Orientador: Ines Joekes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:20:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fregonesi_AdrianadeAndrade_D.pdf: 12829241 bytes, checksum: eac097b1f1dbfe3fd082f859089bde28 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Quimica

Orientador: João Carlos Biondi / Co-orientador: Paulo Cesar Fonseca Giannini / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: A Bacia de Tijucas do Sul, de idade possivelmente eocenozóica, localiza-se na porção leste paranaense, a uma distância aproximada de 60 km da cidade de Curitiba, Estado do Paraná. Nesta bacia, em áreas da localidade de Tabatinga, encontram-se os depósitos analisados nesta Dissertação. Os sedimentos argilosos e argilo-siltosos estudados formam os depósitos da Mina Fazendinha, lavrados devido a suas propriedades adequadas para uso em cerâmica branca. O objetivo maior deste estudo foi a caracterização faciológica, mineralógica e química destes depósitos, com ênfase aos argilominerais e a seu contexto geológico de formação. No levantamento de seções colunares nas frentes de lavra, foi realizada a amostragem com base na subdivisão do preenchimento sedimentar em cinco fácies: fácies argila siltosa com turfa (ASt), fácies argila siltosa rica em nódulos e grânulos (ASng), fácies argila siltosa pobre em nódulos e grânulos (AS), fácies argila (A) e fácie argila orgânica (Ao). Os nódulos são composicionalmente formados por gibbsita e apresentam maior concentração no topo das seções, numa faixa em tomo de dois metros abaixo da fácies argila turfosa e da cobertura vegetal. Horizontes com gibbsita ocorrem, também, nas partes medianas da coluna estratigráfica. Os grânulos de quartzo e feldspato apresentam formas indicativas de imaturidade sedimentar e tendência para flutuação na matriz pelítica. Desse modo, o transporte nas fácies em que eles ocorrem teria sido rápido e/ou curto, por ação de fluxos gravitacionais em áreas de desníveis topográficos acentuados. Todas as fácies descritas formam lentes e camadas subtabulares associadas aos depósitos quaternários mais novos do rio da Várzea, na porção central da Bacia de Tijucas do Sul, PR. As argilas são essencialmente de origem detrítica, formadas por deposição em sistema de leques aluviais e planícies de inundação cujas fontes foram as rochas gnáissicomigmatíticas do embasamento e, subordinadamente, os granitos alcalinos proterozóicos localizados nas bordas noroeste-sudoeste e sudeste da Bacia de Tijucas do Sul. A deposição ocorreu em ao menos duas etapas diferentes, separadas por paleossuperflcies. Os argilominerais da Mina Fazendinha foram caracterizados por diferentes métodos, incluindo análises granulométricas, difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) com microanálise química pontual (EDS), análise química por fluorescência de raios X, avaliação da capacidade de troca catiônica (CTC) e do grau de saturação (V) e dosagem de matéria orgânica. Os resultados foram discutidos do ponto de vista da identificação mineralógica e associados a aspectos de gênese e formação do depósito. As análises indicaram predomínio da caulinita e quantidades menores de quartzo e ilita. A gibbsita é muito freqüente e, possivelmente, responsável junto com a matéria orgânica, por parte das propriedades tecnológicas dessas argilas, principalmente pela refratariedade. A caulinita caracteriza-se predominantemente por pequenas partículas irregulares com baixa cristalinidade (diâmetros menores que 0,5 pm). Placas pseudohexagonais de boa cristalinidade e diâmetro maior que 1 pm possuem ocorrência apenas esporádica. A análise com microscopia eletrônica não revelou a presença de haloysita. A composição química obtida, com valores majoritários de SÍO2 e AI2O3, é compatível com o predomínio da caulinita. Os baixos teores de K2O e MgO são indicativos da presença rara da ilita, conforme confirmado através de análises de raios X. A determinação do pH , da CTC e do V, em amostras representativas das fácies, indicou baixa concentração em cátions caracterizadas por condições de meio ácido e dessaturado em bases trocáveis. Processos contínuos de hidrólise favoreceram a formação de paragênese caulinita-gibbsita no depósito. Os processos de hidrólise teriam sido favorecidos por chuvas abundantes, em regime pluviométrico análogo ao existente hoje na região. A Mina Fazendinha contém argilas com características composicionais (químicas e mineralógicas) e propriedades tecnológicas representativas de um depósito composto por argilas tipo bali clays, similares em vários aspectos ao depósito São Simão, SP. / Abstract: The Tijucas do Sul Basin, with probable Eocenozoic age, is located at the eastem Paraná State, 60 km from Curitiba. The sedimentary deposits that are the object of Dissertation occur at the central area of this basin, in the surroundings of Tabatinga village. The deposits are predominantly clays and silty clays and constitute the raw material of Fazendinha Mine, in exploitation for white ceramic industry. The main aim of these study is the faciological, mineralogical and Chemical characterization on these deposits, with emphasis on the clay minerais and their geological context of genesis. In the detailed studies of mining fronts, five sedimentary facies were recognized, described and sampled: silty clay with peat (ASt), silty clay with abundant nodules and granules (ASng), süty clay with scarce nodules and granules (AS), clay (A) and clay rich in organic matter (Ao). The nodules are mineralogically constituted by gibbsite and shows concentration in the upper part of columnar sections, across a thickness range of two meters just below the silty clay with peat facies and vegetal covering. The quartz and feldspar granules shows shapes indicative of sedimentary immaturity and tendency to fluctuation in the muddy matrix. These aspects are evidences of fast and/or short transport by debris fio ws, on areas of abrupt paleorelief. The five facies form lens and subtabular layers, associated to Varzea river Quatemary alluvial deposits. The origin of the Tijucas do Sul's clays is mainly detrital, with deposition attributed to alluvial fans and distally associated flood plains. The source rocks were gnaisses and migmatites from the Proterozoic basement, and secondarily, Proterozoic alcaline granites located on west and southeast borders of the Tijucas do Sul Basin. The clay minerais from the Fazendinha Mine have been characterized by grain size analyses, X ray diffraction, scanning electron microscopy with energy dispersive spectrometer (EDS), X ray fluorescent analytical geochemistry, cationic exchange capacity analysis (CTC), saturation grade analysis and organic matter dosage. The results have been interpreted with respect to the mineralogy identification and depositional-diagenetic aspects. The analyses indicate kaolinite as the predominant mineral, besides low contents of quartz and illite. The gibbsite is much frequent and possibly responsible, together organic matter, by refractory character and other important technological properties of these clayey deposits. The kaolinite is characterized by small particles of low crystallinity (lower than 0,5 pm length). Pseudo hexagonal well-crystallized flakes, greater than lpm in diameter, have sporadic occurrence The Chemical analyses indicate that the clays have high content of silica and allumina and low content of alkaline cations. The composition is coherent with the kaolinite predominance, with subordinate illita, and permits to interpret acid and unsaturated (in terms of interchangeable basis) conditions with continuous hydrolysis process until gibbsite formation. The hydrolysis process would be determined by abundant rains, in analogy with the today's pluvial climate. The Fazendinha Mine include clays with Chemical and mineralogical composition and technological properties characteristic of bali clays and similar to that from São Simão (São Paulo State).

A remineralização é uma prática antiga que está associada a aplicação de pós de rocha no solo visando a melhoria das propriedades edáficas e por fim o aumento da produtividade, associado também a redução dos custos de produção, uma vez que os remineralizadores possuem menor preço comparado com fertilizantes sintéticos solúveis. Porém ainda existem divergências nos resultados obtidos com o uso de remineralizadores, por vezes associados a dificuldade na descrição e controle dos fatores que podem interferir no processo, como clima, características do solo e do remineralizador empregado. Esta tese tem por objetivo investigar a dissolução de um remineralizador em experimentos em diferentes níveis de complexidade e avaliar as alterações mineralógicas correspondentes, inclusive com ênfase na possibilidade de neoformação de minerais. No experimento in vitro foi possível identificar os efeitos do tamanho das partículas e dos diferentes solventes na dissolução dos minerais do remineralizador. Aumentando o nível de complexidade, no experimento em colunas contendo solo, foi possível identificar principalmente um incremento nos teores de Ca+2, Mg+2, K+ trocáveis no solo, além do Na+, Fe e Si no tratamento com a aplicação do remineralizador. Também houve aumento dos teores de Fe e Al extraídos em solução de ditionito-citrato-bicarbonato e oxalato de amônio e, em concordância com os diagramas de estabilidade termodinâmica dos minerais, foi constatada a precipitação de óxidos de baixa cristalinidade no tratamento com remineralizador. No experimento em vasos, a presença das plantas atuou como um dreno, mas mesmo assim com aumento principalmente dos teores de Ca+2 e Mg+2 trocáveis, mas sem ser constatada a precipitação de óxidos amorfos. Por fim, o experimento de campo reafirma o que foi observado nos dois experimentos anteriores, no qual houve aumento dos teores de Ca+2, Mg+2, Na+ e Si trocáveis. Em todos os níveis de experimentos, de forma geral, foi possível observar a maior contribuição de plagioclásios cálcio-sódicos e clinopiroxênios no fornecimento de Ca+2 e Mg+2, principalmente, além de Na+, ferro e silício. / The remineralization is an ancient practice of application of rock powders into the soil in order to improve the soil properties and increase productivity. It is also associated with the reduction of production costs, since remineralizers are cheaper as compared to soluble synthetic fertilizers. Contradiction among the results obtained from the use of remineralizadores frequently be associated with difficulty to describe and control of the factors that may affect the results, such as climate, soil characteristics and characterization of the remineralizers used. This thesis aims to investigate the dissolution of remineralizers in experiments with increasing levels of complexity and evaluate the mineralogical changes, emphasing the possibility of neoformation minerals. In the in vitro experiment, it was possible to identify the effects of particle size and different solvents in the dissolution of the mineral presents in the remineralizer. The rock powder when applied in columns containing soil allowed to identify an increase in Ca+2, Mg+2, K+ exchangeable, including Na+, Fe and Si. Also increased the levels of Fe and Al extracted solution of sodium dithionite-citrate-bicarbonate, ammonium oxalate and in accordance with the thermodynamic stability diagrams of minerals, the precipitation of low crystallinity oxide in remineralizer treatment. In the pot experiment, the presence of plants acted as a drain, but there was still an increase of Ca+2 and Mg+2 exchangeable, specially, but without was observed precipitation of amorphous oxides. Finally, field experiment confirms what was observed in the two previous experiments in which there was an increase in Ca+ 2, Mg+ 2, Na+ and Si exchangeable. At all experiments, in general, we observed the greatest contribution of plagioclase and clinopyroxenes in providing of Ca+2 and Mg+2 in large amount, as well as Na+, Fe and Si in minor quantity.

A remineralização é uma prática antiga que está associada a aplicação de pós de rocha no solo visando a melhoria das propriedades edáficas e por fim o aumento da produtividade, associado também a redução dos custos de produção, uma vez que os remineralizadores possuem menor preço comparado com fertilizantes sintéticos solúveis. Porém ainda existem divergências nos resultados obtidos com o uso de remineralizadores, por vezes associados a dificuldade na descrição e controle dos fatores que podem interferir no processo, como clima, características do solo e do remineralizador empregado. Esta tese tem por objetivo investigar a dissolução de um remineralizador em experimentos em diferentes níveis de complexidade e avaliar as alterações mineralógicas correspondentes, inclusive com ênfase na possibilidade de neoformação de minerais. No experimento in vitro foi possível identificar os efeitos do tamanho das partículas e dos diferentes solventes na dissolução dos minerais do remineralizador. Aumentando o nível de complexidade, no experimento em colunas contendo solo, foi possível identificar principalmente um incremento nos teores de Ca+2, Mg+2, K+ trocáveis no solo, além do Na+, Fe e Si no tratamento com a aplicação do remineralizador. Também houve aumento dos teores de Fe e Al extraídos em solução de ditionito-citrato-bicarbonato e oxalato de amônio e, em concordância com os diagramas de estabilidade termodinâmica dos minerais, foi constatada a precipitação de óxidos de baixa cristalinidade no tratamento com remineralizador. No experimento em vasos, a presença das plantas atuou como um dreno, mas mesmo assim com aumento principalmente dos teores de Ca+2 e Mg+2 trocáveis, mas sem ser constatada a precipitação de óxidos amorfos. Por fim, o experimento de campo reafirma o que foi observado nos dois experimentos anteriores, no qual houve aumento dos teores de Ca+2, Mg+2, Na+ e Si trocáveis. Em todos os níveis de experimentos, de forma geral, foi possível observar a maior contribuição de plagioclásios cálcio-sódicos e clinopiroxênios no fornecimento de Ca+2 e Mg+2, principalmente, além de Na+, ferro e silício. / The remineralization is an ancient practice of application of rock powders into the soil in order to improve the soil properties and increase productivity. It is also associated with the reduction of production costs, since remineralizers are cheaper as compared to soluble synthetic fertilizers. Contradiction among the results obtained from the use of remineralizadores frequently be associated with difficulty to describe and control of the factors that may affect the results, such as climate, soil characteristics and characterization of the remineralizers used. This thesis aims to investigate the dissolution of remineralizers in experiments with increasing levels of complexity and evaluate the mineralogical changes, emphasing the possibility of neoformation minerals. In the in vitro experiment, it was possible to identify the effects of particle size and different solvents in the dissolution of the mineral presents in the remineralizer. The rock powder when applied in columns containing soil allowed to identify an increase in Ca+2, Mg+2, K+ exchangeable, including Na+, Fe and Si. Also increased the levels of Fe and Al extracted solution of sodium dithionite-citrate-bicarbonate, ammonium oxalate and in accordance with the thermodynamic stability diagrams of minerals, the precipitation of low crystallinity oxide in remineralizer treatment. In the pot experiment, the presence of plants acted as a drain, but there was still an increase of Ca+2 and Mg+2 exchangeable, specially, but without was observed precipitation of amorphous oxides. Finally, field experiment confirms what was observed in the two previous experiments in which there was an increase in Ca+ 2, Mg+ 2, Na+ and Si exchangeable. At all experiments, in general, we observed the greatest contribution of plagioclase and clinopyroxenes in providing of Ca+2 and Mg+2 in large amount, as well as Na+, Fe and Si in minor quantity.

Orientadores: Meuris Gurgel Carlos da Silva, Valdinete Lins da Silva / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T21:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_GilsonLimada_D.pdf: 2115614 bytes, checksum: 1fee79de83e6af8f4f93eba214e82f4d (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: As indústrias têxteis constituem fator de grande importância na economia brasileira e são agrupadas em três categorias principais de fibras: tecidos de algodão, de lã e sintéticos. O impacto ambiental provocado pelo setor, a geração de efluentes líquidos se constitui num parâmetro representativo como fator potencialmente poluidor. Além disso, é uma das tipologias industriais que mais consomem água em seu processo produtivo. Um dos maiores problemas ambientais gerados durante o processo de tingimento nas lavanderias industriais é a grande quantidade de despejos altamente poluidores, contendo elevada carga de substâncias tóxicas, dentre estas os corantes. A avaliação da remoção de cor dos efluentes é fundamental tanto para o controle ambiental, uma vez que a cor interfere nos processos biológicos dos ecossistemas aquáticos. Os objetivos propostos para o desenvolvimento da tese visam contribuir com informações para a minimização de problemas ambientais, promovendo a avaliação dos sistemas de remoção de cor de efluentes têxteis e elaborando uma proposta para um sistema técnico e economicamente viável visando sua aplicação em pequenas e médias empresas. Neste trabalho estudou-se a utilização como adsorvente uma argila esmectita, que se constitui em um resíduo de grande disponibilidade na Região do Araripe em Pernambuco - Brasil, num processo de remoção de corante em efluente típico de tingimento de lavanderias industriais através de dois métodos: o mais simples, em banho finito e posteriormente em leito fixo, mais aplicável à realidade das referidas empresas. Os resultados demonstraram um bom potencial do processo visto que foram obtidos valores de remoção de corante acima de 90%. Uma modelagem matemática foi feita a fim de obter uma equação empírica que reproduzisse o fenômeno de adsorção para diversas vazões dentro da faixa de dados experimentais disponíveis, tendo sido obtido uma equação com boa capacidade de previsão de resultados / Abstract: The textile industries constitute factor of great importance in the Brazilian economy and are grouped in three main staple fiber categories: fabrics of cotton, woolen and synthetic. The environment impact provoked by the sector, the generation of effluent liquids if constitutes in a representative parameter as potentially polluting factor. Moreover, it is one of the industrial typology that more consumes water in its productive process. One of the biggest generated environment problems during the process of dyeing in the industrial laundries is the great amount of highly polluting spilling, contends high toxic substance load, amongst these the dyes. The evaluation of the removal of color of the effluent ones is basic in such a way for the environmental control, a time that the color intervenes with the biological processes of aquatic ecosystems. The objectives considered for the development of the thesis aim at to contribute with information for the minimization of environmental problems, promoting the evaluation of the systems of dye¿s removal of textile effluent and elaborating a proposal for a system small economically viable technician and aiming at its application in small and measured companies. In this work it was studied use as adsorbent a esmectita clay, that if constitutes in a residue of great availability in the Region of the Araripe in Pernambuco ¿ Brazil, in a dye's removal process in the typical effluent of the dyeing of industrial laundries, through two methods: simplest, in batch equilibrium and later in fixed bed, more applicable to the reality of the related companies. The results had demonstrated a good potential of the process since values of removal of dyes above of 90% had been gotten. A mathematical modeling was made in order to get an empirical equation that inside reproduced the adsorption phenomena for diverse outflows of the band of experimental data available, getting an equation with high capacity of forecast of results / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Ana Rita Morales / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T07:32:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paiva_LucileneBetegade_D.pdf: 25147063 bytes, checksum: a98b5c9f475d3fb0e39af5793bb3acee (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Sete bentonitas foram avaliadas quanto ao potencial na obtenção de formas organofílicas, através da caracterização por difração de raios-X para avaliar os espaçamentos basais, pelo teste de inchamento, em água e em xileno, para avaliar o caráter a hidrofílico e organofóbico, por energia dispersiva de raios-X para identificar os elementos presentes, e da capacidade de troca de cátions pelo método de adsorção do azul de metileno. Somente uma não apresentou potencial para organofilização e foi descartada. As bentonitas que apresentaram potencial para serem organofilizadas, foram tratadas com um sal quaternário de amônio por troca de cátions em dispersão aquosa, metodologia convencionalmente usada, e intercalação em meio semi-sólido, como metodologia alternativa. Posteriormente, as bentonitas foram caracterizadas por difração de raios-X, para avaliar intercalação dos cátions orgânicos, pelo teste de inchamento, em água e em xileno, para avaliar o caráter organofílico e hidrofóbico adquirido, por energia dispersiva de raios-X para identificação dos elementos presentes. Adicionalmente, ambas bentonitas sódicas e organofilizadas, foram caracterizadas por análise termogravimétrica para avaliar a estabilidade térmica e o teor de cátions orgânicos incorporado, por microscopia eletrônica de varredura para avaliar a morfologia das partículas e por medida da área específica baseada na adsorção de nitrogênio. Todas as bentonitas adquiriram caráter organofílico. Foram preparados nanocompósitos com polipropileno e as bentonitas organofílicas obtidas. Após o processamento, foi feita uma caracterização por difração de raios-X e por microscopia eletrônica de transmissão para avaliar a dispersão das bentonitas organofílicas na matriz polimérica e o tipo de estrutura formada. Foram obtidos nanocompósitos com estruturas esfoliadas, parcialmente esfoliadas e intercaladas, e intercaladas. O estudo mostra uma grande potencialidade das bentonitas em estudo na obtenção de bentonitas organofílicas para nanocompósitos poliméricos, bem como a eficiência da metodologia de organofilização em meio semi-sólido. / Abstract: Seven bentonites were evaluated to verify the potential to obtain the organophilic clay. The characterization by X-ray diffraction to evaluate the basal spacings was made, as well as the characterization by swelling capacity test, in water and in xylene, to evaluate the hydrophilic and organophobic character, by X-ray dispersive energy to indentify the present elements, and by cations exchange capacity using the method of blue methylene adsorption. Only one bentonite didn't show potential to be organophilized and was rejected. The bentonites that showed potential to be organophilized, were treated with a quaternary ammonium salt by cation exchange in aqueous dispersion, the conventional methodology used, and by intercalation in semi-solid medium, as an alternative methodology. Subsequently, they were characterized by X-ray diffraction, to evaluate the intercalation of the organic cations, by the swelling capacity test, in water and in xylene, to evaluate the organophilic and hidrophobic acquired, by X-ray dispersive energy to identify the present elements. Furthermore, both sodium and organophilized bentonites were characterized by thermogravimetric analysis to evaluate the thermal stability and the tenor of organic cations incorporated, by scanning electronic microscopy to evaluate the morphology of the particles, and by measurement of specific area based on the adsorption of nitrogen. All bentonites acquired organophilic character. Nanocomposites with polypropylene as matrix and the organophilic bentonites obtained were prepared. After the processing, a characterization by X-ray diffraction and by transmission electronic microscopy to evaluate the dispersion of the organophilic bentonites in the polymeric matrix and the type of structure formed were made. Nanocomposites with exfoliated, or partially exfoliated and intercalated, and intercalated structures were obtained. The study shows a large potential of the bentonites in study in obtaining organophilic bentonites for polymeric nanocomposites, as well as the efficiency of the methodology of organophilization in semi-solid medium. / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2016-02-05T18:29:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-15. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-05T18:33:22Z : No. of bitstreams: 1 000856841.pdf: 3601344 bytes, checksum: c5a2ce8175222e56827b8e4197c9a5e4 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As reservas de argilas illiticas aflorantes no entorno das cidades de Rio Claro e Santa Gertrudes, foram determinantes para a implantação de um Polo Mineiro Industrial especializado na fabricação de pisos e revestimentos cerâmicos que, atualmente, responde por mais de 50% da produção nacional. Simultaneamente ao acentuado crescimento dessas indústrias e das atividades de mineração correlatas, cresceram também os problemas ambientais como geração de efluentes líquidos, resíduos sólidos, gasosos e material particulado. Nesse contexto, a presente pesquisa estudou as composições mineralógicas e químicas dos diferentes materiais geológicos, que estão presentes nos ambientes de extração do minério, transporte, secagem e das indústrias. Os resultados analíticos obtidos a partir de amostras coletadas nesses quatro ambientes os caracterizaram como principais fontes emissoras de materiais particulados. Utilizando um amostrador sequencial (Partisol), foram coletados materiais particulados com diâmetro inferior a 10 μm, para estudos químicos e mineralógicos da atmosfera local. Esses estudos foram correlacionados com aqueles obtidos nos diferentes domínios do segmento produtivo. As técnicas analíticas utilizadas como a difração de raios X, MEV ICP-ES e ICPMS e cromatografia para caracterização mineralógica e química dos materiais geológicos, e difração a laser para determinação granulométrica, confirmaram que os teores dos elementos químicos e respectivos minerais caracterizados em ambas as situações, são correlacionáveis geneticamente. O conjunto inalável composto de elementos maiores como sílica, alumínio, ferro, titânio, potássio e elementos traços como bário, zircônio, flúor e outros caracterizados na atmosfera local, têm origem na ressuspensão de materiais sólidos como os solos, materiais cerâmicos utilizados para capear estradas e no minério durante sua extração e exposição nos pátios... / Illiticas clays reserves outcropping in the vicinity of Rio Claro and Santa Gertrudes, were instrumental in the deployment of an Industrial Mining region specialized in the manufacture of flooring and glazed ceramic tiles, which currently accounts for over 50% of national production. While the sharp growth of these industries and the related mining activities, environmental problems also increased as the generation of wastewater, solid waste, and emissions of fluorides and particulates. In this context, this research studied the mineralogical and chemical compositions of the different geological materials, which are present in the ore extraction, transport, industries, and drying environments. Analytical results from the samples was collected in the four environments that are members of ceramic parts production chain characterized them as major emission particulates. Using a sequential sampler (Partisol), MP with diameter less than 10 micrometers were collected in the atmosphere of these areas, for chemical, mineralogical studies and subsequent correlation with the results obtained in the different domains of the productive segment characterization. Analytical techniques such as Xray diffraction, MEV ICP-ES, ICP-MS, and. chromatography for mineralogical and chemical characterization of geological materials, laser diffraction for particle size determination, confirmed that the levels of minerals and their chemical elements featured in both situations are genetically correlated. The inhalable set comprising major elements such as silica, aluminum, iron, titanium, potassium and trace elements such as barium, zirconium, fluoride and other characterized in the local atmosphere originates from the pellet of solid materials such as soils, ceramic materials used for roads to cover and ore during its extraction and exposure in drying area. The presence of fluoride detected in this atmosphere is attributed to emissions of the ceramic industry, ...

Orientador: Antenor Zanardo / Banca: Sebastião Gomes de Carvalho / Banca: Kátia Regina Ferrari / Banca: Rogers Raphael da Rocha / Banca: Bernardino Ribeiro de Figueiredo / Resumo: As reservas de argilas illiticas aflorantes no entorno das cidades de Rio Claro e Santa Gertrudes, foram determinantes para a implantação de um Polo Mineiro Industrial especializado na fabricação de pisos e revestimentos cerâmicos que, atualmente, responde por mais de 50% da produção nacional. Simultaneamente ao acentuado crescimento dessas indústrias e das atividades de mineração correlatas, cresceram também os problemas ambientais como geração de efluentes líquidos, resíduos sólidos, gasosos e material particulado. Nesse contexto, a presente pesquisa estudou as composições mineralógicas e químicas dos diferentes materiais geológicos, que estão presentes nos ambientes de extração do minério, transporte, secagem e das indústrias. Os resultados analíticos obtidos a partir de amostras coletadas nesses quatro ambientes os caracterizaram como principais fontes emissoras de materiais particulados. Utilizando um amostrador sequencial (Partisol), foram coletados materiais particulados com diâmetro inferior a 10 μm, para estudos químicos e mineralógicos da atmosfera local. Esses estudos foram correlacionados com aqueles obtidos nos diferentes domínios do segmento produtivo. As técnicas analíticas utilizadas como a difração de raios X, MEV ICP-ES e ICPMS e cromatografia para caracterização mineralógica e química dos materiais geológicos, e difração a laser para determinação granulométrica, confirmaram que os teores dos elementos químicos e respectivos minerais caracterizados em ambas as situações, são correlacionáveis geneticamente. O conjunto inalável composto de elementos maiores como sílica, alumínio, ferro, titânio, potássio e elementos traços como bário, zircônio, flúor e outros caracterizados na atmosfera local, têm origem na ressuspensão de materiais sólidos como os solos, materiais cerâmicos utilizados para capear estradas e no minério durante sua extração e exposição nos pátios... / Abstract: Illiticas clays reserves outcropping in the vicinity of Rio Claro and Santa Gertrudes, were instrumental in the deployment of an Industrial Mining region specialized in the manufacture of flooring and glazed ceramic tiles, which currently accounts for over 50% of national production. While the sharp growth of these industries and the related mining activities, environmental problems also increased as the generation of wastewater, solid waste, and emissions of fluorides and particulates. In this context, this research studied the mineralogical and chemical compositions of the different geological materials, which are present in the ore extraction, transport, industries, and drying environments. Analytical results from the samples was collected in the four environments that are members of ceramic parts production chain characterized them as major emission particulates. Using a sequential sampler (Partisol), MP with diameter less than 10 micrometers were collected in the atmosphere of these areas, for chemical, mineralogical studies and subsequent correlation with the results obtained in the different domains of the productive segment characterization. Analytical techniques such as Xray diffraction, MEV ICP-ES, ICP-MS, and. chromatography for mineralogical and chemical characterization of geological materials, laser diffraction for particle size determination, confirmed that the levels of minerals and their chemical elements featured in both situations are genetically correlated. The inhalable set comprising major elements such as silica, aluminum, iron, titanium, potassium and trace elements such as barium, zirconium, fluoride and other characterized in the local atmosphere originates from the pellet of solid materials such as soils, ceramic materials used for roads to cover and ore during its extraction and exposure in drying area. The presence of fluoride detected in this atmosphere is attributed to emissions of the ceramic industry, ... / Doutor

Submitted by Socorro Albuquerque (sbarbosa@ufpa.br) on 2018-05-04T19:25:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MateriaisHibridosOrganicos-inorganicos.pdf: 4676287 bytes, checksum: 4c83ba0253cdd5966b879f36b7d20b15 (MD5) / Approved for entry into archive by Socorro Albuquerque (sbarbosa@ufpa.br) on 2018-05-04T19:28:36Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MateriaisHibridosOrganicos-inorganicos.pdf: 4676287 bytes, checksum: 4c83ba0253cdd5966b879f36b7d20b15 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T19:28:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MateriaisHibridosOrganicos-inorganicos.pdf: 4676287 bytes, checksum: 4c83ba0253cdd5966b879f36b7d20b15 (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A interação em escala nanométrica de um conjunto de espécies moleculares ou poliméricas com substratos inorgânicos constituem a base para obtenção de materiais híbridos. O desenvolvimento desses materiais representa um tópico emergente e interdisciplinar entre a fronteiras das ciências da vida, dos materiais e da nanotecnologia. A combinação desses dois materiais, orgânico-inorgânico, produz um novo material com propriedades aprimoradas e estruturas essencialmente diferentes dos seus componentes individuais. Eles são constituídos por uma fase contínua denominado de matriz, podendo ser plásticos ou celulose, e uma fase inorgânica, tais como argilominerais ou óxidos. Inúmeros trabalhos foram publicados obtendo estes materiais com propriedades aperfeiçoadas tais como: aumento da flexão e módulos de tração, barreira de gás, retardantes de chama, densidade, resistência a fusão, condutividade elétrica, etc. Tornando-os aptos para serem utilizados na indústria de produtos flexíveis e rígidos, bem como na fabricação de materiais para a eletrônica (revestimentos de fios e cabos a fabricação de sensores/atuadores), produção de vacinas, entre outros. O argilomineral mais utilizado em síntese de materiais híbridos é a espécie montmorillonita, mas outros argilominerais também podem ser utilizados, como: illita e palygorskita. No estado do Maranhão, nordeste do Brasil, há várias ocorrências de argilominerais, destacando-se principalmente esmectita, illita e palygorskita. Dentre esses argilominerais duas novas ocorrências já foram identificadas e caracterizadas pelo Grupo de Mineralogia Aplicada (GMA) da UFPA, como a Bentonita Formosa e a Palygorskita de Alcântara, que são abundantes na região e ainda não possuem uma aplicação. Além dessas duas argilas, há uma nova ocorrência de illita ainda não caracterizada na região do município de Barão de Grajaú (MA). Outro material com grande potencial para obtenção de nanomateriais é o pentóxido de vanádio, por apresentar características intrínseca como alinhamento do campo magnético, sistema redox e elasticidade como gel, possibilitando ser aplicado na indústria eletrônica para fabricação de baterias e displays eletrocrômicos para sensores/atuadores. No Brasil, o pentóxido de vanádio começou a ser produzido em 2014, no município Maracás estado da Bahia pela empresa Maracás S/A. Atualmente, o seu consumo interno está focado na produção de aços especiais para fabricação de estruturas de aviões e indústria aeroespacial. No âmbito nacional a produção e desenvolvimento de materiais híbridos e plataformas para serem utilizados na indústria de alta tecnologia é pequena. Dessa forma, faz necessário o desenvolvimento e aperfeiçoamento de nanomateriais utilizando como material de partida argilominerais e óxidos de ocorrência nacional. Dentro desse contexto, esta tese buscou desenvolver um estudo sobre a aplicação das três espécies de argilominerais (Mg-Montmorillonita, Illita e Palygorskita) provenientes do nordeste brasileiro, além do pentóxido de vanádio no processamento de materiais híbridos utilizando como matriz poli(metacrilato de metila) (PMMA) e nanofibras de celulose. Para isso a metodologia deste trabalho foi dividida em três partes: A primeira foi constituída pela coleta ou síntese, tratamento e caracterização dos materiais individuais (argilominerais, pentóxido de vanádio, poli(metacrilato) de metila e celulose). A segunda foi a obtenção dois materiais híbridos argilomineral-PMMA (AP) e pentóxido de vanádio-celulose (VC), e a terceira foi estudar principalmente as propriedades térmicas e mecânicas dos híbridos AP e as propriedades eletrocrômicas dos filmes VC. Através da caracterização das amostras coletadas foi confirmada a predominância dos argilominerais: Mg-montmorillonita, Illita e Palygorskita. A fração argila tal qual e organofilizada foram utilizadas para obter 12 amostras com PMMA comum e elastomérico para realizar os ensaios físico-químico focando principalmente na inflamabilidade e tração. Através de medidas de DRX foi possível aferir que houve interação entre as duas fases orgânica-inorgânica, e que em PMMA elastomérico houve melhor dispersão dos argilominerais. Os ensaios realizados nesses materiais indicaram que os híbridos apresentam comportamento térmico e mecânico intrínsecos de cada material possivelmente relacionados ao tipo de estrutura presente na fase inorgânica, contribuindo para o aumento ou diminuição do Tg, Tm, inflamabilidade e tração. Para os híbridos VC, quatro filmes de V2O5-Celulose foram obtidos e caracterizados. Testes eletrocrômicos foram conduzidos nos filmes que apresentaram melhor performance. Foi possível constatar que houve mescla das nanofibras de pentóxido de vanádio e celulose mantendo a propriedade eletrocrômica do óxido. Através de medidas potenciométricas constatou-se que após 30 e 100 ciclos os filmes continuam flexíveis e mantendo suas propriedades. Dessa forma este trabalho concluiu que é possível obter materiais híbridos com argilominerais provenientes da região nordeste do Brasil podendo adaptar suas propriedades térmicas e mecânicas de acordo com a sua aplicação. O mesmo foi observado para os filmes de VC que apresentaram bons resultados e que podem vir a ser utilizado em displays e/ou sensores flexíveis. / The interaction on a nanometric scale of molecular or polymeric species with inorganic substrates constitute the basis for obtaining hybrid materials. The development of these materials represents an emerging and interdisciplinary topic between the frontiers of life sciences, materials and nanotechnology. The combination of these two materials, organic-inorganic, produces a new material with improved properties and structures essentially different from its individual components. Constituted by a continuous phase (matrix), being plastics or cellulose, and an inorganic phase, such as clay minerals or oxides. several papers have been published obtaining these materials with improved properties: traction modules, gas barrier, flame retardants, density, melt strength, electrical conductivity, etc. Capable of making industry flexible and rigid products and in the manufacture of electronic materials (wire and cable coatings manufacture of sensors / actuators), vaccine production, among others. The most clay minerals used in the synthesis of hybrid materials are the species montmorillonite, clay but others can also be used, such as illite and palygorskita. In the state of Maranhão, northeastern Brazil, there are several occurrences of clay minerals, most notably smectite, illite and palygorskite. Among these clay minerals two new occurrences have already been identified and characterized by the UFPA Group of Applied Mineralogy (GMA), such as Bentonite Formosa and Palygorskite, which are abundant in the region and do not yet have an application. In addition to a new occurrence of illite not yet characterized in the region of the municipality of Barão de Grajaú (MA). Another material with great potential for obtaining nanomaterials is the vanadium pentoxide, having intrinsic features such as alignment of the magnetic field, and redox system such as gel elasticity, enabling application in the electronics industry for the manufacture of batteries and electrochromic displays for sensors/actuators. In Brazil, vanadium pentoxide began to be produced in 2014 by Maracás S/A. Currently, its consumption is focused on the production of special steels for the manufacture of aircraft structures and the aerospace industry. At the national level the production and development of hybrid materials and platforms for use in high-tech industry is small. Thus, the development and improvement of nanomaterials is necessary using as starting material and clay minerals national occurrence oxides. Within this context, this thesis aimed to develop a study on application of three clay minerals (Mg-montmorrillonite, illite and Palygorskita) from northeastern Brazil, besides vanadium pentoxide in the processing of hybrid materials using as poly matrix (methylmethacrylate) (PMMA ) and cellulose nanofibers. For this, the methodology of this work was divided into three parts: The first one consisted of the collection or synthesis, treatment and characterization of the individual materials (clay minerals, vanadium pentoxide, methyl poly (methacrylate) and cellulose). The second was to obtain hybrid materials clay mineral-PMMA (AP) and vanadium pentoxide cellulose (VC) and the third one was mainly to evaluate the thermal and mechanical properties of the AP hybrids and the electrochromic properties of the VC films. The characterization of the samples confirmed the predominance of Mg-montmorillonite, Illita and Palygorskita. The natural clay and organophilic fraction were used to obtain 12 samples with common and elastomeric PMMA to perform the physical-chemical tests focusing mainly on flammability and traction. By means of XRD measurements it was possible to verify that there was interaction between the two organic-inorganic phases, and that in the elastomeric PMMA there was a better dispersion of the clay minerals. The tests carried out on these materials indicated that the hybrids exhibit intrinsic thermal and mechanical behavior of each material possibly related to the type of structure present in the inorganic phase, contributing to the increase or decrease of Tg, Tm, flammability and traction. Four V2O5-cellulose films were obtained and characterized. Electrochromic tests were conducted in the films that presented better performance. It was possible to verify that there was interaction between the nanofibers of vanadium pentoxide and cellulose maintaining the electrochromic property of the oxide. Potentiometric measures were found that after 30 and 100 cycles the films remained flexible and maintained their properties. In this way, this work concluded that it is possible to obtain hybrid materials with clay minerals coming from the northeastern region of Brazil and can adapt their thermal and mechanical properties according to their application. The same was observed for the VC films that presented satisfactory results and that can be used in displays and / or flexible sensors.

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-06-13T13:49:19Z No. of bitstreams: 1 GILVANISE ALVES TITO - TESE PPGEA 2009..pdf: 11064945 bytes, checksum: bac5edce5a2a3875418ba29344312d3e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-13T13:49:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GILVANISE ALVES TITO - TESE PPGEA 2009..pdf: 11064945 bytes, checksum: bac5edce5a2a3875418ba29344312d3e (MD5) Previous issue date: 2009-09 / A contaminação dos solos por metais pesados tem sido um problema crescente ao meio ambiente e à saúde das pessoas em função da alta toxicidade, razão por que a ciência busca alternativas que possam impedir ou pelo menos minimizar os efeitos poluidores desses metais ou, ainda, remediar os ambientes já contaminados. Assim, vários estudos utilizando matérias adsorventes estão sendo conduzidos como forma de reduzir os efeitos poluidores desses metais. E importante conhecer o processo de adsorção de metais pesados por minerais de argila, uma vez que estes são capazes de imobilizar referidos metais. No presente trabalho avaliou-se, através de três experimentos, a capacidade da bentonita na remediação de solos contaminados com zinco e cobre. O primeiro experimento consistiu no estudo da adsorção desses metais pela bentonita, em pH 4; 5 e 6, utilizando-se os modelos matemáticos de Langmuir e Freundlich. A partir de experimentos tipo "batch" foram elaboradas isotermas de adsorção com quantidades crescentes de zinco e cobre (5; 10; 20; 30; 50; 100; 150 e 200 mg L"1); o segundo experimento consistiu no estudo da mobilidade de zinco e cobre em colunas de lixiviação, preparadas com solo e doses crescentes de bentonita (0; 30 e 60 t ha"1). Os parâmetros de transporte foram calculados através do modelo computacional DISP. No último experimento avaliou-se, em casa de vegetação, o efeito das doses de zinco e cobre (50; 250 e 450 mg kg"1) e de bentonita (0; 30 e 60 t ha"1), adicionados ao solo, na produção de fitomassa e composição mineral do feijoeiro. Terminado o experimento (65 dias), foram determinadas as concentrações do zinco e do cobre nas partes aéreas e nas raízes das plantas e no solo das unidades experimentais, cujos resultados permitiram concluir que a incorporação de bentonita ao solo aumentou a adsorção do zinco e do cobre e que esta adsorção é dependente do pH da solução; que os modelos de Langmuir e Freundlich se apresentaram adequados para descrever a adsorção desses metais; que o tamanho das partículas da bentonita não influenciou na adsorção e a incorporação de bentonita ao solo contribuiu para diminuir a concentração e o acúmulo dos metais zinco e cobre, nas plantas de feijão-macassar. / The contamination of soil by heavy metais has been a growing problem to the environment and to the people's health in function of their toxicity, that has induced the science to search alternatives to prevent, or at least, minimize the pollutant effects of those metais or still, remediate the already polluted environment. Thus, several studies using sorbent materiais are conducted aiming to reduce the pollution problems produced by the excess of heavy metais. It is important to know the process of adsorption of heavy metais by clay minerais, because these are capable to immobilize such metais. The present study was carried out aiming, through three experiments, to evaluate the ability of the bentonite clay on the remediation of soils contaminated with zinc and copper. The fírst experiment consisted in studying the adsorption of these metais by bentonite at pH 4; 5 and 6, using the mathematical models of Langmuir and Freundlich. Adsorption isotherms were elaborated from batch adsorption assays, with increasing zinc and copper concentrations (5; 10; 20; 30; 50; 100; 150 and 200 mg L"1); the second experiment consisted in studying the zinc and copper mobility through leaching columns, prepared with soil and increasing bentonite leveis (0; 30 and 601 ha"1). The transport parameters were calculated using the computer model DISP. Finally, a greenhouse experiment was conducted to evaluate the effects of zinc and copper (50; 250 and 450mg kg"1) and bentonite (0; 30 and 60 t ha"1) added to the soil, on the phytomass production and mineral composition of a bean plant (Vigna unguiculata.h). At the end of the experiment (65 days) the phytomass and the content of zinc and copper in the aerial part, in the roots and in the soil were determined. It was observed that the adsorption of the elements increased with the bentonite application being dependent of the pH of the solution; the two studied models are appropriate to describe the zinc and copper adsorption for the bentonite; the granulometric size of the bentonite does not influence the metais adsorption and that the application of bentonite to the soil contributed to the decrease the concentration and accumulation of the heavy metais in the bean plant.