Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-10-03T13:55:54Z No. of bitstreams: 1 Fernanda Alves de Santana - Dissertação.pdf: 967399 bytes, checksum: d09bf5806cc31b2adfa893bc979c0de5 (MD5) / Approved for entry into archive by Fatima Cleômenis Botelho Maria (botelho@ufba.br) on 2014-10-03T15:54:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Fernanda Alves de Santana - Dissertação.pdf: 967399 bytes, checksum: d09bf5806cc31b2adfa893bc979c0de5 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-03T15:54:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernanda Alves de Santana - Dissertação.pdf: 967399 bytes, checksum: d09bf5806cc31b2adfa893bc979c0de5 (MD5) / CAPES, FAPESP e CNPq / Este trabalho propõe um método analítico para a determinação de gálio em bauxita e sedimento empregando a espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). A determinação de gálio em amostras de bauxita usando ICP OES é complicada porque essa matriz contém alumínio em altas concentrações que interfere fortemente nesta análise. Portanto, para amostras de bauxita é proposta nesta pesquisa o emprego da técnica de elemento de referência para correção da interferência de alumínio em ICP OES, obtendo melhores precisões e exatidões. O estudo foi estabelecido para as seguintes linhas de emissão: 294,363, 287,423, 294,418 e 417,204 nm. Sendo selecionada a linha 294,363 nm devido a essa obter a melhor relação sinal/ruído e espectro mais bem definido. Dois nebulizadores (V-groove e Seaspray) e dois tipos de ácidos (HNO3 e HCl) foram utilizado no trabalho. Os parâmetros experimentais: concentração de ácido usado para preparação de soluções padrões de gálio e soluções de amostras, vazão do nebulizador e potência de radio frequência do espectrômetro foram estabelecidos para as técnicas de otimização multivariada. Planejamentos fatoriais completos 23 foram realizados variando o nebulizador e o tipo de ácido, tendo-se no total quatro planejamentos fatoriais completo. Os resultados demonstraram que todas as variáveis ou suas interações foram significativas para os quatro planejamentos. Diante disto, planejamentos Box-Behnken foram realizados visando obter as condições criticas utilizando ambos nebulizadores e ácidos. O método analítico com ácido clorídrico e o nebulizador Seaspray foi o que apresentou melhor sensibilidade. Esse método apresentou valores de limites de detecção e quantificação de 0,042 e 0,14 mg Kg-1 e precisão de 5,06, 3,97 e 1,85 % em termos de desvio padrão relativo referentes, às soluções de gálio 0,05, 0,1 e 1,5 mg L-1, respectivamente. O método proposto nas condições otimizadas, em presença de ítrio ou escândio como elementos de referencia, permite a determinação de gálio em bauxita. Para a análise de sedimento não foi necessário elemento de referência. O método de preparação das amostras empregado foi estabelecido utilizando ácidos clorídrico e nítrico em sistema de radiação por micro-ondas. A exatidão do método foi avaliada e confirmada usando material de referência certificado de alumina (NIST 699) e sedimento marinho (NIST 2702), cujo valor obtido não apresentou diferença significativa do valor certificado. O método analítico foi aplicado para a determinação de gálio em cinco amostras de bauxita e cinco amostras de sedimento. As concentrações de gálio foram abaixo do LQ para quatro amostras, tendo um único resultado apresentado o valor de 4,67 mg Kg-1. Para as amostras de bauxita a faixa de concentração encontrada foi de 20,0 – 100,0 mg Kg-1. / This paper proposes an analytical method for the determination of gallium in bauxite and sediment employing inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). The determination of gallium in bauxite samples using ICP OES is complicated because this matrix contains high concentrations of aluminum that interfere strongly in this analysis. Therefore, for samples of bauxite is proposed in this research the use of the reference element technique for correcting the interference of aluminum in ICP OES, obtaining better precisions and accuracies. The study was established for the following emission lines: 294.363, 287.423, 294.418 and 417.204 nm. Being selected line 294.363 nm due this get the best signal / noise ratio and spectrum better defined. Two nebulizers (V-groove and SeaSpray) and two types of acids (HNO3 and HCl) were used in the study. The experimental parameters: concentration of acid used for preparation of standard solutions of gallium and sample solutions, the nebulizer flow and power radio frequency spectrometer were established for multivariate optimization techniques. 23 complete factorial designs were performed varying the nebulizer and the type of acid, having a total of four factorial designs. The results demonstrated that all the variables or their interactions were significant for all four plans. Ahead of this Box-Behnken planning were made to obtain the critical conditions using both nebulizers and acids. The analytical method with hydrochloric acid and Seaspray nebulizer showed the best sensitivity. This method had values of detection and quantification limit of 0.042 and 0.14 mg kg-1 and precision of 5.06, 3.97 and 1.85% in terms of relative standard deviation relating, to the solutions of gallium 0.05 , 0.1 and 1.5 mg L-1, respectively. The method proposed in the optimized conditions in the presence of yttrium or scandium as reference elements allows the determination of gallium in bauxite. To analyze the sediment was not necessary reference element. The method of sample preparation employed was established using hydrochloric and nitric acids in system by microwave radiation. The accuracy was evaluated and confirmed using certified reference material alumina (NIST 699) and marine sediment (NIST 2702), whose value obtained was not significantly different from the certified value. The analytical method was applied for the determination of gallium in five samples of bauxite and five sediment samples. The concentration of gallium were below LOQ for the four samples, with the results presented a single value of 4.67 mg kg-1. For samples of bauxite the concentration range found was from 20.0 to 100.0 mg kg-1.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5513.pdf: 6669957 bytes, checksum: 9c1ffbe8118424982113968037eabd18 (MD5) Previous issue date: 2013-03-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / The modern society has an elevated and increasingly pattern of consumption, demanding a high industrial productivity and generating enormous residue volumes, resulting in a conduct that is becoming each time more unsustainable. The bauxite residue (BR), also known as red mud, is the residue of biggest generation by the aluminum industry, being stocked in large impermeable deposits, being this way the passive of the highest management cost for this industrial sector. Only in Brazil the minimum estimative of BR generation is of 10.7 million tons/year. Nevertheless, the BR, although alkaline, is composed by fine particles rich in iron, aluminum and silicon oxides, consisting therefore in a raw material of possible interests for many applications in traditional ceramics, mainly in civil construction. In this alternative, the use of BR, as a raw material, in the development of new sulfobelite cements for civil construction shows itself very attractive. These cements are characterized by the calcium sulfoaluminate phase (C4A3S), higher contents of belite (β-C2S) and calcium ferrialuminate (C4AF), as well as the absence of alite (C3S). Due to this composition these cements have been showing economic-environmental, and possibly even technical, advantages over Portland cement. From their benefits, highlights a reduction of 30% to 62% on equivalent CO2 emissions, as for less limestone used, as well as, lower burning temperature, bringing also energy reduction in the process. The sulfobelite clinker was synthesized using the raw materials: limestone, commercial gypsum, BR and São Simão clay. Using expressive BR content, up to 11.2wt%; understanding the influence of Al2O3/Fe2O3 (A/F) ratio; and gypsum additions; for the synthesis of sulfobelite cements it was possible to develop satisfactory formulations. These sulfobelite cement formulations presented apparent porosity and mechanical strength equivalent to commercial Portland cement (CPII-Z32 and CPV-ARI), else than the formation of hydration products similar to a commercial calcium sulfoaluminato cement. / A sociedade moderna tem um elevado e crescente padrão de consumo, demandando alta produtividade industrial e gerando enormes volumes de resíduos, resultando em uma conduta que vêm se tornando cada vez mais insustentável. O resíduo de bauxita (RB), também conhecido por lama vermelha, é o resíduo da indústria do alumínio de maior geração que é estocado em grandes depósitos impermeáveis, tornando-se assim o passivo de gerenciamento mais caro para essa indústria. Somente no Brasil a estimativa mínima de geração do RB é de 10,7 milhões de toneladas/ano. Contudo, o RB, apesar de ser alcalino, é composto de finas partículas ricas em óxidos de ferro, alumínio e silício, constituindo assim uma matéria-prima possivelmente interessante para diversas aplicações em produtos cerâmicos tradicionais, sobretudo na construção civil. Dentro desta alternativa, o uso de RB, como matéria-prima, no desenvolvimento de novos cimentos sulfobelíticos para a construção civil se mostra bastante atrativo. Estes cimentos se caracterizam pela fase de sulfoaluminato de cálcio (C4A3S), maiores teores de belita (β-C2S) e ferroaluminato de cálcio (C4AF), assim como a ausência de alita (C3S). Decorrente desta composição estes cimentos têm apresentado vantagens econômico-ambientais e possivelmente até técnicas, quando comparados ao cimento Portland. Dentre estes benefícios, destaca-se a redução de 30% a 62% na emissão de CO2-equivalente, tanto pelo menor uso de calcário como pela menor temperatura de queima, trazendo também economia energética ao processo. O clínquer sulfobelítico foi sintetizado empregando as matérias-primas: calcário calcítico, gesso comercial, RB e argila São Simão. Utilizando teores expressivos de RB, de até 11,2%-p; compreendendo a influência da relação Al2O3/Fe2O3 (A/F); e adições de gesso; para a síntese do cimento sulfobelítico, foi possível desenvolver formulações satisfatórias. Estas formulações de cimento sulfobelítico apresentaram, porosidade aparente e resistência mecânica equivalentes a cimentos Portland comerciais (CPII-Z32 e CPV-ARI), além da formação de produtos de hidratação semelhante ao um cimento de sulfoaluminato de cálcio comercial.

O projeto enfocou a aplicação da difração de raios X (DRX) associada ao método de Rietveld na determinação quantitativa da composição mineralógica de bauxitas de Porto Trombetas, PA. Os resultados obtidos foram comparados com aqueles de outras ferramentas de determinação mineralógica, especificamente métodos tradicionais de caracterização de minérios e espectroscopia Mössbauer, além da correlação direta com dados de análises químicas que, atualmente, são utilizados no controle de pesquisa e processamento de bauxita. Preliminarmente, definiram-se tipos mineralógicos de minério com o recurso de análise por agrupamento de dados de difração de raios X para um conjunto de 60 amostras, englobando materiais da pesquisa mineral e do beneficiamento de bauxita pela Mineração Rio do Norte (MRN). Esse recurso permitiu otimizar o conjunto de amostras para o estudo e facilitar a definição de seqüências específicas de refinamento pelo método de Rietveld para grupos de amostras com composição mineralógica similar. A DRX-Rietveld mostrou-se relevante e eficiente no estudo de bauxitas, sendo obtidos satisfatórios valores de indicadores estatísticos de refinamento (GOF e Rwp), além de elevada correlação linear com as demais metodologias aplicadas, particularmente no que se refere aos maiores constituintes das amostras, essencialmente gibbsita e argilominerais. No caso de óxi-hidróxidos de ferro (basicamente hematita, goethita e uma fase de Fe3+ de baixa cristalinidade), com proporções inferiores a 20% nas amostras, verificou-se que parte desses minerais praticamente não foi detectada por DRXRietveld visto o grau de cristalinidade dessas fases, conforme observado por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia Mössbauer. / This research concerns the application of X-ray diffraction (XRD) with Rietveld method in order to determinate the mineralogical composition of bauxites from Porto Trombetas, PA. The results were compared with the mineralogical composition obtained by mineral separations supported by chemical analysis and Mössbauer spectroscopy, as well as correlated with XRF chemical analysis and selective dissolution chemical analysis, that routinely support bauxite mineral research, mining operation as well as mineral processing. Previously, a definition of mineralogical types was provided by cluster analysis of a 60 samples set of diffractograms, corresponding to geological research and beneficiation products from Mineração Rio do Norte (MRN). This tool simplified the analysis of a large number of data for the study and helped to establish the Rietveld refinement strategies for clusters of samples with similar mineralogical compositions. XRD with Rietveld method showed to be relevant and efficient for bauxite study, giving satisfactory statistical evaluation parameters (GOF and Rwp), besides high linear correlation with the others mineralogical methods for the major minerals, essentially gibbsite and clay minerals. For oxi-hydroxides minerals (basically hematite, goethite and a low crystallinity Fe3+ phase), with proportions bellow 20 percent of the samples, it could be seen that part of these minerals was not detected by XRD and so not evaluated by Rietveld quantification method, since they present low crystallinity as observed by scanning electron microscopy and Mössbauer spectroscopy.

A lama vermelha é o resíduo gerado pela Indústria do Alumínio. Assim como outros resíduos industriais apresenta características complexas com inúmeras dificuldades de manipulação, além de ser um material perigoso pela sua baixa granulometria e alcalinidade. É um resíduo com potencial poluidor alto, agravado pela forma de disposição vulnerável geralmente adotada, sendo esta a disposição do resíduo em lagoas projetadas para esta finalidade. O estudo e desenvolvimento de alternativas sustentáveis para a utilização da lama vermelha devidamente tratada como matérias-primas de outros processos são tendências importantes e necessárias no contexto mundial de preservação do meio ambiente. O objetivo deste estudo é compreender o comportamento da lama vermelha sob a influência de diferentes temperaturas de tratamento térmico. Baseados nos efeitos de redução de área e transformações de fases, característicos dos processos térmicos, adotou-se um foco de análise voltado para a redução pH e dos íons livres. A identificação dos pHs adequados de análise da concentração de íons solúveis foi feita com base nas curvas de mobilidade eletroforética e condutividade. Os resultados obtidos para as amostras calcinadas mostraram queda do pH inicial das dispersões e da concentração dos íons solubilizados. Esse efeito pode ser atribuído a redução de área e a incorporação de íons à estrutura, o que assegura ao resíduo menor reatividade. / Red mud is the waste generated by Aluminium Industry, like other industrial wastes, has complex features with several difficulties in handling, as well as being a hazardous material because of its low particle size, alkalinity and high amount generated. It is a waste with high pollution potential, compounded by the vulnerability of the disposition generally adopted, usually in lagoons designed for this purpose. The study and development of sustainable alternatives for the use of properly treated red mud, as raw material of other processes, are important tendencies and necessaries in the global context of environmental preservation. However, this work deals the thermal treatment as method to modify the characteristics of the waste, suggesting the reduction of alkalinity with the lower leaching of alkaline ions. This approach can be a discarding alternative most reliable and safe for the environment. The objective of this study is understand the red muds behavior using thermal treatment. Based on the reduction effects of the area and phase transformations characteristic of thermal process, the analysis was taken observing the reduction of free ions and pH. Identification of correct pH of analyse of soluble ions concentration was based at mobility electrophoretic and conductivity graphics. The results of calcined samples showed reduction of initial pH and the concentration of soluble ions. This effect could be assigned to the area reduction and ions incorporation at structure, which ensures the residue lower reactivity.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:12:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Mestrado-Cinara.pdf: 1736024 bytes, checksum: 126d388a06dc6a07bfa52d649a037365 (MD5) Previous issue date: 2009-08-06 / In this work, raw bauxite, thermally activated calcined bauxite, calcined bauxite underwent acid treatment were the catalysts tested by its potential in the thermal catalytic cracking reaction looking forward to the production of biofuels from commercial soybean oil as an alternative to fossil fuels. The materials were characterized by the techniques ICP-OES, infrared spectroscopy, thermal analysis, X-ray diffraction and textural analysis. The chromatographic analysis of the biofuels obtained by cracking of commercial soybean oil showed hydrocarbon compounds such as alkanes, alkenes and aromatics, as well as some oxygenated compounds such as carboxylic acids, ketones and alcohols. The products generated by the thermal catalytic cracking process with thermally activated calcined bauxite showed better results than the thermal cracking products because of the low quantity of acids present, which provided biofuels with a lower acidity index, and absence of acrolein. Therefore, the catalyst which was used demonstrated activity in the secondary cracking process, in which fatty acids decompose and give rise to hydrocarbons. The cracking tests with raw bauxite generated a lower biofuels yield and significant amount of solid product and residual oil making unfeasible the process. In order to evaluated the potential of used industrial waste sources for production of alternative fuels, the cracking of the waste vegetable oil studied together with the optimum of the reaction conditions obtained satisfactory result in the gaseous and liquid yield and percentage of crude biofuels generated. The biofuel presented similar composition observed in the biofuels obtained in thermal catalytic cracking of xv commercial soybean oil. This proved that the thermal catalytic cracking process is an alternative solution for the reutilization of waste vegetable oil and fats, both, when discarded inadequately can become environment pollutants / Neste trabalho, a bauxita in natura , bauxita calcinada termo ativada e bauxita calcinada tratada com ácido clorídrico foram os catalisadores avaliados quanto ao seu potencial frente à reação de craqueamento termocatalítico do óleo de soja comercial para obtenção de biocombustíveis alternativos aos combustíveis fósseis. Estes materiais foram caracterizados através das técnicas de ICP-OES, espectroscopia no infravermelho, análise termogravimétrica, difração de raios X e análise textural. As análises cromatográficas dos biocombustíveis obtidos por craqueamento do óleo de soja comercial evidenciaram a presença de hidrocarbonetos - tais como alcanos, alcenos e aromáticos - e compostos oxigenados como ácidos carboxílicos, cetonas e alcoóis. Os produtos formados no processo de craqueamento termo-catalítico com bauxita calcinada termo ativada apresentaram-se melhores resultados do que os obtidos no craqueamento térmico, devido à menor quantidade de ácidos carboxílicos presentes, o que proporciona a obtenção de biocombustíveis com menor acidez, e isento de acroleína. Portanto, este catalisador demonstrou atuar no processo de craqueamento secundário, no qual os ácidos graxos se decompõem originando hidrocarbonetos. Os testes de craqueamento com bauxita in natura geraram baixos rendimentos de biocombustíveis brutos e na formação de quantidades significativas de produto sólido e óleo residual, tornando o processo inviável. A fim de avaliar o potencial de utilizar fontes de resíduos industriais para se obter combustíveis líquidos alternativos estudouse o craqueamento de óleo vegetal residual empregando as condições reacionais otimizadas, obtendo resultados satisfatórios em rendimento de produtos líquidos e gasosos e o percentual de biocombustível bruto, sendo que o biocombustível obtido apresentou composição similar aos obtidos no craqueamento termo-catalítico de óleo de soja comercial. Isto mostra que o processo de craqueamento termo-catalítico constitui uma alternativa para reutilização de óleos e gorduras residuais, os quais, quando descartados inadequadamente podem vir a se constituir poluentes ambientais

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-10-21T14:02:53Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Márcio Fernando dos Santos Albuquerque.pdf: 7030364 bytes, checksum: 051488b697f4fccfb3e040e99a652ee6 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-22T18:49:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Márcio Fernando dos Santos Albuquerque.pdf: 7030364 bytes, checksum: 051488b697f4fccfb3e040e99a652ee6 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-22T19:03:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Márcio Fernando dos Santos Albuquerque.pdf: 7030364 bytes, checksum: 051488b697f4fccfb3e040e99a652ee6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-22T19:03:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Márcio Fernando dos Santos Albuquerque.pdf: 7030364 bytes, checksum: 051488b697f4fccfb3e040e99a652ee6 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study discusses textural, mineralogical, and geochemical characteristics along with the topography of the bauxite, Fe-rich, and siliceous Fe-Al duricrusts and soils in the Apuí region between the Aripuanã and Sucunduri rivers, southeast Amazon. Between 20 and 140 masl, sedimentary and volcanic rocks are the dominant units in valleys, cliffs, and hills whereas in the 140-200 and 200-320 m contours, siliceous Fe-Al and bauxite, and Fe-rich duricrusts are respectively observed in plateaus and hills. Bauxites are massive and pisolitic; Fe-rich duricrusts are massive, pisolitic, vermiform (worm-like corrosion), and locally brecciated; siliceous Fe-Al duricrusts are predominately brecciated and vermiform with subordinate pisolitic facies. Based on Eu/Eu*, Ce/Ce* and [TiO2(%)/Nb(ppm)]*1000 vs ETRL data, the parent units of the duricrusts were determined as: the Colíder Group's volcanics for the massive bauxite; the Alto Tapajós Group's siltstones and sandstones for the pisolitic bauxite, Fe-rich and siliceous Fe-Al duricrusts. Three main groups were identified based on textural and geochemical associations: 1) Ba and Rb association reflecting high contents of feldspar, micas, kaolinite, and illite - sandstone, siltstone, and volcanic subgroups; 2) Al2O3, PF, TiO2, Th, Ga, Ta, Hf, Zr, Nb, U, Y, Sr e ETR association in soils reflecting high contents of gibbsite, anatase, and zircon - this is the bauxite group (except for B1C type); 3) Fe2O3, V, Pb, Cu, Ag, Sc, and As association marked by high contents of hematite and goethite - this is the pisolitic bauxite (B1C), Fe-rich, and siliceous Fe-Al duricrusts group. Preservation of the duricrusts in highly dissected topography along with thin soils typical of southeast Amazon is possibly facilitated by proximity to large rivers, such as the Aripuanã and Sucunduri rivers, tributaries to the Madeira River, which promote erosion, and formation of truncated profiles and stone lines due to neotectonics. / Este trabalho discute as características texturais, mineralógicas, geoquímicas e a situação topográfica das bauxitas, das crostas ferruginosas, das crostas ferro-alumino-silicosas e dos solos na região do Apuí, entre os rios Aripuanã e Sucunduri, sudeste do Amazonas. Nos vales, nas encostas íngremes e nas colinas com altitude entre 20 e 140 m predominam rochas sedimentares e vulcânicas, e nos platôs e colinas com altitude entre 200 a 320 m e 140 a 200 ocorrem às bauxitas, as crostas ferruginosas e as ferro-alumino-silicosas respectivamente. As bauxitas são maciças e pisolíticas, as crostas ferruginosas são maciças, vermiformes, pisolíticas e brechóides, e as ferro-alumino-silicosas são em sua maioria brechóides e vermiformes, com fácies pisolítica subordinada. A bauxita maciça foi formada a partir de rochas vulcânicas do Grupo Colíder, enquanto as bauxitas pisolíticas, as crostas ferruginosas e ferro-alumino-silicosas a partir dos siltitos e arenitos do Grupo Alto Tapajós. Tal descriminação de origem foi o produto da integração de dados de campo e geoquímica (razões Eu/Eu*, Ce/Ce* e [TiO2(%)/Nb (ppm)]*1000 vs ETRL). Foram reconhecidos três grupos de associações geoquímicas: 1. dividido no subgrupo que congrega os arenitos e o subgrupo das rochas vulcânicas e siltitos, ambos marcados pela associação entre Ba e Rb que reflete o maior conteúdo de feldspatos, micas, caulinita e illita; 2. agrupa as bauxitas e os solos caracterizados pela associação entre Al2O3, PF, TiO2, Th, Ga, Ta, Hf, Zr, Nb, U, Y, Sr e ETR relacionados ao maior conteúdo de gibbsita, anatásio e zircão; 3. reúne a bauxita pisolítica, crostas ferruginosas e ferro-alumino-silicosas. Neste terceiro grupo, o Fe2O3 está associado ao V, Pb, Cu, Ag, Sc e As principalmente pela abundância em hematita+goethita. A preservação dessas crostas no relevo altamente dissecado e a pouca espessura do solo no sudeste do Amazonas está, provavelmente ligada à proximidade dos grandes rios da região como o Aripuanã e Sucunduri afluentes do rio Madeira que devem ter facilitado a erosão, bem como a neotectônica que proporcionou a formação de perfis truncados e linhas de pedra.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-11-06T13:30:47Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3957377 bytes, checksum: 5f7f74e1f3c9be6619b8cb27f7165527 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-06T13:30:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3957377 bytes, checksum: 5f7f74e1f3c9be6619b8cb27f7165527 (MD5) Previous issue date: 2014-08-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As atividades extrativas acarretam em grande mobilização do solo, o que, consequentemente, alteram suas propriedades físicas, químicas e biológicas. Entretanto, logo após a mineração, a camada orgânica retirada durante o processo de lavra é reposta à superfície minerada e, então, promovido o uso do solo com vegetação de forma a recondicioná-lo. Objetivou-se avaliar a agregação e as frações da matéria orgânica de solo em reabilitação após extração de bauxita com o uso de diferentes plantas intercalares e tipos de adubações quando cultivado com cafeeiro. Amostras de solo na camada de 0 20 cm foram coletadas na área em reabilitação sob quatro tipos de adubações: sem adubação (T), orgânica (AC), química (AQ) e orgânica + química (AC+AQ) e três tipos de cobertura vegetal nas entrelinhas do cafeeiro: sem planta (SP), braquiária (B) e estilosantes (E). Nessas amostras avaliaram-se os estoques de carbono orgânico e nitrogênio totais (COT e NT), lábil (COL e NL), da matéria orgânica leve livre (C-MOL-L e N-MOL-L), oclusa (C- MOL-O e N-MOL-O), matéria orgânica particulada (C-MOP e N-MOP) e a associada aos minerais (C-MAM e N-MAM), a razão isotópica 13 C, a massa e densidade de raízes e o índice de manejo de carbono (IMC). Também foi feito a separação de agregados estáveis em diferentes classes e determinados os índices de agregação: diâmetro médio ponderado (DMP), diâmetro médio geométrico (DMG), percentagem de agregados > 2 mm estáveis em água (AGRI) e o índice de estabilidade de agregados (IEA). Os atributos orgânicos: COT, COL, NT, NL, relação C:N e IMC foram determinados em três classes de agregados: macroagregados (4,75 - 2,0 mm), mesoagregados (2,00 - 0,25 mm) e microagregados (0,25 - 0,053 mm). De modo geral, a aplicação de cama de aviário com/sem adubação mineral, juntamente com as forrageiras cultivadas em consórcio com cafeeiro, melhoraram os atributos orgânicos e a agregação do solo nas áreas mineradas de bauxita, principalmente com o uso da braquiária, podendo representar uma opção para o recondicionamento das propriedades do solo, após exploração mineral. / Compartments of organic matter and soil aggregation in post-mining rehabilitation with different fertilizers and cover crops Extractive activities cause large mobilization of land, which, in turn, alter the physical, chemical and biological soil properties. However, soon after mining, the organic layer was removed during the mining process is response, and promoted the use of soil with vegetation in order to refurbish it. Aimed to evaluate the aggregation and organic matter fractions in soil area mined and rehabilitated after bauxite extraction using different types of intermediate plants and fertilizers in coffee. Soil samples in the 0 - 20 cm were collected in rehabilitated by planting coffee under four types of fertilization area: without fertilization (T), organic (AC), chemistry (AQ) and organic + chemistry (AC + AQ) and three types of vegetation cover between rows of coffee: without plant (SP), brachiaria (B) and estilosantes (E). These samples evaluated the organic carbon and total nitrogen (TOC and TN), labile (LOC and LN), free light organic matter (C-L-MOL and N-L- MOL), occluded (C-MOL-O and N- MOL-O), particulate (C-MOP and N-MOP) and mineral-associated (C-MAM e N- MAM) organic matter, in addition to isotope ratio 13 C. Were also determined aggregation indices: mean weight diameter (MWD), geometric mean diameter (GMD), percentage of aggregates > 2 mm stable in water (AGRI) and the aggregate stability index (ESI). Besides organic attributes: TOC, LOC, TN, LN, C:N ratio and BMI in three aggregate classes: macroaggregates (> 2.0 mm), mesoagregados (2.00 to 0.25 mm) and microaggregates (0.25 0.053 mm). In general, the application of Aviary bed with/without mineral fertilization along with the cultivated forage in consortium with coffee in the mined-out areas of bauxite improved organic attributes and soil aggregation in the short term, especially with the use of grass, and may represent an option for the sustainability of the system by refurbishing the properties essential to the smooth functioning of the soil in areas of mineral exploration.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2018-11-01T12:47:59Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1638226 bytes, checksum: cd79cb4597d08a08104a5b229cae6181 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-01T12:47:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1638226 bytes, checksum: cd79cb4597d08a08104a5b229cae6181 (MD5) Previous issue date: 2018-07-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este estudo teve como objetivos avaliar a fitossociologia de duas áreas mineradas com diferentes idades e modelos de restauração utilizados, relacionar a cobertura do dossel com o banco de sementes do solo de uma área em processo de regeneração natural, analisar a dinâmica da paisagem, bem como, estimar a influência da mineração no contexto da dinâmica do solo através da modelagem de sedimentos em duas microbacias na Zona da Mata Mineira. Para avaliação fitossociológica das áreas em restauração, foi realizado o inventário florestal tipo censo total, com identificação de todos os indivíduos com CAP≥ 15cm para uma área minerada onde foi realizado o plantio de mudas e CAP≥ 10cm para outra em regeneração natural. No tocante a análise da relação do dossel com o banco de sementes, foram definidos 10 pontos onde foram tomadas fotografias do dossel com uma câmera digital NIKON D40X e lente de 8 mm (Fish-eye) sendo também coletadas amostras de solo superficial com o auxílio de um gabarito de 45 x 29 x 5cm. A análise da paisagem foi realizada levando em consideração uma série histórica de 31 anos (1985, 1995, 2005, 2010, 2016), sendo utilizadas imagens orbitais. Quanto à modelagem da erosão, esta foi estimada através da modelagem LAPSUS para duas microbacias de influência direta da atividade de mineração. Como resultados, através dos estudos fitossociológicos, pode-se constatar que ambas as áreas estão cumprindo sua função ecológica no ambiente, sendo necessária a intervenção através do enriquecimento em diversidade apenas da área restaurada através da regeneração natural, estando também o dossel influenciando na seleção e presença de determinadas espécies presentes no banco de sementes do solo. Quanto à análise de paisagem, observou-se que a mineração, no contexto de paisagem, influenciou de forma positiva o aumento da cobertura florestal nas regiões avaliadas, constatado também pela modelagem de solo, que revelou que a atividade de maior impacto para a região é a agropecuária, devido ao predomínio desta classe perante as demais, além do estado atual das mesmas (geralmente degradadas). Assim, pode-se concluir que, quando bem geridas e executadas as atividades de restauração em ambientes minerados, estas podem produzir bons resultados e a atividade se tornar sustentável em termos ambientais. / This study aimed to evaluate the phytosociology of the two mined areas with different ages and restoration techniques used, relate the canopy coverage with the soil seed bank in an area in process of natural regeneration, analyze the landscape dynamic, as well as estimate the mining influence in the soil dynamic context through the sedimentation modeling in two watersheds located in the Atlantic Rain Forest. The phytosociological analysis was done through the forest inventory with identification of all individuals with CAP≥ 15cm for a mined area where seedlings were planted and CAP≥ 10cm for another one in process of natral restoration. Regarding the relation between the canopy and the seed bank, 10 points were defined to be took canopy pictures through the NIKON D40X camera with fish-eye lens of 8mm. In these same points were collected superficial soil with the use of a template of 45 x 29 x 5cm. The analysis of the landscape was done taking into account a historical series of 31 years (1985, 1995, 2005, 2010, 2016), through the use of satellite images. According the soil modelling, which was estimated through the LAPSUS modelling, both watersheds with direct influence of the mining activities were evaluated. As results, we can say that both evaluated areas are complying the ecological functions in the environment. However, in the natural regeneration area the vegetal enrichment is necessary to increase the local diversity. In addition, in this same area, we verify the canopy influence over the selection and establishment of the species contained in the soil seed bank. Regarding the landscape analysis, we can say that the mineral exploration has positively influenced the increase of forest cover in the regions under influence of this activity. It was confirmed by the soil modeling analysis, which presented the largest impact agent in the region was the agriculture due to dominance of this class of use and its current situation (degraded). Thus, we can conclude that, when well- managed, monitored and executed the restoration projects in mined areas, it can produce good results and the activity becomes sustainable.

[pt] Este trabalho apresenta a metodologia usada no acompanhamento do adensamento e do ressecamento de resíduos de mineração e processamento de bauxita, as lamas vermelhas. A proposta foi investigar métodos para obtenção de informações sobre efeitos do ressecamento solar no comportamento da lama, buscando identificar a transição da fase saturada para a não saturada destes materiais. A pretensão foi facilitar a incorporação destes efeitos a métodos de análise do ciclo de vida útil de reservatórios de disposição de rejeitos de mineração e processamento depositados sob forma de lama, e que em geral só consideram os recalques por peso próprio e/ou lançamento de novas camadas. Será possível, então, chegar a uma previsão mais realista de sua capacidade de armazenamento e de suas características finais, dados importantes para executar projetos mais racionais de reabilitação do depósito. Foram estudados cinco tipos de resíduos diferentes. Um, é constituído pelos rejeitos de lavagem de bauxita de uma mina localizada no estado do Pará, sendo composto somente de grãos sólidos e água. O segundo tipo é o resultado do processamento deste primeiro material, uma lama com fluido altamente básico (pH 14). Os outros dois são rejeitos de processamento de bauxitas de duas regiões diferentes do estado de Minas Gerais: um da região de Poços de Caldas, e o outro, da região de Ouro Preto, ambos com pH em torno de 14. Este último material, da região de Ouro Preto, é que foi utilizado em estudos anteriores da PUCRio. O último resíduo analisado é produto de uma neutralização feita nesta mesma lama de Ouro Preto antes de sua disposição final. Foram com estes dois últimos rejeitos que se realizou a maior quantidade de testes e análises, e eles, então, se constituíram os objetos principais da pesquisa. Foram executados ensaios de adensamento com deformação controlada, determinação de curvas características de sucção e secagem através de diferentes técnicas (papel filtro, tensiômetros etc); caracterizações especiais e ensaios de ressecamento em caixas de dimensões variadas, procurando simular o efeito da radiação solar nestes rejeitos, e ensaios de campo (medição de poropressões e coleta de amostras). Metodologias de execução e interpretação destes testes para estes materiais não usuais são propostos. O seu comportamento na transição da fase saturada para a não saturada foi acompanhado, tanto com relação à variação de volume quanto de resistência. Modelos empíricos são sugeridos, e podem ser usados para uma primeira previsão dos efeitos da exposição à secagem. / [en] This work presents the methodology used to study the consolidation and desiccation of bauxite wastes from mining and industrial processing. The aim is to understand the geotechnical behavior of these wastes launched as slurries in reservoirs and then, let do dry under solar exposure. Five types of residues are here considered. The first is an inert waste resulting from washing of bauxite in mining operations run in the North of Brazil. The other four are wastes resulting from the physicochemical treatment of the bauxite in alumina production industrial plants. Such treatment follows the worldwide known Bayer process. Three of these four wastes, which are usually named as red muds, are disposed with pH around 14. The other one is disposed after neutralization with sulfuric acid, under a pH around 8. Data of solar exposure effects on the muds behavior was obtained in order to determine parameters to be incorporated into consolidation models. Therefore, an improvement on predictions of the life cycle of the wastes reservoirs can be achieved. To study the transition between the saturated phase to the unsaturated one and to determine the geotechnical and geomechanics characteristics of the wastes, an extensive laboratory testing program was performed. This included CRD tests, monitored physical model tests and the determination of water retention curves for the wastes from fully wetted to dry conditions. Laboratory results are compared with those of field monitoring programmes and some empirical models are proposed.

Submitted by Socorro Albuquerque (sbarbosa@ufpa.br) on 2018-05-28T18:44:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_BauxitasNodularesPlato.pdf: 20600419 bytes, checksum: a31592a1e734779b487e5cb96baaf9e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Socorro Albuquerque (sbarbosa@ufpa.br) on 2018-05-28T18:46:13Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_BauxitasNodularesPlato.pdf: 20600419 bytes, checksum: a31592a1e734779b487e5cb96baaf9e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-28T18:46:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_BauxitasNodularesPlato.pdf: 20600419 bytes, checksum: a31592a1e734779b487e5cb96baaf9e1 (MD5) Previous issue date: 2017-12-12 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Existem dois níveis de bauxitas distintos no platô Miltônia-3 localizado na Província Bauxitífera de Paragominas-PA. Estes níveis estão separados por um horizonte de laterita ferruginosa (LF) pseudopsolítica a concrecionária que marca um hiato entre dois ciclos distintos de formação do perfil bauxítico atual. As bauxitas do nível superior (2° ciclo de formação) possuem características nodulares a concrecionárias e as do nível basal (1° ciclo de formação) composto por uma bauxita concrecionária (BC) mais íntegra fisicamente somado a outro nível de bauxita mais friável com porções argilosas para a sua base (BCBA). Percebeuse tratar da Bauxita Nodular Concrecionária (BNC) localizada no nível superior, de horizonte enriquecido em gibbsita, com baixos teores de sílica reativa e ferro, teores esses muito semelhantes àqueles encontrados no horizonte do principal minério de bauxita (BC) do perfil. Em observações de campo, nas frentes de lavra e nos testemunhos de sondagem constatou-se que esta BNC é uma gradação do horizonte de Bauxita Nodular (BN) acima. Essa gradação é observada pelo aumento do tamanho dos nódulos bauxíticos, onde os seus pseudopisólitos Fe-gibbsíticos intercrescem por coalescência, diminuindo os teores de ferro e sílica disseminados marcados pela mudança de coloração, passando de amarelo-lilás, até atingir uma coloração vermelho-alaranjado a ocre, à medida que se avança na profundidade. Nota-se também marcante diminuição até o completo desaparecimento dos pseudopisólitos Al-ferruginosos, além da diminuição do volume de argila gibsítica-caulinítica neste nível. Com base nos estudos como petrografia macroscópica e microscópica, MEV/EDS, DRX e análises químicas, além de Análise de Componentes Principal (ACP) e estatística descritiva, foram desenvolvidas duas propostas de modelos de evolução sobre a gênese do nível superior de bauxitas nodulares deste depósito laterítico-bauxítico, considerando: Modelo (1) - Origem a partir da degradação das bauxitas originais (1º Ciclo), relacionadas a um 2º Ciclo de Lateritização que consiste na preexistência da bauxita matura (BC), sobreposto pela LF, que foi recoberto por “Argila de Belterra”. Este novo nível nodular imposto (BN), ocorre pelo processo de coalescência onde houve a junção da fase aluminosa residual, resultante da migração do Fe e Si em solução para fora deste nível e pela migração do Al dos níveis vizinhos acima do capeamento (CAP) e abaixo deste de LF e BC, formando e concentrando em larga escala a gibbsita preferencialmente e secundariamente a caulinita. Com a contínua evolução deste nível de BN, observa-se um amadurecimento da porção basal deste nível, formando a BNC cujos nódulos estão intercrescidos, se conectando localmente, consumindo os níveis vizinhos acima da BN e os níveis abaixo de LF e BC, até o total consumo destes; Modelo (2) - Sua origem a partir de um 2º Ciclo de Lateritização, porém a partir de uma deposição sedimentar posterior sobre o perfil laterítico do 1º Ciclo. Com a exposição de uma rocha fonte como um plúton granitóide (Granito Cantão, Japiim, Jonasa, Ourém e Ney Peixoto do Neoproterozóico), gnaisse (embasamento cristalino arqueano) ou sedimentos siliciclásticos (Formações Itapecuru e Ipixuna do Cretáceo Superior), cuja degradação intempérica possibilitou a geração de sedimentos de natureza argilosa preferencialmente caulinítica durante o Paleógeno até o início do Oligoceno?. Houve a migração de Fe, Si, Ca, Na, etc. para fora deste nível, preservando e concentrando in situ o Al e O, além do Si residual. O processo de coalescência permitiu a junção da fase aluminosa residual, concentrando preferencialmente gibbsita e secundariamente caulinita, fechando o primeiro ciclo de formação de bauxita. Em seguida houve um soerguimento regional, seguido por processos erosivos que possibilitaram a exposição deste perfil bauxítico anteriormente formado, sob clima sazonal, com abundância de água meteórica e intensa insolação se intercalando, onde se desenvolveu a LF, de ocorrência regional marcando um hiato entre os ciclos de formação destas bauxitas. Nova movimentação regional de rebaixamento, que possibilitou a deposição de sedimentos de origem siliciclástica, que serviram de rocha fonte para um novo ciclo de formação de bauxita durante o Mioceno Superior. Podem ser as mesmas rochas cuja degradação física e química forneceram os sedimentos para o 1° ciclo de formação de bauxitas. Repetindo o processo de coalescência da fase aluminosa residual, com o desenvolvimento em larga escala preferencialmente da gibbsita e secundariamente caulinita, fechando o segundo ciclo de formação de BN e BNC. / There are two distinct levels of bauxites on the Miltônia-3 plateau located at the Bauxite Province of Paragominas-PA. These levels are separated by a pseudopsolitic to concretionary ferruginous laterite (FL) horizon, marking a hiatus between two distinct cycles of the current bauxite profile formation. The bauxites of the upper level (2nd cycle of formation) have nodular to concrete characteristics whereas those of the basal level (1st cycle of formation) are composed by a more physically complete concrete bauxite (CB) added by another level of a more friable bauxite with clayey portions for its base (concrete bauxite with clayey bauxite - CBCB). It was noticeable the CNB located at the upper level of gibbsite-enriched horizon with low reactive silica and iron contents, which are very similar to those found on the horizon of the main bauxite ore (CB) of the profile. In field observations, on the survey fronts and in the drill holes it was found that this CNB is a gradation of the above Nodular Bauxite (NB) horizon. This gradation is observed by the increase in the size of the bauxite nodules, where their Fe-gibbsite pseudopsolites grows up by coalescence, decreasing the diffused iron and silica contents marked by the change in color from lilac-yellow to a red-orange color, to ocher, in higher depths. It is also noticeable a decrease until the complete disappearance of the Al-ferruginous pseudopsolites, in addition to the decrease of the volume of gibsytic-kaolinite clay at this level. Based on this study using macroscopic and microscopic petrography, SEM/EDS, XRD and chemical analysis, as well as Principal Component Analysis (PCA) and descriptive statistics, two evolution model proposals were developed on the genesis of the upper level of nodular bauxites of this lateritic-bauxite deposit, considering: Model (1) - Origin from the degradation of the original bauxites (1st Cycle), related to a 2nd Lateritization Cycle which consists of the preexistence of mature bauxite (CB), overlapped by FL, which was covered by "Belterra Clay". This new nodular level (NB) occurs through the coalescence process whereby the residual aluminous phase junction occurred, resulting from the migration of Fe and Si in solution out of this level and by the migration of the neighboring levels above the clayey overburden (CAP) and below that of FL and CB, forming and concentrating large scale gibbsitepreferably and secondarily to kaolinite. With the continuous evolution of this level of NB, a maturation of the basal portion of this level is observed, forming the CNB whose nodules are interincreased, connecting locally, consuming neighboring levels above NB and levels below FL and CB, up to the total consumption of these; Model (2) - Its origin from a 2nd Lateritization Cycle, however from a later sedimentary deposition on the lateritic profile of the 1st Cycle. With the exposure of a source rock as a granitoid pluton (Cantão, Japiim, Jonasa, Ourém and Ney Peixoto of Neoproterozoic granites), gneiss (Archaean crystalline basement) or siliciclastic sediments (Itapecuru and Ipixuna Formations of the Upper Cretaceous), whose weathering degradation made it possible the generation of sediments of clayey nature preferentially kaolinite during the Paleogene until the beginning of the Oligocene. Migration of Fe, Si, Ca, Na, etc. occurred outside this level, preserving and concentrating the Al and O in situ, in addition to the residual Si. The process of coalescence allowed for the addition of the residual aluminous phase, preferentially concentrating the gibbsite and secondarily kaolinite, closing the first cycle of bauxite formation. Thereafter, there was a regional upwelling, followed by erosive processes that allowed for the exposure of this previously formed bauxite profile, under a seasonal climate, with an abundance of meteoric water and intense intercalated insolation, where the FL developed, of regional occurrence marking a hiatus between the formation cycles of these bauxites. New regional retraction movement, which allowed for the deposition of sediments of siliciclastic origin, which served as source rock for a new bauxite formation cycle during the Upper Miocene. They may be the same rocks from which physical and chemical degradation provided sediments for the 1st cycle of bauxite formation. Repeating the coalescence process of the residual aluminous phase, with the large scale development preferably of the gibbsite and secondarily kaolinite, closing the second cycle of NB and CNB formation.