Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-10-25T03:11:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 342549.pdf: 5993107 bytes, checksum: 2766ae8be89f5f5e872c34267dfd21f6 (MD5) Previous issue date: 2016 / Utilizar novas classes de ligantes cimentícios se faz recorrente atualmente, sendo os cimentos ativados alcalinamente, com valorização de percursores residuais, um tema que necessita de maiores pesquisas e investigações. Estes cimentos são formados a partir da ativação de minerais aluminossilicatos amorfos em soluções alcalinas. Resíduos industriais como cinza pesada (CZP) são utilizados como minerais aluminossilicatos em ativações alcalinas, motivando uma valorização dos mesmos. Para solução ativadora são difundidos os hidróxidos de sódio, potássio e silicatos solúveis. Nesta pesquisa foi realizado estudo de ativações alcalinas hibridas, em razão da baixa reatividade apresentada para ativações apenas para CZP, foram realizadas misturas binárias com cimento Portland (CP) nas proporções de 2,5, 5, 10 e 30% de substituição de CZP moída por 540? e calcinada a 600°C por CP e ternárias, substituindo na porcentagem de 10% de CP por cinza de casca de arroz (CCA) em 25, 50 e 75%. A cura foi feita em estufa a 80°C por 24 horas. Buscou-se obter composições que pudessem ser aplicadas em argamassas autonivelantes para uso em sistemas de revestimento de pisos. Para tanto, foram analisados os comportamentos de espalhamento em estado fresco das argamassas para a obtenção de um material autonivelante (espalhamento > 250 mm). No estado endurecido para as misturas binárias foi observado maiores resistências à tração na flexão e à compressão para maiores presenças de CP, amostra contendo 30% de CP obteve resistência de 7,53 MPa à tração e 33,5 MPa à compressão, entretanto o acréscimo de cimento acarretou em maiores perdas de trabalhabilidade e espalhamento. Foram realizadas análises por meio das técnicas de DRX e MEV, observando formação de géis N-A-S-H e (N,C)-A-S-H. Nas ternárias observou-se decréscimo de resistência à tração e à compressão para maiores substituições de CCA. Para todas as amostras constatou-se durabilidade similares as de argamassas comuns, havendo melhores resultados para ensaios de ataques ácidos, devido menores quantidades de cálcio. Houve menores valores de retração linear e empenamento de placas, absorção capilar e porosidade aberta para as ativações alcalinas quando comparadas a cimento Portland comum, havendo incremento da porosidade com o acréscimo da substituição de CP. Por fim, constatou-se a viabilidade na produção de produto autonivelante nas composições de ativações alcalinas híbridas binárias de CZP e CP, sendo a melhor mistura a contendo 10% de CP.<br> / Abstract : Using new classes of cementitious binders is frequently today, the alkali-activated cements with residual precursors valorization is a topic that needs further research and investigation. These cements are formed from aluminosilicate minerals amorphous activated in an alkaline solution. Industrial waste, as bottom ash (CZP) are used as aluminosilicate minerals in alkaline activation, encouraging their valorization. Sodium and potassium hydroxides and sodium silicate are used as activating solution. This research was conducted of hybrid alkaline activation, due low reactivity presented from bottom ash, binary mixtures were made of bottom ash and Portland cement in proportions of 2.5%, 5%, 10% and 30% substitution of bottom ash grounded 450? and calcined 600°C of Portland cement, for ternary mixtures CP was replaced by rice husk ash (CCA) in proportions of 25%, 50% and 75% of Portland cement to rice husk ash, to the reference of binary 10% OPC (Ordinary Portland Cement). Curing was at 80°C for 24 hours. Was attempted to obtain compositions that could be applied in self-leveling mortars for coating systems. To this end, the spreading behavior were analyzed in the fresh mortar to obtain a self-leveling material (spreading > 250 mm). In the hardened state for binary mixtures was observed in greater tensile and compressive strength for higher CP amount, mortars with 30% CP obtained tensile resistance of 7,53 MPa and to compressive strength 33.5 MPa, however, the cement increasing resulted workability and spreading losses. Techniques SEM and XRD analyses were performed to observing the formation of N-A-S-H and (N,C)-A-S-H gels. In ternaries mixtures were observed resistance decrease with higher substitutions of CCA. For all samples were founded similar durability, with better results for acid attack test when compared with normal mortars, due lower amount of calcium. There were lower values of linear shrinkage, curling, capillary absorption and open porosity for alkaline activations compared to ordinary Portland cement, with increasing porosity with higher replacement of CP. Finally, it was viable the production of self-leveling products in the composition of binary hybrid alkaline activation of CZP600 and CP. The best mixture was the binary containing 10% CP.

[pt] A bactéria Rhodococcus opacus foi avaliada como biorreagente para a flotação dos minerais da magnesita calcita e barita. As análises para determinar a conformação de parede o R. opacus estabelecem que é constituída por macromoléculas com características anfipáticas. O balanço entre grupos catiônicos e aniônicos da parede atribui um ponto isoelétrico equivalente de 3,2. Os resultados dos testes de aderência indicam que a bactéria R. opacus tem uma forte afinidade por superfícies de características ácido - base. Medidas dos minerais antes e após da interação com o R. opacus revelaram que embora fossem observadas modificações sobre todas as superfícies dos minerais, a bactéria R. opacus apresentou uma melhor afinidade pela superfície da magnesita. A capacidade de adsorção das células sobre as superfícies foi fortemente dependente dos valores de pH e a velocidade de adsorção atingiu a máxima concentração de células nos primeiros 5 minutos. As isotermas para a adsorção da bactéria sobre os minerais poderiam ser categorizadas do tipo Lagmuir (L) , II. A melhor flotabilidade foi observada em pH 7. Para a magnesita, a porcentagem foi de 92% usando uma concentração de R. opacus de 100 ppm. Para calcita os melhores resultados apresentaram flotabilidade de 55% para uma concentração de 250 ppm. Em relação à barita, os melhores valores de flotabilidade (60%) foram obtidos para uma concentração de R. opacus de 350 ppm. A aproximação termodinâmica determinou que a energia de adesão era negativa para todos os sistemas, sugerindo assim uma adsorção espontânea da bactéria sobre as superfícies minerais. Para magnesita e calcita as teorias DLVO confirmam os resultados experimentais, as atrações eletrostáticas entre as partículas determinaram as forças de interação. Já para barita, a teoria de XDLVO poderia predizer o comportamento das células sobre o mineral. Neste caso as interações ácido-base seriam as responsáveis pela adesão. / [en] Rhodococcus opacus micro-organism was evaluated as a biocollector for flotation of calcite and magnesite and barite. Analyses of R. opacus cell wall indicated the macromolecules configurationl. The IEP value of R. opacus was around 3.2,. The acidic IEP value of R. opacus could be due to the presence of anionic groups on the wall that dominate over the cationic groups. The adherence test showed the R. opacus affinity for acid-base surfaces.The behavior of the minerals, before and after R. opacus interaction, was evaluated and showed that the cells adhesion shifted both the minerals zeta potential curves and the reversal charges in comparison to their original isoelectric points. Adhesion tests suggested a higher affinity of the bacteria for magnesite than calcite and barite. The experiments of the adsorption rate of the R. opacus on the minerals surfaces showed fast behavior, achieving a maximum of cell adsorption after 5 minutes. Adsorption isotherm curves for the minerals could be categorized as Lagmuir (L) type II. The best bioflotability results for the minerals were achieved for pH 7. Magnesite reached values around 93% for a R. opacus concentration of 100 ppm. For calcite the best flotability was of 55% for a R. opacus concentration of 220 ppm. For barite, the best flotability achieved 70% for a bacterial concentration of 350 ppm. Using the thermodynamic approach of the minerals systems, the adhesion energy of R. opacus on the surfaces was negative. The result suggested a spontaneous adsorption of R. opacus on to the all minerals. For magnesite and calcite, the DLVO theory can predict the cell behavior on the minerals surfaces. The electrostatic attractions determine the interaction forces. For barite and pH 7, the X- DLVO theory predicted the R. opacus adhesion on the surface by acid base interactions.

As cargas minerais têm sido utilizadas em misturas com os mais variados tipos de polímeros, misturas estas chamadas compósitos, com a finalidade de barateamento de custos e, mais particularmente, porque agregam melhorias das características físicas e químicas das peças fabricadas. As indústrias químicas fabricantes de polímeros têm procurado desenvolver novos tipos de polímeros. A disputa torna-se acirrada pelo grande mercado consumidor que existe. As empresas tentam, então, atender as mais diversas necessidades de tipos e características físicas e químicas dos materiais e peças fabricados pelas indústrias consumidoras. No Brasil as cargas minerais ainda são utilizadas pelas indústrias, na sua maioria, de forma empírica, em misturas com os polímeros. O entendimento das propriedades intrínsecas das cargas minerais e dos polímeros, da influência da tensão superficial na interação entre eles, o desenvolvimento de novos equipamentos de medida da tensão superficial, o desenvolvimento de agentes de tratamento superficial visando melhorar a compatibilidade de energia entre a carga mineral e o polímero, tudo isso tem contribuído para uma melhor compreensão e previsão das propriedades de compósitos e nanocompósitos. Várias pesquisas têm sido desenvolvidas nesta direção, cujo intuito principal é o de comparar o efeito do uso, em polímeros, de cargas minerais diversas, tratadas e não tratadas superficialmente com agentes químicos como silanos e ácidos graxos. As características físicas e químicas dos produtos destas misturas, como elongamento, tensão de ruptura à flexão, deformações ao calor, etc, são medidas e definidas, constatando-se modificações nestas propriedades quando comparadas com as mesmas propriedades para os polímeros puros. / The mineral fillers have been used in admixtures with a large variety of polymers called composites with the purpose not only of reducing their prices but mainly due to the improvements of their physical and chemical characteristics. The polymer manufacturers have been looking for the development of new types of polymers and composites in a battle driven by the great existing market as well as the consumers needs for products with distinct physical and chemical properties and lower prices. In Brazil the mineral fillers are still mainly used in empirical admixtures with polymers. The understanding of the intrinsic properties of mineral fillers and polymers, the influence of the surface tensions in the mineral/polymer interactions, the development of new equipments for measuring the surface tension, as well as chemical agents to promote the surface compatibility between mineral and polymer, has contributed for a better understanding and foreseeing the properties of composites and nanocomposites. Many researches have been developed under this direction with the goal of comparing the effect of using mineral fillers with and without superficial treatment by by chemical agents in admixed with polymers. The physical and chemical properties of these composites, such as elongation, flexural tensile strength, heating behavior and many others are measured and defined, supporting the properties enhancement when compared with the same properties for the stand alone polymers.

A gestão do processo de recuperação de uma área degradada pela mineração consiste em três etapas principais: planejamento; implementação das medidas de correção ou prevenção e implementação de gestão. Neste trabalho, foi desenvolvido um instrumento de avaliação que pode ser usado por órgãos públicos ou por empresas de mineração para auxiliar no controle e melhoria das práticas de recuperação ambiental. A avaliação é feita por meio da aplicação de um roteiro, fundamentado nas boas práticas internacionais e nacionais relacionadas à recuperação ambiental de minas. Para fins de teste e calibração, os roteiros foram aplicados em três minas de calcário, nas quais se verificou que as evidências - visuais, documentais e verbais (obtidas por meio de entrevistas) - coletadas devem ser interpretadas dentro de um contexto que envolva o entendimento das características ambientais e operacionais particulares de cada mina. As categorias de classificação da avaliação da eficácia de medidas de recuperação ambiental foram definidas em: eficaz, parcialmente eficaz, não eficaz e não se aplica. Ante aos resultados, foi possível identificar um \"cenário atual\" das práticas de recuperação ambiental empregadas em cada mina inspecionada e consequentemente recomendar ações visando a melhoria das práticas atuais e a redução de um futuro passivo ambiental. Diante destes resultados, conclui-se que o procedimento de avaliação da eficácia de medidas de recuperação ambiental desenvolvido nesta pesquisa é adequado, mas sua aplicação somente pode ser feita por um profissional que detenha alguma experiência no assunto, fator primordial para o julgamento e contextualização das evidências coletadas. O roteiro proposto nesta pesquisa ainda pode ser aplicado em outras minas de diferentes minerais e pedreiras. / The reclamation process management of an area degraded by mining activity consists of three main steps: planning. application of correction or prevention measures and monitoring. In this work, an assessment tool to be used by public bodies or by mining companies in order to support the control and improvement of environmental reclamation practices was developed. The assessment has been carried out with a script based on the national and international good practices regarding environmental reclamation in mines. For testing and calibration purposes, the scripts were applied in three limestone mines. The conclusion is that the evidences - visual, documental and verbal (interview) - must be analyzed in a context which involves the understanding of the environmental and operational characteristics in each mine. The categories for classification of the efficacy assessment of environmental reclamation measures have been defined as: efficacious, partially efficacious, non-efficacious and not applicable. Considering the results, it was possible to identify a \"current scenario\" of the environmental reclamation practices used in each inspected mine and consequently recommend actions to improve the current practices and reduce a future environmental liability. It was concluded that the procedure of the efficacy assessment of the environmental reclamation practices developed in this research is appropriate, but its application can only be made by a professional that presents some experience in the subject. It is a decisive factor for the evaluation and contextualization of the collected evidences. The proposed script for this research can still be applied in other mines with different minerals and quarries.

A gestão do processo de recuperação de uma área degradada pela mineração consiste em três etapas principais: planejamento; implementação das medidas de correção ou prevenção e implementação de gestão. Neste trabalho, foi desenvolvido um instrumento de avaliação que pode ser usado por órgãos públicos ou por empresas de mineração para auxiliar no controle e melhoria das práticas de recuperação ambiental. A avaliação é feita por meio da aplicação de um roteiro, fundamentado nas boas práticas internacionais e nacionais relacionadas à recuperação ambiental de minas. Para fins de teste e calibração, os roteiros foram aplicados em três minas de calcário, nas quais se verificou que as evidências - visuais, documentais e verbais (obtidas por meio de entrevistas) - coletadas devem ser interpretadas dentro de um contexto que envolva o entendimento das características ambientais e operacionais particulares de cada mina. As categorias de classificação da avaliação da eficácia de medidas de recuperação ambiental foram definidas em: eficaz, parcialmente eficaz, não eficaz e não se aplica. Ante aos resultados, foi possível identificar um \"cenário atual\" das práticas de recuperação ambiental empregadas em cada mina inspecionada e consequentemente recomendar ações visando a melhoria das práticas atuais e a redução de um futuro passivo ambiental. Diante destes resultados, conclui-se que o procedimento de avaliação da eficácia de medidas de recuperação ambiental desenvolvido nesta pesquisa é adequado, mas sua aplicação somente pode ser feita por um profissional que detenha alguma experiência no assunto, fator primordial para o julgamento e contextualização das evidências coletadas. O roteiro proposto nesta pesquisa ainda pode ser aplicado em outras minas de diferentes minerais e pedreiras. / The reclamation process management of an area degraded by mining activity consists of three main steps: planning. application of correction or prevention measures and monitoring. In this work, an assessment tool to be used by public bodies or by mining companies in order to support the control and improvement of environmental reclamation practices was developed. The assessment has been carried out with a script based on the national and international good practices regarding environmental reclamation in mines. For testing and calibration purposes, the scripts were applied in three limestone mines. The conclusion is that the evidences - visual, documental and verbal (interview) - must be analyzed in a context which involves the understanding of the environmental and operational characteristics in each mine. The categories for classification of the efficacy assessment of environmental reclamation measures have been defined as: efficacious, partially efficacious, non-efficacious and not applicable. Considering the results, it was possible to identify a \"current scenario\" of the environmental reclamation practices used in each inspected mine and consequently recommend actions to improve the current practices and reduce a future environmental liability. It was concluded that the procedure of the efficacy assessment of the environmental reclamation practices developed in this research is appropriate, but its application can only be made by a professional that presents some experience in the subject. It is a decisive factor for the evaluation and contextualization of the collected evidences. The proposed script for this research can still be applied in other mines with different minerals and quarries.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-02-08T18:50:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao-Alan Anderson de Arruda Tino - Engenharia Minera.pdf: 6175269 bytes, checksum: a9852a29d2381be415abcd5329230d37 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-08T18:50:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao-Alan Anderson de Arruda Tino - Engenharia Minera.pdf: 6175269 bytes, checksum: a9852a29d2381be415abcd5329230d37 (MD5) Previous issue date: 2016-12-09 / FACEPE / A gipsita (CaSO4.2H2O) é um mineral industrial que além de ser empregado na produção do gesso e cimento, também é utilizada na produção de papel, tintas e inseticidas, em granulometria fina (<100 μm) e/ou ultrafina (<10 μm). Para essas aplicações é necessário maior controle nas operações de redução de tamanho e classificação granulométrica, uma vez que a fragmentação em moinhos de alta energia é geralmente acompanhada por aglomeração e modificações estruturais. No Polo Gesseiro do Araripe (PE), a gipsita Johnson pode ser explorada para as aplicações mencionadas, devido sua alta pureza. Alabastro é outra variedade de alta pureza, não aplicada industrialmente; por ser encontrada em pouca quantidade e/ou devido ao seu hábito fibroso. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi caracterizar alterações dimensionais, morfológicas e estruturais nas partículas de alabastro processadas em moinho planetário de bolas. Para isso, alíquotas com d50 de 420 µm de alabastro e Johnson (para comparação) foram cominuídas entre 1 e 960 minutos a 300 rpm. A caracterização dimensional e morfológica foram realizadas por granulometria a laser, análise BET e MEV. As distribuições dos tamanhos mostraram que o limite aparente de moagem foi alcançado após 30 minutos para o alabastro (d50 = 16,2 ± 0,2 µm) e após de 15 minutos para gipsita Johnson (d50 = 9,9 ± 0,6 µm), ocorrendo aglomeração e aumento da área superficial para maiores tempos de moagem. Os aglomerados são porosos e constituídos de partículas finas que cobrem partículas parcialmente quebradas. As alterações estruturais foram acompanhadas por difração de raios X e por analises térmicas (ATD - TG). Os principais picos de difração apresentaram redução de intensidade e aumento da largura à meia altura com o aumento do tempo de moagem. A redução de cristalinidade foi quantificada pelo método de Rietveld e a fração amorfa, após 960 minutos, representou 16% da massa, para as duas variedades. A temperatura de desidratação parcial (TP) das gipsitas alabastro e Johnson diminuiu, respectivamente, 25 e 19°C, após 960 minutos. Isso contribuiu para que as duas variedades se transformassem em gesso a ~119°C. Portanto, moer a gipsita alabastro por mais de 30 minutos em moinho planetário de bolas, além de não promover redução de tamanho, provocou aglomeração, deformações e amorfização parcial da estrutura cristalina e induziu também o surgimento de anidrita. A análise conjunta dos resultados mostraram que a variedade Johnson sofre maior fragmentação e apresenta aglomerados 60% maiores, enquanto o alabastro apresenta maior redução na TP. As alíquotas das duas variedades moídas entre 15 e 60 minutos apresentaram características dimensionais, morfológicas e estruturais semelhantes. Após 120 minutos, passaram a apresentar diferenças com relação aos diâmetros nominais e à energia de ativação da reação de desidratação parcial. Acima de 480 minutos a moagem provocou significativo aumento da área superficial específica e das concentrações de fase amorfa e anidrita. Portanto, a escolha das melhores condições de processamento para obtenção da gipsita com granulometria ultrafina deve ser realizada não só considerando a redução granulométrica, mas também o aumento da área superficial, os efeitos sobre as propriedades térmicas e a redução parcial de cristalinidade. / Gypsum (CaSO4.2H2O) is an industrial mineral that is used in the production of plaster and cement. It is also used as a filler on the production of paper, paint and insecticides in fine (<100 μm) and ultrafine (<10 μm) ranges of particle size. For these applications it is required the control in the operations of size reduction and granulometric classification. Size reduction using high energy mills is usually accompanied with agglomeration and structural modification. In the Polo Gesseiro do Araripe (PE, Brazil) the gypsum variety called Johnson is exploited to the aforementioned applications due to its high purity. Alabaster is other variety of gypsum of high purity, not applied industrially because it is found in small amounts in relation to Johnson or because of its fibrous habit. The objective of this study was to characterize the dimensional, morphological and structural alterations in the alabaster particles ground in a planetary ball mill. The feed particles used in this study had d50 of 420 μm. The particles were comminuted in dry from 1 to 960 minutes with revolution speed of 300 rpm. The dimensional and morphological characterization were performed by laser granulometry, BET analysis and SEM. The size distributions showed that the apparent ground limit was reached after 30 minutes for alabaster (d50 = 16.2 ± 0.2 μm) and after 15 minutes for the Johnson variety (d50 = 9.9 ± 0.6 μm), resulting in agglomeration. The agglomerates are porous and composed of fine particles that cover partially broken particles. Structural alterations were accompanied by X-ray diffraction and thermal analysis (DTA - TG). The main diffracting peaks showed intensity reduction and an increase in the full width at half maximum with the increase of the grinding time. The crystallinity reduction was quantified by the Rietveld method and the amorphous fraction represented 16% of the mass of the aliquot for the two varieties. After 960 minutes of grinding the temperature partial dehydration (TP) of alabaster and Johnson varieties decreased, 25 and 19 °C, respectively. This contributed to the fact that the two varieties were transformed into plaster at 119 °C. It was found that processing alabaster for more than 30 minutes in a planetary ball mill caused agglomeration, plastic deformation and partial amorphization of the crystalline structure and, also induced the creation of anhydrite. The combined analyzes of the results showed that the Johnson variety undergone higher fragmentation and present 60% of larger agglomerates. On its turn, alabaster showed higher decrease in the temperature of partial dehydration. The aliquots of the two varieties milled between 15 and 60 minutes showed similar morphological and structural characteristics. After 120 minutes, they presented differences in relation to the nominal diameters and the activation energy of the TP. Above 480 minutes the grinding action caused a significant increase of the specific surface area, amorphous phase and anhydrite concentrations. It was concluded that the choice of the processing conditions to obtain gypsum with ultrafine granulometry should be done not only considering the granulometric reduction, but also considering the increase of the surface area, the influence on the thermal properties and the partial reduction of crystallinity.

As cargas minerais têm sido utilizadas em misturas com os mais variados tipos de polímeros, misturas estas chamadas compósitos, com a finalidade de barateamento de custos e, mais particularmente, porque agregam melhorias das características físicas e químicas das peças fabricadas. As indústrias químicas fabricantes de polímeros têm procurado desenvolver novos tipos de polímeros. A disputa torna-se acirrada pelo grande mercado consumidor que existe. As empresas tentam, então, atender as mais diversas necessidades de tipos e características físicas e químicas dos materiais e peças fabricados pelas indústrias consumidoras. No Brasil as cargas minerais ainda são utilizadas pelas indústrias, na sua maioria, de forma empírica, em misturas com os polímeros. O entendimento das propriedades intrínsecas das cargas minerais e dos polímeros, da influência da tensão superficial na interação entre eles, o desenvolvimento de novos equipamentos de medida da tensão superficial, o desenvolvimento de agentes de tratamento superficial visando melhorar a compatibilidade de energia entre a carga mineral e o polímero, tudo isso tem contribuído para uma melhor compreensão e previsão das propriedades de compósitos e nanocompósitos. Várias pesquisas têm sido desenvolvidas nesta direção, cujo intuito principal é o de comparar o efeito do uso, em polímeros, de cargas minerais diversas, tratadas e não tratadas superficialmente com agentes químicos como silanos e ácidos graxos. As características físicas e químicas dos produtos destas misturas, como elongamento, tensão de ruptura à flexão, deformações ao calor, etc, são medidas e definidas, constatando-se modificações nestas propriedades quando comparadas com as mesmas propriedades para os polímeros puros. / The mineral fillers have been used in admixtures with a large variety of polymers called composites with the purpose not only of reducing their prices but mainly due to the improvements of their physical and chemical characteristics. The polymer manufacturers have been looking for the development of new types of polymers and composites in a battle driven by the great existing market as well as the consumers needs for products with distinct physical and chemical properties and lower prices. In Brazil the mineral fillers are still mainly used in empirical admixtures with polymers. The understanding of the intrinsic properties of mineral fillers and polymers, the influence of the surface tensions in the mineral/polymer interactions, the development of new equipments for measuring the surface tension, as well as chemical agents to promote the surface compatibility between mineral and polymer, has contributed for a better understanding and foreseeing the properties of composites and nanocomposites. Many researches have been developed under this direction with the goal of comparing the effect of using mineral fillers with and without superficial treatment by by chemical agents in admixed with polymers. The physical and chemical properties of these composites, such as elongation, flexural tensile strength, heating behavior and many others are measured and defined, supporting the properties enhancement when compared with the same properties for the stand alone polymers.

Made available in DSpace on 2015-05-14T12:16:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4239570 bytes, checksum: d791f7a2a12b150e8081cf43633c84ae (MD5) Previous issue date: 2011-11-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The paper entitled "Socio-Economic and Environmental Process Extraction of Kaolin in the Municipality of Junco do Seridó/PB" is a guided study on the extraction of kaolin in the municipality of Junco do Seridó/PB, which is the largest production center of this mineral in the state Paraíba. This activity is the basis of an extensive and complex supply chains that clay mineral widely used in industry, ceramics, refractories, rubber, paper and paint systems. The extraction of mineral resources is the main source of jobs and income for local people. Currently, about eight hundred men work in mines kaolin, risking their lives in the face of imminent dangers and risks of landslides and still subject to a daily wage of only thirty dollars. Other features consist of the use of tools craft inefficient production, lack of appropriate mining techniques, the expenditure of physical effort in excess, beyond the dismissal of personal protective equipment, even aware of the dangers of underground excavations. Workers are exposed to health hazards and even cases of fatal accidents inside the mines. In most cases, workers are relegated to the margins of legality and informality. To address the socio-economic-environmental process of extracting the kaolin in the municipality of Junco do Seridó/PB. Emphasized that the working conditions of miners in the extractive areas relating them to the sustainability indicators. To set the characterization of aspects, interviews with professionals in the areas of health, education, social class and cooperative. As a result, site visits were conducted to investigate the facilities and working conditions during the extraction process. This activity was characterized as being unsustainable for most of the indicators of sustainability. In light of this concept was performed to analyze the data collected during this study. Based on the Socio-Economic and Environmental extraction of kaolin indicated in this study showed the need for a scientific and technical contribution, planning and strategic management, public policy, training for operation and efficient organization in cooperatives to ensure this type of extraction a sustainable supply chain Junco do Seridó/PB. / O trabalho intitulado Aspectos Sócio-Econômico-Ambientais do Processo de Extração do Caulim no Município de Junco do Seridó/PB é um estudo pautado na extração do caulim no município de Junco do Seridó, que é o maior pólo produtor desse mineral no estado da Paraíba. Essa atividade é a base de uma extensa e complexa cadeia produtiva desse argilomineral muito utilizado nos setores industriais, cerâmicas, refratários, borrachas, papel e sistemas de tintas. A extração desse recurso mineral é a principal fonte geradora de trabalho e renda para a população local. Atualmente, cerca de oitocentos homens trabalham nas minas de caulim, arriscando suas vidas diante dos iminentes perigos e riscos de desabamentos e ainda submetidos a uma remuneração diária de apenas trinta reais. Outras características consistem na utilização de ferramentas artesanais pouco eficientes na produção, carência de técnicas de lavra adequadas, dispêndio de esforços físicos em excesso, além do desprovimento de equipamentos de proteção individual, mesmo conscientes dos perigos das escavações subterrâneas. Os trabalhadores se expõem aos danos à saúde e até mesmo casos de acidentes fatais dentro das minas. Na maioria dos casos, os trabalhadores estão postos à margem da legalidade e na informalidade. Para apontar os aspectos sócio-econômico-ambientais do processo de extração do caulim no município de Junco do Seridó/PB, enfatizaram-se as condições de trabalho dos garimpeiros nas áreas extrativistas relacionando-as com os indicadores de sustentabilidade. Para definir a caracterização dos aspectos, foram realizadas entrevistas com profissionais das áreas da saúde, educação, assistência social e cooperativa da classe. Na sequência, foram realizadas visitas in loco para averiguar as instalações e condições de trabalho durante o processo de extração. Essa atividade caracterizou-se como sendo insustentável na maioria dos componentes indicadores de sustentabilidade. À luz desse conceito foi realizada a análise dos dados coletados durante esta pesquisa. Com base nos aspectos Sócio-Econômico-Ambientais da extração do caulim apontados neste estudo, constatamos a necessidade de um aporte técnico-científico, planejamento e gestão estratégica, políticas públicas, capacitação para operacionalização e organização em cooperativas eficientes para que esse tipo de extrativismo garanta uma cadeia produtiva sustentável em Junco do Seridó/PB.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BrunoCB_DISSERT.pdf: 4196751 bytes, checksum: 815046ef78a951368bb3e92819e92b89 (MD5) Previous issue date: 2012-05-04 / The pegmatite rocks in Rio Grande do Norte are responsible for much of the production of industrial minerals like quartz and feldspar. Quartz and feldspar are minerals from pegmatite which may occur in pockets with metric to centimetric dimensions or as millimetric to sub millimetric intergrowths. The correct physical liberation of the mineral of interest, in case of intergrowths, requires an appropriate particle size, acquired by size reduction operations. The method for treating mineral which has a high efficiency fines particles recovery is flotation. The main purpose of the present study is to evaluate the recovery of quartz and potassium feldspar using cationic diamine and quaternary ammonium salt as collectors by means of dissolved air flotation DAF. The tests were performed based on a central composite design 24, by which the influence of process variables was statistically verified: concentration of the quaternary ammonium salt and diamine collectors, pH and conditioning time. The efficiency of flotation was calculated from the removal of turbidity of the solution. Results of maximum flotation efficiency (60%) were found in the level curves, plotted in conditions of low concentrations of collectors (1,0 x 10-5 mol.L-1). These high flotation efficiencies were obtained when operating at pH 4 to 8 with conditioning time ranging from 3 to 5 minutes. Thus, the results showed that the process variables have played important roles in the dissolved air flotation process concerning the flotability of the minerals. / No Rio Grande do Norte os pegmatitos respondem por grande parte da produ??o dos minerais industriais quartzo e feldspato. O quartzo e feldspato dos pegmatitos podem ocorrer em bols?es com dimens?es centim?tricas a m?tricas ou na forma de intercrescimentos milim?tricos a submilim?tricos. No caso dos intercrescimentos, a libera??o f?sica correta do mineral de interesse envolve a adequa??o granulom?trica atrav?s de opera??es de redu??o de tamanho. O m?todo no tratamento mineral que apresenta alta efici?ncia na recupera??o de finos ? a flota??o. O presente trabalho tem como objetivo principal avaliar a recupera??o de quartzo e feldspato pot?ssico utilizando os coletores cati?nicos diamina e sal quatern?rio de am?nio no processo de flota??o por ar dissolvido FAD. Os testes foram realizados baseados em um planejamento central composto 24, atrav?s do qual verificou-se estatisticamente a influ?ncia das vari?veis de processo: concentra??o dos coletores sal quatern?rio de am?nio e diamina, pH e tempo de condicionamento. A efici?ncia de flota??o foi calculada a partir do grau de remo??o de turbidez da solu??o. Resultados de m?xima efici?ncia de flota??o (60%) foram encontrados nas curvas de n?vel, plotadas nas condi??es de baixas concentra??es dos coletores (1,0x10-5 mol.L-1). Estas altas efici?ncias de flota??o foram obtidas operando-se na faixa de pH 4 8 com tempo de condicionamento variando de 3 a 5 minutos. Sendo assim, os resultados obtidos mostraram que as vari?veis de processo desempenharam pap?is importantes no processo de flota??o por ar dissolvido em rela??o ? flotabilidade dos minerais.

Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2017-07-10T18:48:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação completa.pdf: 8076647 bytes, checksum: 5dc16e9ca5f10026afed3fda08fda16b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-10T18:48:53Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertação completa.pdf: 8076647 bytes, checksum: 5dc16e9ca5f10026afed3fda08fda16b (MD5) Previous issue date: 2016-05-12 / Minerais industriais em faixas ultrafinas (< 10 μm) têm suas propriedades potencializadas em relação ao mesmo mineral com maior granulometria. Os materiais ultrafinos são utilizados em diversos seguimentos industriais; por exemplo: materiais cerâmicos, papel e celulose, fármacos, polímeros e tintas. A produção de ultrafinos ocorre em moinhos de alta energia. Dentre estes, o moinho planetário de bolas destaca-se pelas altas taxas de redução de tamanho e pelo fato de poderem ser alimentados via seco ou via úmido em regime contínuo (escala industrial) ou por batelada. A produção de ultrafinos é limitada pelo consumo de energia e pela necessidade de controle das condições operacionais, tamanho, morfologia e composição das partículas. Para otimização das variáveis do processo, usam-se ferramentas computacionais embasadas em modelos matemáticos, tais como os modelos de balanço populacional (MBP), dada pela equação da moagem por batelada, e modelos energéticos. Este trabalho teve por objetivo estudar modelos cinético e energéticos, sendo o primeiro uma solução analítica da equação da moagem por batelada utilizado para descrever as distribuições de tamanhos de partículas, e o segundo dado pela relação energia-tamanho, que prevê uma taxa de redução de tamanho ilimitada, e pela relação tempo-tamanho, que está fundamentada na taxa de moagem () e no limite de moagem. Os modelos foram aplicados em duas centenas de curvas granulométricas resultantes de ensaios de moagem executados anteriormente em alíquotas de calcário e quartzo (duas procedências) com massa e granulometria controladas. Os tempos de moagem variaram de 2 a 960 minutos com velocidades de revolução de 100 a 300 rpm. Os ajustes dos modelos cinético e energéticos foram avaliados considerando os seguintes fatores: coeficiente de determinação (R2), erro padrão (EP), erro de ajuste () e índice de dependência (ID). O modelo cinético apresentou, para a maioria das condições de moagem testadas, grande incerteza associada a alguns de seus parâmetros ( > 10%), tornando os ajustes insatisfatórios segundo os critérios utilizados. Os fatores de avaliação para o modelo cinético só foram adequados para o quartzo de uma procedência, na faixa de 38x75 μm, satisfazendo a condição de compensação estabelecida. No caso dos modelos energéticos, os ajustes obtidos para a relação energiatamanho foram melhores para aquelas situações em que os diâmetros característicos não apresentaram uma estabilização em seu decrescimento. Por sua vez, a relação tempo-tamanho mostrou ajustes compatíveis com as situações em que foi observado um estado estático de decrescimento dos diâmetros característicos, atingindo o limite de moagem. A partir dos ajustes da relação tempo-tamanho foi possível determinar uma constante k’ que caracterizasse a resistência à fragmentação do material em função das condições de moagem estudadas. Os valores dessa constante mostraram que materiais mais resistentes à fragmentação possuem os menores valores de k’, que variaram entre 0,96 e 2,6 g/J para o calcário e entre 0,06 a 0,53 g/J para o quartzo. Concluiu-se, que o modelo cinético foi incompatível com a moagem ultrafina, devida a presença de eventos significativos de aglomeração e interações mecânicas multipartículas, confirmados pela variação do índice de uniformidade () com o tempo de moagem. Os modelos energéticos se complementam na descrição dos resultados experimentais. Logo um modelo intermediário que considere uma taxa de redução de tamanho como uma função potência, com um expoente e um parâmetro (l) que represente o limite de moagem, seja o mais recomendado para a representação dos processos de moagem ultrafina de minerais industriais. / Industrial minerals in ultrafine ranges (< 10 μm) have their properties potentiated compared to the same mineral with larger particle size. The ultrafine materials are used in several industries; for example, ceramics, paper and cellulose, pharmaceuticals, polymers and paints. The production of ultrafine occurs in high energy mills. Among these mills, the planetary ball mill stand out by high rates and can be fed dry or wet in continuous (industrial scale) or batch operation. The production of ultrafine is limited by the energy consumption and the need to control of the operating conditions, size, morphology and composition of the particles. Computational tools based on mathematical models are used in the optimization and control of process variables, such as the population balance models (MBP), given by equation milling batch, and energetic models. This work has as objective to study kinetic and energetic models, the first is a analytical solution for the batch grinding equation used to describe particle size distributions; the second given by the energy-size relations, which predict a size reduction rate unlimited, and by the time-size relations, which are based on the milling rate () and grinding limit. The models were applied to two hundred of particle sizes distributions curves resulting from grinding tests performed previously in aliquots of limestone and quartz (two origins) with control of mass and particle size. The milling times range 2 - 960 min with revolution speeds of 100 to 300 rpm. The fits of the kinetic and energetic models were evaluated considering the following factors: coefficient of determination (R2), standard error (SE), fit error (ε) and dependency index (ID). The kinetic model showed uncertainty associated with some of its parameters (ε > 10%) for most of the grinding conditions tested, resulting in unsatisfactory fits to the criteria used. The evaluation factors for the kinetic model were only suitable for one quartz, in the range of 38x75 μm satisfying the compensation condition. In the case of energetic models, the fits to the energy-size relation were better for those situations where the characteristic diameters did not show a stabilization in its decrease. On the other hand, the sizetime relation shown compatible fits with the situation where was observed a decrease static state of the characteristic diameters reaching the grinding limit. From the fits of the time-size relation was possible to determine a constant ′ that characterizes the resistance to fragmentation of the material depending on the grinding conditions studied. The values of this constant showed that materials more resistant to fragmentation have the smaller ′ values, ranging between 0.96 and 2.6 g/J for the limestone and from 0,06 to 0.53 g/J to quartz. It was concluded that the kinetic model was incompatible with ultrafine grinding, due to the presence of significant events of multi-particle interactions and agglomeration, which was confirmed by variation in the uniformity index (′) in milling time function. Energetic models complemented each other for description of the experimental results. Ready an intermediate model which consider a size reduction rate as a power function with an exponent η and a parameter (l) representing the grinding limit is the most recommended for the representation of the ultrafine grinding processes of industrial minerals.