que interferem no processo foram identificadas por meio de testes de bancada e análises estatísticas multivariadas. Posteriormente, foram modeladas por meio de krigagem ordinária e krigagem de indicadores e, através de um modelo de regressão linear múltipla, a recuperação foi estimada com um intervalo de confiança de 95%. Com essa metodologia, foi possível obter o prognóstico da recuperação metalúrgica de zinco, cujo resultado mostrou boa aderência com os dados originais de testes de bancada, com uma porcentagem média de erro de 4%. Desta forma, a incorporação de variáveis geológicas permitiu estimar de modo mais preciso e acurado a resposta do minério na flotação. Portanto, a geometalurgia, através da integração de variáveis geológicas e teor do minério, provou ser uma ferramenta eficaz para a estimativa da recuperação metalúrgica de zinco, possibilitando melhorias no planejamento de lavra, nas rotas do processo, no beneficiamento e nos processos metalúrgicos. / A mineral processing plant performance is affected by several geologic factors, such as ore mineralogical composition, degree of alteration, contaminants grade, and hardness. Additionally, processing factors including type and dosage of flotation reagents, water/gas flow in flotation cells and mud content affect ore mass recovery. Unfortunately, the relationship between these factors is nonlinear, imposing severe difficulties to predict plant performance. The study between the interaction of process variables and rock properties allows metallurgical process performance prediction, increasing the ore recovery, providing risk assessment and accurate economic evaluation of the future mining operation. Thereby, geology and metallurgy, associated with a good mine planning, enhance mining efficiency, which, in turn, maximizes the economic value of the enterprise. Seeing that, the aim of this study is to identify and to model geological variables that interfere in the industrial process of a zinc silicate ore and estimate its metallurgical recovery. The geological variables affecting plant performance were identified by laboratory tests and multivariate statistics analysis. Next they were spatially modeled using ordinary kriging and indicator kriging, and through a multivariate linear regression model, the recovery was estimated at a confidence interval of 95%. Using this methodology, the prediction of zinc metallurgical recovery was obtained, and the result showed consistency with the lab tests used to predict stope´s zinc plant recovery, exhibiting a 4% average error. Thus, the incorporation of geological variables allowed precise and accurate estimation of the ore response in the flotation process. For this reason, geometallurgy, through the integration of geological variables and ore grade, proved that it is an effective tool for estimating zinc metallurgical recovery, therefore enabling improvements in mine planning, process routes and ore processing.

Estimar os teores de minério alimentando uma usina de beneficiamento não é uma tarefa trivial e é uma contínua fonte de controvérsia na indústria de mineração. Os teores determinados como parte do planejamento de lavra de curto prazo muitas vezes não são reproduzidos pela amostragem do fluxo contínuo de minério na planta, devido a problemas na amostragem e/ou interpolação de baixa qualidade de teores. Os teores são normalmente obtidos por amostragens periódicas do fluxo contínuo durante um dia ou por turnos e tomando a média das múltiplas amostras recolhidas. O erro padrão do teor médio depende da variabilidade do minério e a frequência (número) de amostras. Quanto maior o número de amostras coletadas, maior será a precisão da média calculada. Experimentos variográficos são normalmente utilizados para mapear a variabilidade dos teores durante certo período, e a variância de extensão é derivada desse variograma. Esta abordagem é demorada, cara e complicada, e, por conseguinte, a sua utilização é muitas vezes evitada na indústria de mineração. Em alguns casos, as pilhas de homogeneização são utilizadas na indústria de mineração para a redução da variabilidade nos teores de minério que alimentam as plantas de beneficiamento, fornecidos pelo planeamento mina de curto prazo. Vários métodos são utilizados no design das pilhas de homogeneização, e a maioria não incorporam o a variabilidade in situ que é intrínseca ao depósito mineral A metodologia proposta aqui investiga uma nova abordagem baseada em simulação dos teores de minério que alimenta a planta de beneficiamento e as pilhas de homogeneização. Modelos tridimensionais dos teores in situ são construídos usando simulações geoestatísticas. A continuidade espacial dos teores e sua variabilidade são reproduzidos em modelos com as mesmas características do depósito real. Estes modelos são utilizados no planejamento de mina e sequenciamento de lavra, transformando um modelo de blocos tridimensionais em uma sequência unidimensional de valores que alimentam a planta de beneficiamento (fluxo unidimensional) e/ou a pilha de homogeneização. O método combina pilhas longitudinais e simulações geoestatísticas para emular a variabilidade in situ, bem como a variabilidade dos teores da pilha retomada. Foi desenvolvido dois algoritmos de emulação: um para emular o processo de amostragem de fluxo contínuo e um emulador de blendagem/homogeneização para pilhas de homogeneização longitudinais. No algoritmo de amostragem, é emulado o intervalo de amostragem de um fluxo contínuo baseado unicamente em simulações geoestatísticas que imitam o processo de extração de várias amostras a intervalos diferentes e o erro relativo calculado para cada plano de amostragem, comparando a média das amostras contra a média real (média de todas as amostras do fluxo contínuo emulada). No emulador de blendagem/homogeneização, em que a entrada consiste na sequência pré-definida de lavra, o algoritmo foi aplicado a vários cenários simulados do depósito mineral Esta sequência é rearranjada pelo algoritmo, que seleciona os blocos que formam a pilha de cada modelo de blocos simulado, e simula a operação de empilhamento e retomada do material. Usando esta metodologia pode-se avaliar, dentro de um determinado período de tempo, a variabilidade dos teores para vários tamanhos de pilha, bem como a variabilidade interna dos teores da pilha quando determinada pilha é retomada. Os resultados de um estudo de caso em duas grandes minas de ferro mostraram consistência e forneceu estimativas satisfatórias de o erro de amostragem para vários intervalos de amostragem, utilizando os teores simulados. Além disso demonstra-se que a taxa de variabilidade nas pilhas de homogeneização diminui à medida que o tamanho da pilha aumenta e a variabilidade interna teores diminui para um dado tamanho de pilha, quando o número de camadas na pilha é aumentado. / Estimating the head grades from the ore feeding a processing plant is not a trivial task and is a continuing source of controversy in the mining industry. Grades determined as part of short-term mine planning are frequently not reproduced by sampling the continuous flow of ore at the plant, due to problems in the sampling and/or due to poor grade interpolations. Head grades are normally obtained by sampling the continuous flow periodically during a day or shift and taking the average of the multiple samples collected. The standard error of this mean grade depends on the ore variability and the frequency (number) of samples. The more samples that are taken, the higher the precision of the calculated mean. Variographic experiments are normally used to map grade variability during a certain period, and the extension variance is derived from this variogram. This approach is time-consuming, expensive, and cumbersome, and therefore its use is often avoided in the mining industry. In some cases, homogenization piles are used in the mining industry for variability reduction in the head grades of the ore feeding the processing plants provided by the short-term mine planning. Various methods are used when designing homogenization piles, and most fail to incorporate the in situ grade variability that is intrinsic to the mineral deposit The methodology proposed here investigates a novel approach based on simulating the grades of ore feeding the processing plant and the homogenization piles. In situ three-dimensional grade models are constructed using geostatistical simulations. Grade spatial continuity and variability are reproduced in models with the same characteristics of the real deposit. These models are used in mine planning and scheduling, transforming a threedimensional block model into a one-dimensional string of values feeding the plant (onedimensional flow) and/or the homogenization pile. The method combines longitudinal piles and geostatistical simulations to emulate the in situ variability as well as the reclaimed pile grade variability. It has been developed two emulator algorithms: one to emulate the process of sampling of continuous flow and a blending/homogenization emulator for longitudinal stockpiles. In the sampling algorithm, it is emulated the sampling interval from a continuous flow based solely on geostatistical simulations mimicking the process of extracting various samples at different intervals and calculate for each sampling scheme the relative error by comparing the average of the samples against the true mean (mean of all samples in the emulated continuous flow). In the blending/homogenization emulator, where the input consists of the pre-defined mining sequence, the algorithm has been applied to several simulated scenarios of the mineral deposit This sequence is re-arranged by the algorithm, which selects the blocks that will form the pile of each simulated block model, and simulates the operation of the stacking and reclaiming equipment. Using this methodology one can evaluate, within a certain period, the expected grade variability for various pile sizes as well as the internal grade variability when a given pile is reclaimed. Results from a case study at two large iron mines showed consistency and provided satisfactory estimates of the sampling error for various sampling intervals using the simulated grades. Also, it is demonstrated that the rate of variability in the homogenization piles decreases as the pile size increases and the internal grade variability decreases for a given pile size, when the number of layers in the pile is increased.

Dissertação (mestrado)-Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, 2009. / Submitted by Gabriela Ribeiro (gaby_ribeiro87@hotmail.com) on 2011-07-04T18:08:06Z No. of bitstreams: 1 2009_FredericoBedranOliveira.pdf: 10591554 bytes, checksum: 84a3e66a0d35030ceb4b3b69884e0d29 (MD5) / Approved for entry into archive by Guilherme Lourenço Machado(gui.admin@gmail.com) on 2011-07-15T12:11:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_FredericoBedranOliveira.pdf: 10591554 bytes, checksum: 84a3e66a0d35030ceb4b3b69884e0d29 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-07-15T12:11:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_FredericoBedranOliveira.pdf: 10591554 bytes, checksum: 84a3e66a0d35030ceb4b3b69884e0d29 (MD5) / O depósito de Cu-Au Chapada está localizado a 8 km de Alto Horizonte-Go. O quadro geológico é dominado por seqüências metavulcano-sedimentares que integram o Arco Magmático Neoproterozóico de Mara Rosa, localizado na porção central da Província Tocantins. O arcabouço do depósito é representado por um antiforme cujo núcleo é composto pela associação de magnetita-biotita gnaisse e muscovita-biotita xisto envolto por anfibólios xistos, biotita-muscovita xistos, metacherts, rochas metavulcanoclásticas, corpos anfibolíticos e cianita-quartzo xisto. Todo o conjunto mostra-se recortado por diques pegmatíticos orientados na direção N40°-60°W. O núcleo de biotita gnaisse é correspondente a um corpo plutônico ácido a intermediário de ambiente de arco vulcânico, com caráter cálcio-alcalino, e a associação de rochas metavulcanoclásticas, anfibolitos e metacherts envolvente é relacionada a uma seqüência metavulcano-sedimentar. O minério do Depósito de Cu-Au Chapada é constituído predominantemente pela associação calcopirita-pirita-magnetita, prevalecendo as associações calcopirita-magnetita (minério magnetítico) ou calcopirita-pirita (minério pirítico), com ocorrência subordinada de galena, bornita e esfalerita. Dados U-Pb forneceram idade de 884,9 ±9,4 Ma para cianita-epidoto-muscovita-biotita xisto feldspático, a qual representa a idade de cristalização das rochas vulcânicas, consideradas protolito das rochas da associação metavulcanossedimentar, e uma idade de 864,9 ±5,6 Ma para biotita gnaisse, correspondente a idade de cristalização do protolito ígneo. Os dados isotópicos de Sm-Nd dos litotipos do Depósito de Cu-Au Chapada, com ?Nd positivo e TDM entre 0,92 e 1,73 Ga, demonstram o caráter juvenil das rochas. A história deformacional do Depósito de Cu-Au Chapada compreende três fases deformacionais. A fase Dn é representada por dobras isoclinais recumbentes, resultantes de esforço compressivo E-W a NW-SE, em associação com metamorfismo de fácies anfibolito. A fase Dn+1 está relacionada à zona de cisalhamento Rio dos Bois, com dobras de arrasto e intrafoliais com assimetria indicativa de vergência geral para SE, em associação com metamorfismo de fácies xisto verde. A fase deformacional mais tardia, Dn+2, está relacionada a dobramento regional suave da foliação, orientada aproximadamente E-W e N-S, resultante em um padrão de interferência do tipo domo-e-bacia. A fase Dn+2 também está associada ao desenvolvimento de fraturas N-S e E-W, responsáveis pela remobilização de Cu e Au e precipitação de carbonato e epidoto. Duas hipóteses genéticas foram apresentadas para a mineralização: uma sugere que o depósito foi gerado por processos similares aos envolvidos na gênese de depósitos de Cu-Au porfiríticos, em arcos de ilhas intra-oceânicos; enquanto outra invoca a conjunção de processos envolvendo atividades hidrotermal vulcano-exalativa e magmática epitermal, seguidas de remobilizações metamórficas em face anfibolito, denominada genericamente de sistema porfirítico-epitermal metamorfizado ou modificado. Neste trabalho, entende-se que apenas uma parte da formação do Depósito de Cu-Au Chapada está associada a processos magmáticos hidrotermais descritos em depósitos de Cu-Au porfirítico, entre 900 e 850 Ma. Evidências mostram que a gênese do Depósito de Cu-Au Chapada também está relacionada a processos hidrotermais epigenéticos, marcados pela transformação de magnetita-biotita gnaisse para muscovita-biotita xisto, associada à deformação da zona de cisalhamento Rio dos Bois ao término da Orogenia Brasiliana, entre 600 e 560 Ma. Diante disso, sugere-se que a porção central da cava do depósito, denominada Capacete, seja interpretada como um depósito de Cu-Au orogênico ou Intrusion Related desenvolvido em estágio de magmatismo colisional sin a tardi-tectônico. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Cu-Au Chapada deposit is located from 8km of Alto Horizonte-GO. The geologic picture is dominated by metavulcanic sedimentary sequences that integrate the Neoproterozoic Magmatic Arc of Mara Rosa, located in the central portion of the Tocantins Province. The framework of the deposit is represented by an antiform whose core is composed by association of the magnetite-biotite gnaisse and muscovite-biotite schist surrounded for amphiboles schist, biotite-muscovite schist, metacherts, metavulcanoclastics rocks, anfibolitics bodies and kyanite-quartz schist. These rocks are cut by pegmatite dikes oriented towards N40°-60°W. The core of biotite gneiss corresponding to a plutonic body acid to intermediate, typical of volcanic arc environment, with calc-alkaline character, and the association of metavulcanoclastics rocks, amphibolites and metacherts involving is related to a metavolcanic-sedimentary sequence. The Cu-Au Chapada ore is formed predominantly by the association chalcopyrite-pyrite-magnetite, whichever associations chalcopyrite-magnetite (magnetite ore) or chalcopyrite-pyrite (iron pyrites), with subordinate occurrence of galena, sphalerite and bornite. U-Pb data provided age of 884.9±9.4 Ma for kyanite-epidote-muscovite-biotite feldspathic schist, which represents the crystallization age of volcanic rocks, considered the protolith of association metavolcanosedimentary rocks, and an age of 864.9±5.6 Ma for biotite gneiss, corresponding to the age of crystallization of igneous protolith. The Sm-Nd isotopic data from rocks of the Cu-Au Chapada Deposit, with εNd positive and TDM between 0.92 and 1.73 Ga, show the juvenile character for the rocks. The deformational history of the Cu-Au Chapada Deposit comprises three phases of deformation. Phase Dn is represented by isoclinal recumbent folds, resulting in compressive stress EW to NW-SE, in association with amphibolite facies metamorphic. Phase Dn+1 is related to the Rio dos Bois shear zone, with drag and intrafolial folds which asymmetry indicate general vergence to the SE, in association with green-schist facies metamorphic. Phase deformational later, Dn+2, is related to regional smooth folding of foliation, oriented approximately EW and NS, resulting in an interference pattern like dome-and-basin. Phase Dn+2 is also associated with the development of NS and EW fractures responsible for the remobilization of Cu and Au and precipitation of carbonate and epidote. Two genetic hypotheses have been presented for the mineralization: one suggests that the deposit was generated by processes similar to those involved in the genesis of porphyry Cu-Au deposits, in arcs of intra-oceanic islands, while another defends on the combination of processes involving hydrothermal activities volcano-exalative and magmatic epithermal, followed by metamorphic remobilization in amphibolite facies, generally known as porphyritic epitermal system metamorphosed or modified. In this work, it is understood that only part of the formation of the Cu-Au Chapada deposit is associated with magmatic processes described in hydrothermal deposits of porphyry Cu-Au, between 900 and 850 Ma. Evidence shows that the genesis of the Cu-Au Chapada deposit is also related to epigenetic hydrothermal processes, marked by the transformation of magnetite-biotite gneiss to muscovite-biotite schist, associated with the deformation of Rio dos Bois shear zone at the end of the Brazilian Orogeny, between 600 and 560 Ma. In this sense, it is assumed that part of the deposit, called Capacete, is interpreted as an orogenic Cu-Au deposit or Intrusion Related developed during collisional magmatism stage syn to late-tectonic.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2013. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2014-01-14T10:49:35Z No. of bitstreams: 1 2013_GuilhermedosSantosTeles_Parcial.pdf: 4656093 bytes, checksum: f6d62748b56db1e5d9946217d65d93b4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2014-01-17T11:42:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_GuilhermedosSantosTeles_Parcial.pdf: 4656093 bytes, checksum: f6d62748b56db1e5d9946217d65d93b4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-17T11:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_GuilhermedosSantosTeles_Parcial.pdf: 4656093 bytes, checksum: f6d62748b56db1e5d9946217d65d93b4 (MD5) / A Bacia de Jacobina é caracterizada por conter depósitos de ouro associados a pirita preferencialmente em conglomerados fluviais. Estudos de sedimentologia, estratigrafia, petrologia sedimentar e datação U-Pb e Lu-Hf em zircão foram realizados para definir as principais áreas fonte e idade máxima de deposição de todo o pacote sedimentar da bacia. Química mineral nas piritas foi realizada para caracterizar os seus tipos e sua gênese. As camadas de metaconglomerados e quartzitos compõem-se dominantemente de quartzo, fuchsita e pirita, apresentam características geoquímicas similares a de sedimentos Arqueanos, e refletem a composição de fontes graníticas e tonalíticas típicas do Arqueano. A camada conhecida como “Xisto-Guia” possui composição ácida e padrão de elementos terras raras semelhante aos riodacitos Paleoarqueanos do Greenstone Belt Mundo Novo, e é interpretada por ter contribuição vulcânica. Idades U-Pb concordantes de 496 grãos de zircão da seção completa da Bacia de Jacobina, incluindo os depósitos aluviais e marinho raso, variam entre 3.2 e 3.5 Ga, enquanto o ”Xisto-Guia” contém zircões de idade em torno de 3.38 Ga. A assinatura isotópica de Lu-Hf em zircão (εHf(t) = -0.1 a -5.6) caracteriza uma fonte de zircões com alguma contaminação crustal, provavelmente formados em ambiente de arco magmático continental. Aspectos minerográficos e de química mineral permitem diferenciar pelo menos dois tipos de pirita, uma de provável origem detrítica e outra hidrotermal (pós-sedimentar). Os dados apresentados sugerem que esta bacia formou-se durante o Paleoarqueano (~3.3 Ga) em um ambiente rifte, a qual foi deformada no Paleproterozóico (2.0-1.9 Ga), tornando-se assim uma das bacias auríferas e uraníferas com piritas detriticas mais antiga da Terra. Estudos futuros serão importantes para caracterizar aspectos de tectônica da bacia e processos da mineralização aurífera, assim como a atmosfera e os processos de intemperismo, erosão e transporte no Paleoarqueano. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Jacobina Basin is a gold-bearing deposit associated with pyrite mainly in fluvial conglomerates. Sedimentological, stratigraphic, sedimentary petrological studies and U-Pb and Lu-Hf zircon dating were carried out to define the main source areas and maximum age of deposition of the sedimentary basin. Chemical characterization of in pyrite was investigated to characterize the types and their genesis. The layers of metaconglomerates and quartzites are composed dominantly by quartz, fuchsite and pyrite, have similar geochemical characteristics of Archean sediments, and reflect the composition of tonalitic and granitic sources typical of Archean. The layer know as “Schist-Guide” has acid composition and pattern of rare earth elements similar to Paleoarchean rhyodacites of the Mundo Novo Greenstone Belt, and is interpreted to have volcanic contribution. U-Pb concordant ages of 496 zircon grains from the entire section of the Jacobina Basin, including shallow marine and alluvial deposits, vary between 3.2 and 3.5 Ga, while the “Schist-Guide” contains zircon with ages of ca. 3.38 Ga. The isotopic signature of Lu-Hf zircon (εHf(t) = -0.1 to -5.6) features a source of zircons with some crustal contamination, probably formed in continental magmatic arc environment. Textural aspects and mineral chemistry allow to differentiate at least two types of pyrite, one of probable detrital origin and other hydrothermal (post-sedimentary). The data suggest that this basin formed during the Paleoarchean (~3.3 Ga) in a rift environment, which has been deformed during the Paleproterozoic (2.0 to 1.9 Ga), thus making it one of oldest sedimentary basins in the Earth with auriferous and uraniferous detrital pyrite. Future studies will be important to characterize aspects of basin tectonics and mineralization processes, as well as the atmosphere and processes of weathering, erosion and transport in Paleoarchean.

O presente estudo tem como proposta, identificar o modo como o mineral monazita se encontra no concentrado final de ilmenita. Este concentrado é o produto resultante do beneficiamento do minério extraído de depósitos do tipo pláceres, conhecidos como depósitos de areias pretas. Estes depósitos são formados por dunas litorâneas pertencentes à jazida do Guaju, no município de Mataraca-PB. Todo o processo de lavra e beneficiamento deste minério ocorre na Mina do Guaju, a qual é operada pela empresa Millennium Inorganic Chemicals do Brasil S/A, pertencente a Lyondell Chemical Company. A ilmenita é um mineral composto por óxido de ferro e titânio, FeTiO3. Quase toda a ilmenita produzida na mina é transferida para o processo de fabricação de pigmento. A exigência para o uso na fabricação de pigmento é de que o concentrado final de ilmenita tenha um teor mínimo de 53% de TiO2 e um teor máximo de 0,1% de P2O5, entre outras substâncias. A monazita é o principal mineral fonte de óxido de tório, que é radioativo. No processo de fabricação de pigmento, a monazita é um contaminante indesejado. De acordo com a proposta de trabalho, foi feito um estudo de caracterização mineralógica de amostras do concentrado final de ilmenita fornecidas pela empresa. Inicialmente foram feitas análises em lupa, onde muitos grãos de leucoxeno foram identificados. O leucoxeno é uma alteração da ilmenita que permanece com as mesmas características magnéticas e eletrostáticas, tornando impossível, assim, a sua separação no processo de concentração. Também foi verificada a existência de grãos de monazita liberados em pequenas quantidades neste concentrado, indicando uma provável ineficiência no processo de separação. Numa segunda etapa foram realizadas análises dos grãos de ilmenita com o uso de um Microscópio Eletrônico de Varredura (MEV) acoplado a um Espectrômetro de Dispersão de Energia (EDS), para permitir a determinação de elementos químicos na amostra. Esta análise teve como objetivo verificar a existência de inclusões de monazita nos grãos de ilmenita. Porém, o que se observou foi a existência de algumas inclusões de quartzo e de alguns vazios deixados, provavelmente, por inclusões arrancadas durante o processo de preparação das amostras. Alguns destes vazios apresentaram formas semelhantes a de cristais de monazita, indicando a possibilidade da existência de inclusões deste mineral. Entretanto, a quantidade de grãos com possíveis inclusões de monazita é muito pequena, sendo insignificante como contaminante do concentrado final. Embora alguns vazios se assemelhem à forma da monazita, nenhum dos resultados do EDS identificou vestígios de sua presença. Ao final deste estudo ficou evidente que a principal fonte de contaminação do concentrado final de ilmenita corresponde à monazita, a qual se encontra liberada neste concentrado. Desta forma, há a necessidade de se melhorar o processo de separação dos minerais, de modo que a quantidade de monazita no concentrado final seja a menor possível, não prejudicando o rendimento da recuperação de ilmenita. / This study aims to identify how the mineral monazite lies in ilmenite’s final concentrate. This concentrate is the resultant product of ore processing from placers deposits, knowledge as black sands’ deposits. These deposits are formed on the beach sands of Guaju’s bed, in Mataraca city. All the mining and the processing occur in the Guaju´s Mine, that’s operated by the Millennium Inorganic Chemicals do Brasil S/A, of Lyondell Chemical Company. The ilmenite is an iron-oxide and titanium mineral, FeTiO3. Almost all the ilmenite from Guaju’s Mine is transferred to pigment fabrication process. The pigment fabrication requires that the ilmenite´s concentrate have a minimum TiO2 (ilmenite) grade of 53% and a maximum P2O5 (monazite) grade of 0.1%. The monazite is the main thorium-oxide (ThO2) source mineral. In the pigment fabrication process the monazite is an undesired contaminant. In accordance with the work proposal, was made a study of mineralogical characterization of samples from final concentrate supplied by the company. Initially analyses in magnifying glass had been made, where many grains of leucoxene had been identified. The leucoxeno is an ilmenite’s alteration that remains with the same magnetic and electrostatic characteristics, this way making impossible its separation in the concentration process. Was verified the existence of free monazite grains in small amounts in this concentrate too. This indicates a probable inefficiency in the separation process. In one second stage analyses of ilmenite’s grains had been carried in Scanning Electron Microscope (SEM), connected to a Spectrometer of Dispersion of Energy (EDS), to allow the determination of chemical elements in the sample. This analysis had as objective to verify the existence of monazite’s inclusions in the ilmenite’s grains. However, the existence of some inclusions of quartz and some emptinesses left probably for inclusions pulled out during the sample preparation process was observed. Some of these emptinesses had presented similar forms to the monazite’s crystals, indicading the possibility of the existence of inclusions of this mineral. However, the amount of grains with possible monazite’s inclusions is very small, being insignificant as contaminant of the final concentrate. Although some emptinesses are similar to monazite’s crystals, none of the EDS’s results identified vestiges of its presence. At the end of this study it was evident that the main source of contamination of the ilmenite’s final concentrate corresponds to the monazite, which flows free in this concentrate. This way, this study shows the necessity of improving the minerals’ separation process in order to reduce the amount of monazite in the final concentrate, not harming the income of the ilmenite recovery.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver técnicas alternativas para remoção de íons, principalmente ferro, alumínio e sulfato, encontrados em efluentes gerados pelas atividades de mineração de carvão. Alguns desses efluentes, também denominados de drenagens ácidas de minas (DAM), causam grandes problemas ambientais devido ao seu alto volume e potencial de contaminação de solos e mananciais, pelos seus baixos valores de pH e elevadas concentrações de íons inorgânicos tóxicos e poluentes. Este trabalho resume as alternativas para remover íons sulfato, molibdato e íons metálicos de efluentes mineiros incluindo a neutralização, precipitação química (ou co-precipitação) sob diferentes reagentes e condições de pH. Entre esses íons, destaca-se a remoção de íons sulfato que é um processo difícil e custoso e, por esta razão, a ênfase foi focada neste elemento. Neste trabalho, duas alternativas foram desenvolvidas, segundo os mecanismos de interação entre sais de Al e íons sulfato, e avaliadas comparativamente sob aspectos técnicos e de avaliação de custos. A primeira alternativa consistiu na remoção de íons em meio ácido (pH 4,5), onde foi empregado um policloreto de alumínio (PAC) em uma razão mássica de PAC:SO4 2- = 7:1. Esta alternativa foi possível devido ao mecanismo de interação PAC-SO4 2- desenvolvido e comprovado pelo MAF (método colorimétrico Ferron), onde as diversas espécies de Al reagem de forma diferenciada com os íons sulfato. Espécies do tipo hidróxido de alumínio coloidal (Alc) podem “coagular” rapidamente com o íon sulfato e espécies do tipo Ala formam complexos solúveis, resultando no acréscimo de concentração residual de alumínio total. A cinética da reação entre PAC-SO4 2- também depende das espécies Alb - classificados como poliméricos - pois em sua ausência, a cinética reduz consideravelmente, devido à lenta polimerização do Al13. Os demais íons (Fe e MoO4 2-) foram co-precipitados na estrutura amorfa do hidróxido de alumínio gerado ou ainda como precipitados de hidróxidos. Esta alternativa permitiu uma remoção dos íons sulfato, da ordem de 66% (252 mg.L-1), a de íons molibdênio foi de 98% (0,04 mg.L-1), íons de ferro e alumínio foram removidos parcialmente (86% e 82%, respectivamente) e os íons manganês não são removidos de forma significativa, devido a solubilidade deste íon a este valor de pH. A segunda alternativa, desenvolvida para a remoção de altas concentrações de íons sulfato (> 1000 mg.L-1) e íons metálicos (ferro, alumínio e manganês), em um único processo, foi possível em pH 12. O mecanismo de co-precipitação/precipitação da maioria dos poluentes como hidróxidos ou coprecipitados, no caso dos íons sulfato via formação da etringita (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O), pela adição de cal e sais de alumínio numa razão mássica de Ca:Al:SO4 2- = 2:0.3:1. A estrutura deste mineral (etringita) apresenta uma vantagem na remoção de diversos íons pois é possível ocorrer modificações e agregar na sua formação íons como Pb, Sr, Cr, Si, Ti, Co, Mn, Fe, CO3 2-, CrO4 2-, IO3 1- e BO3 2-, além de ocorrer em conjunto a precipitação de hidróxidos metálicos devido ao pH alcalino do meio (pH 12). Neste meio alcalino, a remoção de íons molibdato não é eficiente devido a alta solubilidade deste ânion. Estas técnicas foram aplicadas ao tratamento, em nível de bancada e piloto, de um efluente ácido (DAM), oriundo de uma mina de carvão extinta e que possui concentrações elevadas de acidez e íons Mn, Fe, Al e SO4 2-. Os sólidos produzidos em todos esses processos de precipitação foram eficientemente separados usando microbolhas (via despressurização de água saturada com ar e com uma bomba multifásica), empregando como floculante um polímero não-iônico e água saturada a 5 atm. A Flotação por Ar Dissolvido (FAD) foi aplicada por mostrar maiores vantagens sobre a sedimentação, em termos de melhor qualidade da água tratada e pela elevada cinética. Os melhores resultados em escala bancada de remoção conjunta de íons metálicos e sulfato em meio alcalino (pH 12) foram atingidos com os parâmetros de FAD com 30% de reciclo de água saturada a 5 atm de pressão e 5 mg.L-1 de floculante, apresentando uma turbidez residual de 0,5 NTU para uma taxa de aplicação de 13 m3.m-2.h-1. Assim, a água produzida pela segunda alternativa em escala de laboratório mostrou-se tecnicamente mais eficiente, justificando a aplicação em escala piloto em um sistema inovador (processo-eequipamento), composto por um Reator-Gerador-de-Flocos (RGF®), seguido de flotação em uma célula de Flotação-de-Alta-Taxa (FADAT) com capacidade de 1-1,4 m3h-1, no tratamento de um efluente ácido SS-16 (São-Simão em Criciúma), devido às concentrações de íons sulfato menores do que 250 mg.L-1 e ausência de íons manganês e demais metais pesados. Os melhores resultados em escala piloto foram obtidos com 5 mg.L-1 de Qemifloc (polímero não-iônico), 30 mg.L-1 de oleato de sódio, taxa de reciclo de 40% e pH 12. As concentrações residuais de íons sulfato foram menores que 250 mgL-1 e as remoções de metais e sólidos acima de 90%. A unidade RGF®- FADAT ocupa um reduzido espaço e uma capacidade de tratamento da ordem de 13 m3m-2h-1 e mostrou um grande potencial para o tratamento da DAM e reúso da água na região. Outros íons constituintes nesta água (Cl-, etc) também ficaram dentro do limite permitido pelas legislações vigentes. Assim, se conclui que este último método de remoção demonstra ter um bom potencial no tratamento de DAM para reciclo de águas. / The aim of this work was to develop alternative techniques to remove sulfate, iron and aluminum from coal mining acid water. Aqueous effluents generated in mining activities (coal and metal sulfides mainly), especially the acid mine drainage (AMD), cause great environmental problems due to its high contamination potential for surface or underground water resources. AMD is often characterized by low pH values and high concentrations of toxic inorganic ions. This work summarizes alternatives to remove sulfate ions, molibdate and metal ions from mining effluents including neutralization, precipitation (or co-precipitation) under different reagents and pH conditions. Sulfate removal, is one of the most difficult and onerous task. Accordingly, main focus was addressed to this element. Thus, two alternatives were developed, following interactions between Aluminum salts and sulfate ions, and compared technically nd econonomically. The first alternative consisted of ions removal at pH 4.5, using polyaluminum chloride (PAC). at a PAC:SO4 2- = 7:1 mass ratio. This alternative was possible due to the interaction mechanism of PAC-SO4 2-, confirmed in this work by the FAM (Ferron colorimetric method). Herein, the diverse Al species react differently with sulfate, namely the hydroxides type species such as colloidal aluminum (Alc), that lead to a quickly coagulation with sulfate. More, Ala species form soluble complexes, responsible of the increase in residual total aluminum concentration. The reaction kinetic between PAC-SO4 2- also depends on the Alb species - classified as polymeric - hence in its absence, the process kinetic reduces considerably, due to slow polymerization of the Al13. Also iron and MoO4 2- ions were co-precipitated by the amorphous structure of aluminum hydroxide generated. This alternative allowed to sulfate removal values of the order of 66% (252 mg.L-1), 98% molybdenum ions removal (0,04 mg.L-1) and iron and aluminum ions were partially removed (86% and 82%, respectively). Conversely, manganese ions were not removed efficiently, due to the high solubility at this pH value. The second alternative, developed for high sulfate concentrations removal (>1000 mg.L-1) and metallic ions (iron, aluminum and manganese), in a single stage, was possible at pH 12. The co-precipitation/precipitation mechanism of the majority of the pollutants as hydroxides or co-precipitated, in the case of sulfate by ettringite formation (3CaO.3CaSO4.Al2O3.31H2O), by lime and aluminum salts addition at a mass ratio of Ca:Al:SO4 2- = 2:0.3:1. The structure of this mineral, ettringite, presents the advantage for the uptake of diverse ions, namely Pb, Sr, Cr, Si, Ti, Co, Mn, Fe, CO3 2-, CrO4 2-, IO3 1- and BO3 2-, this occurring independently on the metallic hydroxides precipitation at alkaline pH (pH 12). In this basic medium, the molibdate ions were not removed because the high solubility of this anion. These techniques were applied at bench and pilot scales, to an acid wastewater treatment (effluent from an abandoned coal mine) which contain a high acidity and fairly high concentrations of Mn, Fe, Al and SO4 2- ions. The solids (sludge) produced in all these precipitation processes were efficiently separate using microbubbles (by depressurization of water saturated using a multiphase bomb), nonionic polymer flocculant. Dissolved Air Flotation (DAF) was applied because showed higher advantages over settling, in terms of better quality of the treated water and a high kinetic. Best results at bench scale of both metallic ions and sulfate removal were obtained at pH 12, with 30% of recycle of the saturated water at 5atm and using 5 mg.L-1 flocculant. The residual turbidity of the treated water was 0.5 NTU at 13 m3.m-2.h-1 throughput. Thus, the water produced with this second alternative at laboratory scale was found to be more efficient and for this reason was applied at a pilot scale treating an AMD, in an innovative system (process-and-equipment), constituted of a Floc Generator Reactor (FGR®), and coupled to a High Rate Flotation Cell (FADAT). This plant was constructed at São-Simão-Criciúma city to treat and best results were obtained with 5 mg.L-1 of Qemifloc (no-ionic polymer), 30 mg.L-1 of sodium oleate, recycle ratio of 40% and pH 12. Results showed residual concentrations of sulfate ions lower than 250 mg.L-1 and removal of ions and solids reaching 90%. The unit FGR-FDAT presents a low footprint and a high throughput (13 m3m-2h-1) and showed a great potential for the AMD treatment and the reuse of this water in the region. Others ions that constitute in this water (Cl-, etc) also were within the emission levels. Finally, it is concluded that the technique here proposed has a good potential for AMD treatment and water reuse.

Orientador : Asit Choudhuri / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-28T10:06:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferrari_MarcioAnselmoDuarte_D.pdf: 7169838 bytes, checksum: 4739fc396315cc4749f87616f85295be (MD5) Previous issue date: 2001 / Doutorado