Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil. Departamento de Engenharia Civil, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-12-15T18:23:58Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseAcopladaConsistência.pdf: 2885038 bytes, checksum: 866a2421658d67562b85dbcf306b6276 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2016-01-13T15:27:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseAcopladaConsistência.pdf: 2885038 bytes, checksum: 866a2421658d67562b85dbcf306b6276 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-13T15:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_AnáliseAcopladaConsistência.pdf: 2885038 bytes, checksum: 866a2421658d67562b85dbcf306b6276 (MD5) Previous issue date: 2007 / Os depósitos de lamas (rejeitos finos) normalmente apresentam características geotécnicas desfavoráveis em virtude da elevada compressibilidade e da reduzida resistência ao cisalhamento, sendo essas características mais pronunciadas quando os processos físicos de adensamento e ressecamento ainda não ocorreram ou estão em estágios iniciais. Desta forma, a construção de qualquer estrutura sobre os depósitos de lamas tais como: diques, acessos, coberturas, dentre outras se apresentam como um grande desafio. Dentro deste contexto, esta pesquisa busca desenvolver uma metodologia para a previsão da evolução dos perfis de resistência não drenada dentro de um depósito de lamas, sendo necessário para isso, a obtenção de uma relação constitutiva entre o índice de vazios e resistência não drenada. Essa relação foi obtida para a lama proveniente da planta de beneficiamento da Unidade de Germano da Samarco Mineração S.A., através de ensaios de laboratório e monitoramento/ensaios de campo. Trabalhos anteriores focaram os estudos nas propriedades dessa lama no que diz respeito a sua compressibilidade, adensamento e ressecamento para aplicações voltadas a estocagem da mesma (Botelho, 2001; Silva, 2003 & Almeida 2004). A modelagem destes processos físicos foi proposta por Almeida (2004) e analisada em um estudo de caso por Lima (2006). Sendo assim, essa pesquisa vem complementar e fechar os trabalhos anteriores, analisando as características de resistência desse material. A metodologia desenvolvida mostrou grande potencialidade para a determinação da relação entre índice de vazios e resistência não drenada. Essa relação obtida foi usada de forma associada com o algoritmo numérico CONDES (Yao & Znidarcic, 1997), permitindo a previsão de perfis de resistência não drenada de depósitos de lama em função do manejo adotado. As análises mostraram que o manejo adotado afeta grandemente as características de resistência dos depósitos, bem como a estabilidade de estruturas construídas sobre os mesmos, destacando-se aí as coberturas comumente utilizadas na reabilitação de depósitos de lamas. ___________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: The slurry impoundments (fine coarse tailings) usually show disadvantageous geotechnical features due to high compressibility and low shear strength, with these features greater when physical process of consolidation and desiccation don’t happen yet or when these process are in initial stages. This way, the construction of any structure on slurry impoundments like: dikes, accesses, covers and others presents a big challenge. In this context, this research examine to development a methodology to anticipate the evolution of undrained shear strength profiles on a slurry deposit, being necessary for that, to obtain the a constitutive relation between void ratio and undrained shear strength. This relation was obtained for the slurry produced at the milling facility of Germano/Samarco Mineração S.A, trough laboratory tests and field monitoring/tests. Previous researches focus in the compressibility properties of this slurry and apply the results in consolidation and desiccation analyses (Botelho, 2001; Silva, 2003 & Almeida 2004). The modeling of these physical processes was proposed by Almeida (2004) and analyzed in a study case by Lima (2006). Thus, this research analyzes the undrained shear strength of this material and completes the other studies. The methodology development showed a big potentiality to establish the relation between void ratio and undrained shear strength. This relation was used together with the computer code called CONDES (Yao & Znidarcic, 1997) to anticipate the deposit’s undrained shear strength profile according to management used. The analyses showed that the management has big influence in the strength features of the deposits and in the stability of the structures built on it. A common structure build are the covers used in the rehabilitation of tailings impoundments.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mineral. Departamento de Engenharia de Minas, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-08-26T21:12:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_InfluênciaCationFlotação.pdf: 2363880 bytes, checksum: c929d700c022f416794074b063d28cec (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-08-27T16:09:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_InfluênciaCationFlotação.pdf: 2363880 bytes, checksum: c929d700c022f416794074b063d28cec (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-27T16:09:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_InfluênciaCationFlotação.pdf: 2363880 bytes, checksum: c929d700c022f416794074b063d28cec (MD5) Previous issue date: 2014 / Este trabalho teve por objetivo investigar a influência dos cátions Ca2+, Mg2+ e Mn2+ na flotação catiônica de minério de ferro e a possibilidade do uso de complexante desses íons metálicos para uma maior seletividade no processo. Em uma primeira fase foram efetuados ensaios de microflotação dos minerais quartzo e hematita, usando acetato de eteramina com 50% de grau de neutralização (Flotigam EDA) em pH 10,5 nas dosagens de 2,5 e 50 mg/L que foram as concentrações de máxima flotabilidade para o quartzo (95,5%) e hematita (96,5%), respectivamente. Observou-se que nessas condições o amido de milho era pouco eficiente na depressão do quartzo. O inverso foi observado para a hematita, onde a dosagem de 10 mg/L foi capaz de quase anular a flotabilidade da mesma. Com a adição de CaCl2, MgCl2 e MnCl2, observou-se a depressão tanto do quartzo quanto da hematita para todas as dosagens testadas, sendo a máxima depressão na concentração de 200 mg/L. O uso do complexante sal dissódico de ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) mostrou-se eficiente em altas concentrações (400 mg/L para CaCl2, 600 e 700 mg/L para MnCl2 e MgCl2, respectivamente) para ambos minerais. De modo geral, houve diminuição do módulo dos valores de potencial zeta negativo em pH 10,5 dos minerais (quartzo e hematita) em relação aos valores de potencial zeta dos mesmos na ausência dos sais estudados e da combinação dos reagentes (sais/amido, sais/EDTA/amido e sais/ EDTA/ amido/ amina). Verificou-se nos espectros infravermelhos dos minerais (hematita e quartzo) usados nos ensaios de adsorção a presença comprovada do hidróxido Mg(OH)2 sobre a superfície de ambos minerais. No caso dos ensaios efetuados com MnCl2, verificou-se a precipitação do próprio sal sobre a superfície dos minerais. Logo, pode-se afirmar que há adsorção dos cátions por atração eletrostática dos mesmos com as superfícies dos minerais carregados negativamente (potencial zeta) e precipitação do hidróxido Mg(OH)2 presentes na solução (espectros infravermelhos). __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This study aimed to investigate the influence of cations Ca2+, Mg2+ and Mn2+ on the cationic flotation of iron ore and the possibility of complexing these metallic ions to improve the process selectivity. In a first stage microflotation trials were performed with the minerals quartz and hematite using etheramine acetate at 50% degree of neutralization (Flotigam EDA) at pH 10.5 in concentrations of 2.5 and 50 mg/L at the maximum floatability levels were achieved for quartz (95.5%) and hematite (96.5%), respectively. It was observed that under these conditions corn starch was ineffective as quartz depressant. On the other hand, the dosage of 10 mg/L was able to almost cancel the floatability of hematite. With the addition of CaCl2, MgCl2 and MnCl2 it was observed depression of quartz as well as of hematite for all tested concentrations with a maximum depression achieved at a concentration of 200 mg/L. The use of the complexing agent disodium salt of ethylenediamine tetraacetic acid (EDTA) was effective at high concentrations (400 mg/L for CaCl2, 600 and 700 mg/L for MnCl2 and MgCl2, respectively) for both minerals. Overall, there was a decrease of the modulus of the negative zeta potential values at pH 10.5 of the minerals (quartz and hematite) with respect to the zeta potential values in the absence of the studied salts and combination of reagents (salts/starch, salts/EDTA/salts and starch/EDTA/starch/amine). It was observed in the infrared spectra the presence of Mg(OH)2 on the surface of both minerals. In the case of experiments carried out with MnCl2, there was precipitation of the salt itself on the surface thereof. Therefore, it can be stated that there is adsorption of cations by electrostatic onto the surfaces of negatively charged minerals (zeta potential) and precipitation of the hydroxide Mg(OH)2 present in solution (infrared spectra). __________________________________________________________________________________________

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2014-09-19T21:54:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoRejeitoBeneficiamento.pdf: 6825812 bytes, checksum: e796cb99d0a71e3bdb6f7e3d07cf5e2b (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-11-07T11:48:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoRejeitoBeneficiamento.pdf: 6825812 bytes, checksum: e796cb99d0a71e3bdb6f7e3d07cf5e2b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-07T11:48:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTAÇÃO_CaracterizaçãoRejeitoBeneficiamento.pdf: 6825812 bytes, checksum: e796cb99d0a71e3bdb6f7e3d07cf5e2b (MD5) Previous issue date: 2014 / Devido ao crescimento populacional e a busca por novas tecnologias, ocorre um aumento na demanda e exploração de bens naturais como, por exemplo, o minério de ferro que durante o seu processo de beneficiamento acaba gerando grandes volumes de rejeitos. Os rejeitos gerados na mineração acabam causando muitas discursões devido aos problemas ambientais que ocorrem nas regiões onde ocorrem as atividades minerárias. Buscando oferecer alternativas para diminuir o volume de materiais depositados nas barragens, a partir de melhoria nos processos de concentração, é realizado o estudo destes materiais através de sua caracterização, com o objetivo de promover a maior recuperação do minério de ferro presentes nos rejeitos através do seu reprocessamento. As técnicas de caracterização aplicadas neste estudo permitiram a identificação dos minerais presentes e a determinação de suas concentrações. Também foi feita a avaliação do comportamento destes materiais quando submetidos a uma alta variação de temperatura. Foram estudadas amostras de rejeitos gerados no processo de beneficiamento de minério de ferro, realizado por duas empresas distintas. Cada amostra foi dividida em faixas granulométricas e posteriormente submetidas a um tratamento térmico. As técnicas de caracterização utilizadas foram: análise mineralógica, microscopia óptica, análise química por fluorescência de raios X, análise termogravimétrica e difração de raios X. Os resultados obtidos através das técnicas de caracterização utilizadas mostraram que as amostras possuem composição mineralógica semelhante, tendo como principais minerais a hematita, quartzo, ghoetita e minerais argilosos, como a caulinita. Quanto ao tratamento térmico realizado neste trabalho não foi possível obter grandes alterações na composição cristalina das amostras, mas foram verificados em alguns casos a decomposição térmica de alguns minerais presentes nas amostras, como por exemplo, a caulinita, talco e ghoetita. ____________________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: Due to population growth and the search for new technologies, there is an increase in demand and exploitation of natural resources such as the iron ore, which during its beneficiation process, eventually generates large volumes of waste. The waste generated in mining generates many discursões due to environmental problems that occur in regions where the mining activities occur. Seeking to provide alternatives to reduce the volume of material deposited in dams, to improvement in merger cases, studies of these materials is accomplished through characterization, with the aim of promoting greater recovery of iron ore present in the tailings through its reprocessing. The characterization techniques applied in this study allowed the identification of minerals present and determination of their concentrations. Also made the evaluation the behavior of these materials when subjected to a high temperature variation. Samples of waste generated in the iron ore beneficiation process performed by two separate companies were studied. Each sample was divided into particle size ranges and subsequently subjected to a heat treatment. The characterization techniques employed were: mineralogical analysis, optical microscopy, chemical analysis by fluorescence X-ray, thermal analysis and X-ray diffraction. The results obtained from the characterization techniques used showed that the samples have similar mineralogical composition, having as the main minerals hematite, quartz, clay, ghoetita and kaolinite. About the heat treatment carried out in this work it was not possible to obtain large changes in the crystalline composition of the samples, but were observed in some cases the thermal decomposition of some minerals present in samples, such as kaolinite, talc and ghoetita.

Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Materiais. Rede Temática em Engenharia de Materiais, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2014-12-04T20:26:12Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_MoabilidadeMoagemSecundária.pdf: 2445565 bytes, checksum: 965028769a40368bbcddff723cae8d43 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2014-12-05T16:22:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_MoabilidadeMoagemSecundária.pdf: 2445565 bytes, checksum: 965028769a40368bbcddff723cae8d43 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-05T16:22:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_MoabilidadeMoagemSecundária.pdf: 2445565 bytes, checksum: 965028769a40368bbcddff723cae8d43 (MD5) Previous issue date: 2008 / Neste trabalho são estudadas as características de 06 diferentes amostras de pellet-feed de minérios de ferro, provenientes de 4 minas, e são avaliadas suas influências no comportamento durante a moagem. As etapas experimentais consistiram de análises de granulometria, mineralogia, química e porosidade. Em seguida estudou-se a correlação das características investigadas com os resultados dos ensaios de moabilidade e desenvolveram-se modelos estatísticos de previsão. Foram encontrados três modelos para previsão de moabilidade pelo índice Kb. No primeiro modelo, os teores de goethita e hematita martítica explicaram mais de 88% da variação da moabilidade, sendo o modelo estatisticamente correto com menor coeficiente de correlação. No segundo modelo, o teor de goethita e a densidade aparente, independentemente dos demais valores para as variáveis mineralógicas, químicas, físicas e microestruturais, explicaram mais de 96% das alterações da moabilidade dos minérios estudados. No terceiro modelo, os teores de hematita especular mais hematita granular e de goethita, juntamente com a densidade e a superfície específica, mostraram-se responsáveis por mais de 99% das variações observadas nas moabilidades dos minérios estudados. ______________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This work studies the characteristics of 06 different pellet-feed samples, produced from iron ores of 04 mines, and evaluates their influences in the behavior during grinding. The experimental procedures included grain size analysis, mineralogy, chemical analysis and porosity measurements. The characteristics of the samples were correlated to their grindability through statistical modeling. Three models revealed to be effective in predicting the grindability of the iron ore pellet-feeds. In the 1st model, the goethite and martitic hematite contents explained more than 88% of the grindability variation, yet being the model with the smallest correlation coefficient. In the 2nd model, the goethite content, together with the apparent density, independently of the other values for the mineralogical, chemical, physical and micro-structural variables, explained more than 96% of the changes in grindability of the ores studied. In the 3rd model, the specular plus granular hematite content, together with the goethite content, the density and especific surface area showed to be responsible for more than 99% of the changes in grindability of the iron ore pellet-feeds studied.

Submitted by Teresa Cristina Rosenhayme (teresa.rosenhayme@cprm.gov.br) on 2015-08-10T17:02:59Z No. of bitstreams: 1 Mestrado_Final_.pdf: 35550674 bytes, checksum: 1bf009c88bcc8f5cc777e0d3ffe4f2c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Roberta Silva (roberta.silva@cprm.gov.br) on 2015-08-10T18:14:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mestrado_Final_.pdf: 35550674 bytes, checksum: 1bf009c88bcc8f5cc777e0d3ffe4f2c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Roberta Silva (roberta.silva@cprm.gov.br) on 2015-08-10T18:14:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Mestrado_Final_.pdf: 35550674 bytes, checksum: 1bf009c88bcc8f5cc777e0d3ffe4f2c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-10T19:57:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mestrado_Final_.pdf: 35550674 bytes, checksum: 1bf009c88bcc8f5cc777e0d3ffe4f2c7 (MD5) Previous issue date: 2015

Orientador : Prof. Dr. Patrício G. Peralta-Zamora / Co-orientador : Prof. Dr. Marcus Vinicius de Liz / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 26/02/2015 / Inclui referências : f. 104-110 / Área de concentração: Tratamento de resíduos / Resumo: Os processos Fenton, fundamentados na geração de radicais oxidantes a partir da decomposição do H2O2 catalisada por espécies de ferro, tem sido amplamente estudados e empregados para degradação de inúmeros compostos de relevância ambiental. Por serem promovidas por radicais oxidantes, e fortemente influenciadas pela concentração e tipo de catalisador, concentração de H2O2, substrato de interesse, pH, dentre outros fatores; o mecanismo dessas reações permite diversas interpretações, o que tem gerado controvérsias na literatura. Em decorrência disso, este trabalho tem como objetivo um estudo minucioso das reações de Fenton homogêneas e heterogêneas, visando obter propostas de mecanismo de reação para catalisadores heterogêneos. Para isso, um estudo das reações de Fenton homogêneas na degradação do corante modelo RB-19 foi realizado, empregando-se otimização por planejamentos fatoriais, comparações entre reações catalisadas por Fe2+ e por Fe3+, avaliação da cinética das reações e ensaios com sequestrante de radicais hidroxila. Posteriormente, catalisadores heterogêneos (óxidos de ferro goetita e hematita, hematita suportada em sílica e ferro imobilizado em quitosana) foram sintetizados e caracterizados, sendo então submetidos a ensaios semelhantes aos realizados para as reações homogêneas. Foi observada uma forte contribuição do ferro lixiviado dos catalisadores para a velocidade das reações heterogêneas, pois as reações homogêneas realizadas com baixas concentrações de ferro solúvel obtiveram constantes de velocidade aparente semelhantes às catalisadas pelos óxidos de ferro. Além disso, o radical peridroxil e o ânion hidroperóxido foram considerados os importantes mediadores das reações, uma vez que a presença de sequestrantes de radicais hidroxila não impediu a ocorrência das mesmas. A avaliação da liberação de ferro pelos catalisadores goetita e hematita suportada em sílica permitiu a observação de dois tipos distintos de mecanismos de lixiviação, redutiva e ácida. A partir das observações experimentais e de comparações com a literatura, foram propostos mecanismos de reações para os catalisadores goetita e hematita suportada em sílica com grande contribuição de ferro solúvel. O catalisador de ferro suportado em quitosana apresentou forte contribuição adsortiva na remoção do corante modelo, o que inviabilizou a definição de um mecanismo de reação de Fenton para este catalisador. O catalisador heterogêneo hematita suportada em sílica foi o que apresentou melhor eficiência na remoção do corante modelo, devido à contribuição dos processos homogêneos decorrentes da lixiviação de ferro. Essa lixiviação foi facilitada pela baixa cristalinidade do óxido suportado em sílica. Este trabalho poderá contribuir com futuras pesquisas na área de degradação por processos Fenton, principalmente no desenvolvimento de novos catalisadores e o melhor entendimento dos mecanismos dessas reações. Palavras-chave: Fenton heterogêneo. Goetita. Hematita. Radicais oxidantes / Abstract: The Fenton process, which is based on the generation of oxidants by the H2O2 decomposition catalyzed by iron species, has been widely studied and employed in the degradation of environmental relevant compounds. Because Fenton reaction is promoted by oxidant radicals and strongly influenced by factors such as nature of catalyst and its concentration, H2O2 concentration, substrate of degradation, pH, among others; its reaction mechanism allows different interpretations, which have been a subject of controversies in the literature. Considering these statements, the objective of this work was to precisely evaluate homogeneous and heterogeneous Fenton reaction, aiming to suggest a reaction mechanism for heterogeneous catalysts. For this purpose, a study of the homogenous Fenton reaction for the degradation of the RB-19 dye was performed, employing optimizations by factorial design experiments, comparisons among Fe2+ and Fe3+ catalysis, evaluation of the reactions kinetic and assays employing hydroxyl radical scavenger. Afterwards, heterogeneous catalysts (iron oxides goethite and hematite, hematite immobilized onto silica and iron immobilized onto chitosan matrix) were synthesized and characterized, being employed in assays analogous to the conducted for the homogeneous reactions. It was observed a strong contribution of the iron leached from the catalysts surface for the heterogeneous reaction velocity, since the velocity rate constants obtained for homogeneous Fenton reactions conducted with low soluble iron concentration were similar to the obtained for the reactions catalyzed by iron oxides. Furthermore, the perhydroxyl radical and the hydroperoxide anion were considered as essential oxidants in the reaction mechanism, since it was possible to start the reactions under the presence of hydroxyl radical scavengers. The analysis of the iron leached from the goethite and hematite immobilized onto silica catalysts, allowed the observation of two different leaching reaction pathways, the reductive and the acidic ones. Supported by experimental observations and the comparison with the literature, it was possible to suggest a reaction mechanism for the goethite and the hematite immobilized onto silica catalysts, with significant contributions of homogenous catalysis. Iron supported onto chitosan catalyst presented major adsorption contributions during the model dye removal. Therefore, a Fenton reaction mechanism was not established for this catalyst. The heterogeneous catalyst hematite supported onto silica achieved the highest efficiency in the model dye removal; due to its higher tendency in lixiviate iron. This leaching was promoted by the lower crystallinity of the iron oxide supported onto silica. The findings from this work may contribute to future studies on Fenton catalysis, especially on the development of new catalysts and to the better understanding of their reaction mechanism. Key-words: Heterogeneous Fenton. Goethite. Hematite. Oxidant radicals.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-03-06T13:09:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1178853 bytes, checksum: 41406075f1623938e43098a7e5a491d4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T13:09:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1178853 bytes, checksum: 41406075f1623938e43098a7e5a491d4 (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A flotação catiônica reversa do minério de ferro é um processo de separação usado na mineralogia para separar compostos de ferro de outros compostos indesejáveis presentes no minério de ferro. Nesse processo, o amido é usado como depressor e amina como coletor. A compreensão do mecanismo de interação existente entre os reagentes usados no processo de flotação e o minério de ferro é de fundamental importância para avanços na tecnologia de enriquecimento de minério de ferro, bem como no desenvolvimento de novos agentes químicos usados no processo para esse fim. Esse trabalho está dividido em dois capítulos: i) O primeiro tem como principal objetivo avaliar algumas características do amido que podem influenciar no processo de flotação, como, tamanho da cadeia polimérica e grupo terminal redutor (GTR) presentes na molécula do depressor e ainda avaliar, por meio de técnicas espectroscópicas os minérios flotados e afundados dos testes de flotação usando dextrina, amido solúvel, amido ceroso e amido de milho industrial como agentes depressores. ii) O segundo capítulo tem como principal objetivo desenvolver um novo depressor (XMC), extraído de resíduo de fibra de milho, para substituir o amido no processo de flotação do minério de ferro. Os estudos do capítulo 1 mostraram que moléculas de amido menores resultam piores desempenhos na flotação e que a presença do GTR começa a ser positivamente influente no desempenho da flotação quando se usa moléculas pequenas, em que esse grupo está em maiores quantidades (DE = 10,6% glicose). Uma análise dos espectros de DRIFT baseada na intensidade da banda da hematita não mostrou nada além de que as amostras de concentrado contém mais hematita que as amostras de flotado, como já era esperado. A análise de espectroscopia Raman não possibilitou a observação de qualquer banda característica dos depressores usados, uma vez que só foi sensível à fase inorgânica. Os estudos do capítulo 2 mostraram o grande potencial da XMC em substituição ao amido no processo de flotação, por excelentes resultados de flotação e por ser uma alternativa sustentável, oferecendo uma destinação nobre a um resíduo industrial. Além da possibilidade em remover o amido parcial ou totalmente do processo industrial, preservando-o para a cadeia alimentar humana e animal. / The reverse cationic flotation of iron ore is a separation process used in mineralogy to separate iron compounds from others compounds present in iron ore. In this process, the starch is used as depressant and amine as collector. The knowledge of interaction mechanism between the reagents used in the flotation process and iron ore has a fundamental importance to advance iron ore enrichment technology, as well as to the development of new chemicals used in the process. This work is divided into two chapters: i) The first chapter aims to evaluate some characteristics of starch that can influence the flotation process, such as, size of the polymer chain and reducing end group (REG) present in the depressant molecule. It also aims to evaluate, by spectroscopic techniques, the reject and concentrate minerals from flotation tests using dextrin, soluble starch, waxy starch and industrial corn starch as depressant agents. ii) The second chapter aims to develop a new depressant (XMC), extracted from corn fiber residue (CFR), to replace the starch in iron ore flotation process. The results in Chapter 1 showed that short chain depressant results in worse flotation performance. The amount of REG has no effect on flotation performance up to a dextrose equivalent value of 9.2% glucose. Analysis of the DRIFT spectra based on the intensity of the hematite band only showed the concentrate samples contain more hematite than reject samples, as expected. Using Raman spectroscopy analysis, it was not possible to observe any characteristic band of the depressants used, since the Raman was only sensitive to inorganic phase. The studies in Chapter 2 showed the great potential of XMC replacing starch in flotation process, because of the excellent flotation results and the XMC be a sustainable alternative, offering a prime destination to an industrial waste. Besides, it is possible to remove the starch of industrial process partially or totally, preserving it for human and animal food chain.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-03-13T13:17:18Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1871570 bytes, checksum: 7a284cf03348bc6a4c206dfdd30907c6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-13T13:17:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1871570 bytes, checksum: 7a284cf03348bc6a4c206dfdd30907c6 (MD5) Previous issue date: 2013-08-16 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / A flotação é responsável por uma significativa parcela na economia do Brasil. Todas as instalações brasileiras que usam a flotação de minério de ferro utilizam o amido como depressor. Há vários outros polímeros sintéticos e naturais que estão sendo estudados e empregados com sucesso na flotação de outros bens minerais. O objetivo deste trabalho é estudar a possibilidade de concentração do minério de ferro de uma mina situada em Minas Gerais, considerada de baixo teor de ferro utilizando um biopolímero do bagaço de cana (XMC) como alternativa de depressor do ferro em substituição do amido. O amido está na cadeia alimentar humana e de animais e é utilizado industrialmente para muitos outros fins há milênios, sendo extraído comercialmente de várias fontes: milho; mandioca; trigo, batata e arroz, entre as mais comuns. O foco deste trabalho foi voltado para a substituição do amido no processo de flotação catiônica reversa do minério de ferro itabirítico. A flotação catiônica reversa é definida como uma tecnologia mineral para designar o processo de separação de um dos constituintes do minério dos restantes, fazendo com que o constituinte indesejado flutue acima da superfície da polpa, que é formada pela ganga (minerais indesejados) e água. Assim, para este trabalho, foi realizada revisão da literatura sobre minério de ferro, flotação e os reagentes utilizados para a indústria mineral e foi avaliado um depressor alternativo, classificado como XMC. Testes de flotação em bancada indicaram que o pH 10,5 foi o que apresentou melhor performance e que a XMC foi mais seletiva que o amido. Obteve-se resultados semelhantes quando se utilizou a dosagem de 1500g/t havendo uma redução de consumo de amina para a flotação, esta redução é na faixa de 70%. Assim, a substituição do amido pela XMC se torna uma alternativa atraente, pois além de apresentar maior grau de sustentabilidade e redução do uso de aminas, irá retirar o amido do processo industrial; preservando-o para a cadeia alimentar humana e animal. / Flotation is responsible for a significant portion of the economy of Brazil. All Brazilian facilities that use flotation of iron ore using starch as the depressor. There are several other synthetic and natural polymers that have been studied and successfully employed in the flotation of other minerals. The objective of this work is to study the possibility of concentrating iron ore from a mine located in Minas Gerais, considered low iron content using a biopolymer from sugar cane bagasse (XMC) as an alternative depressant iron instead of starch. Starch is the food chain and animal and is used industrially for many other purposes for millennia, being extracted commercially from several sources: corn, cassava, wheat, potatoes and rice, among the most common. The focus of this work was focused on the replacement of starch in the process of reverse cationic flotation iron ore itabiritic. The reverse cationic flotation technology is defined as a mineral separation process designate one of the remaining constituents of the ore, causing unwanted constituent float above the surface of the pulp, which is formed by gangue (unwanted minerals) and water. Thus, for this work, we reviewed the literature on iron ore, flotation and reagents used for the mining industry and a depressant alternative was evaluated, classified as XMC. Bench scale flotation tests indicated that the pH 10.5 showed the best performance and that the XMC was more selective than starch. Similar results were obtained when using the dosing 1500g / t with a reduction in the consumption of amine flotation, the reduction is in the range of 70%. Thus, the replacement of starch by XMC becomes an attractive alternative, as well as the higher degree of sustainability and reducing the use of amines, will remove the starch manufacturing process, preserving it for the food and feed chain.

Submitted by Maurílio Figueiredo (maurilioafigueiredo@yahoo.com.br) on 2013-09-06T21:23:59Z No. of bitstreams: 1 TESE_ EstudoDesenvolvimentoProcesso.pdf: 4456339 bytes, checksum: c73fb0da1e23e3ed23a0d7859ae36574 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2013-10-10T15:40:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE_ EstudoDesenvolvimentoProcesso.pdf: 4456339 bytes, checksum: c73fb0da1e23e3ed23a0d7859ae36574 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-10-10T15:40:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE_ EstudoDesenvolvimentoProcesso.pdf: 4456339 bytes, checksum: c73fb0da1e23e3ed23a0d7859ae36574 (MD5) Previous issue date: 2006 / Este trabalho descreve um processo inovador de tratamento de resíduos siderúrgicos, principalmente lama grossa de aciaria, através de uma técnica inovadora e original que se baseia em uma associação de um bombardeamento ultra-sônico e uma agitação mecânica, com o objetivo de recuperar o conteúdo metálico desses resíduos. Tal processo já se encontra patenteado junto ao INPI. Durante o processo de fabricação do aço, em conversores LD, o ferro líquido projetado na atmosfera oxidante do conversor, solidifica-se sob a forma de pequenas esferas com uma gama variada de tamanhos. Entretanto, nem todas as esferas são perfeitas, pois algumas acabam por não conseguir completar sua esferoidização, devido às condições variadas de tamanho, velocidade de resfriamento e tensões superficiais. Quanto menor o tamanho das partículas esféricas, maior o grau de oxidação das mesmas, formando-se assim uma poeira que, em contato com a água de lavagem, gera um “cimento” ligante, que agrega as demais esferas, com partículas não metálicas inerentes à produção de aço (escória; coque; CaO; etc.). Esta “poeira” preenche inclusive as cavidades de algumas das esferas ocas. Após a lavagem dos gases, a “lama” formada conterá então microesferas de aço (completas e ocas) aglomeradas entre si e com as impurezas, através da ação agregante das partículas finas, aqui denominadas de “poeira”. Esta lama, considerada rejeito industrial, tem um certo custo de estocagem e manuseio. A técnica em questão consiste na aplicação de ondas ultra-sônicas sobre uma polpa, formada pela adição de água à lama grossa proveniente do classificador (parafuso). Este bombardeamento ultra-sônico, promove a dispersão das micropartículas ligantes da lama e, conseqüentemente, atua nas partículas maiores causando sua desagregação e limpando o interior das partículas ocas. Deve-se ressaltar que este processo mantém a integridade das partículas que compõem a lama. A aplicação de ondas ultra-sônicas em uma polpa constituída de materiais de diferentes densidades acelera a precipitação das partículas mais densas. Assim, torna-se necessário uma eficiente macroagitação desta polpa, de forma a manter as partículas em suspensão, permitindo a ação do bombardeamento ultra-sônico e o escoamento completo da polpa, sem entupimento. Após a desagregação, as partículas que compõem a polpa estarão completamente liberadas. A polpa é então encaminhada a uma etapa de concentração gravítica para a recuperação das partículas esféricas de elevado teor metálico (90 a 96% Fe). Os produtos finais das mesas de concentração (concentrados, misto e rejeito) atuam como bons indicadores de controle do processo de fabricação de aço. Esse material quando recuperado evita um impacto ambiental pela descarga de teores de ferro metálico no ambiente, que pode alterar as propriedades físicas e químicas do solo, afetando drasticamente os microorganismos que nele habitam. Este trabalho apresenta também um estudo enfatizado nos microorganismos que compõem a biota e são responsáveis pela capacidade de gerar vida no solo. __________________________________________________________________________________________ / ABSTRACT: This Study describes an original recovery process for the metallic Fe present in the LD steel sludges through the application of ultrasonic waves. It is a very simple, economic and significantly efficient process. Its patent has been duly requested to INPI. During the steel manufacturing process utilizing LD converters, the liquid iron, which is shot into the oxidizing atmosphere of the converter, becomes solid under the form of small spheres widely ranging in size. Their spherical form is determined by a physical principle which rules liquid-gaseous interfaces: the bigger the mass, the smaller the surface area. However, not all spheres will be perfect, since they may not have their sphere-forming process complete, due to the varying conditions of size, cooling speed and surface tensions. The spherical particles bearing a size inferior to a critical value are submitted to a high oxidation degree, so forming dust which generates a bonding “cement” when it gets into contact with the wash water. This cement aggregates the other spheres with non-metallic particles, inherent to steel production (e.g. slag; coke; CaO; SiO2; etc.). This “dust” also fills the cavities of the unfinished spheres. After the gases are washed out, the so formed “sludge” will contain steel microspheres (both complete and unfinished), merged together and also with impurities, through the aggregating action of fine particles, which we name here “dust”. That sludge, considered industrial waste, poses a certain cost for its disposal and handing. Our process consists in applying ultra-sonic waves on the pulp formed by the addition of water to the coarse sludge which comes from the classifier. Such an ultrasonic bombardment pro-motes the dispersion of the bonding particles of the sludge and, consequently, acts over the bigger particles, causing their disaggregation and cleaning the interior of the hollow particles. It should be emphasized that this process keeps the integrity of the particles which constitute the sludge. The application of ultrasonic waves on a pulp constituted by materials of different densities speeds up the precipitation of denser particles. An efficient pulp macroagitation is therefore necessary, in order to keep the particles in suspension and so allowing the ultrasonic bombardment to take effect, as well as the complete flowage of the pulp without any choking. After the disaggregation, the particles which constitute the pulp will be completely liberated. The pulp is then taken to the spirals for concentration and washing out of the spherical particles bearing an elevated metallic content (90 a 96% Fe). The sludge composition and characteristics vary as the blow elapses and also according to the LD operation mode and the kind of steel manufactured. The final products from the concentrating spiral (concentrate, middlings and tailings) are good control indicators of the steel manufacturing process. This material when is recovered avoid an environmental impact that can be caused by discharge of high iron composition particles, that can change the physical and chemical properties of soil, attacking the microorganisms use to live in soil. These work piece show a soil microorganisms study, the biota, they are answerable for the capacity to bring life on the soil.

Orientador: Antenor Zanardo / Banca: Frederico Meira Faleiros / Banca: Jefferson de Lima Picanço / Banca: Noberto Morales / Banca: Sebastião Gomes de Carvalho / Resumo: Os prospectos de minério de ferro da Bacia Macaúbas foram estudados nessa pesquisa que objetivou definir os seus litotipos, classificação, ambiente de deposição, gênese, área de ocorrência e seus respectivos potenciais de exploração. Essas ocorrências foram classificadas como pertencentes a três formações geológicas distintas, podendo-se dar destaque ao metadiamictito ferrífero do Membro Riacho Poções (Formação Nova Aurora), que foram detalhados e divididos em dois tipos, denominados de metadiamictito hematítico e ferruginoso, estando essa mineralização relacionada a depósitos glaciais, classificados como tipo Rapitan. Outras ocorrências de formações ferríferas foram identificadas ao sul da Formação Nova Aurora, estando a primeira relacionada a uma sequência de filito, de grafitoso a ferruginoso com níveis sulfetados (pirita e calcopirita), caracterizados pelo autor neste estudo como uma nova unidade, chamada Formação Catutiba. Na porção sul da bacia, descreveu-se uma sequência de formações ferríferas bandadas, do tipo siliciclástica, em meio a uma unidade de quartzito ferruginoso, pertencente ao Membro Superior da Formação Capelinha, sendo esta a última manifestação de deposição de ferro na bacia que foi classificada como sendo uma sequência siliciclástica do tipo acamadada. As mineralizações estão controladas regionalmente pela foliação S1, de direção aproximada N30E com mergulho para SE, sendo definidas três fases de mineralização para essas ocorrências, a primeira relacionada à deposição do ferro na bacia, a segunda relacionada à concentração tectono-metamórfica durante a fase de deformação que gerou a foliação principal que controla a mineralização, dobras, falhas e zonas de cisalhamento que controlam a mineralização que sofrerão posteriormente, em uma terceira fase, a ação de processos de concentração supergênica nas regiões de platô. Estimou-se que estas.. / Abstract: The iron ore prospects of Macaúbas Basin were studied in this research aimed to define their rock types, classification, depositional environment, genesis, occurrence area and their respective potential exploration. These occurrences were classified as belonging to three distinct geological formations, being able to highlight the occurrences of ferriferous metadiamictites on Riacho Poções Member (Nova Aurora Formation), which have been described, detailed and divided into two types, called metadiamictites hematitic and ferruginous, being this mineralization related to the glacial deposits classified as type Rapitan. Other occurrences of iron formations have been identified in the south of the Nova Aurora Formation, being the first related to a phyllite sequence from graphitic to ferruginous with sulfide levels (pyrite and chalcopyrite), characterized in this study as a new unit, called Catutiba Formation. In the southern portion of the basin, was described a sequence of banded iron formations, the siliciclastic type, in the midst a unit of ferruginous quartzites belonging to the Superior Member of the Capelinha Formation, which is the last manifestation of iron deposition in the basin that was classified as a siliciclastic sequence. The mineralization is regionally controlled by foliation S1, with approximate direction N30E direction to dip to SE, being defined three phases of mineralization to these events. The first one related to iron deposition in the basin, the second one related to the tectonic-metamorphic concentration during the phase of deformation that generated the S1 foliation, folds, faults and shear zones controlling the mineralization that will suffer later in a third phase, the action of supergene concentration processes in the plateau regions. Has been estimated that these iron ore occurrences have an exploration potential of around 55 billion cubic meters with an average grade of 20% to 25% iron, reaching levels of ... / Doutor