Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 2235233 bytes, checksum: 90091ce5e150c5df82bb72929b3cb2f0 (MD5) Previous issue date: 2008-08-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / SnO2 pigments, when doped with chromium, lead to violet or purple colors, depending on chromium oxidation state. There is a need to control the chromophore oxidation state, as Cr(VI) is toxic and carcinogenic, while Cr(III) leads to no risk to living beings. Cr(VI) formation may be avoided with the addition of counterions, that lead to a charge imbalance. In this work, SnO2:Cr pigments were synthesized by the polymeric precursor method, with the addition of molybdenum as counterion. The powder precursor decomposition was evaluated by thermogravimetry (TG) and differential thermal analysis (DTA). The influence of the counterion in the crystalline structure was evaluated by Xray diffraction. The materials were also characterized by infrared spectroscopy, colorimetry and UV-vis spectroscopy. All pigments are crystalline and single phase with cassiterite structure. Chromium formation with hexavalent state was observed in all samples, while Sn0.90Cr0.06Mo0.04O2 presented the lowest amount of this cation, comparing to the other pigments, being the less toxic one. Violet and rose colors were obtained for materials doped with chromium and chromium/molybdenum, respectively, being related to the formation of Cr(IV) in the material structure. / O SnO2 quando dopado com cromo forma pigmentos de coloração violeta e rósea, dependendo dos diferentes estados de oxidação do cromo. Contudo, há necessidade de um controle sobre o estado de oxidação do metal, já que o Cr(VI) é tóxico e cancerígeno, enquanto que o Cr(III) não oferece perigo aos seres vivos. Uma forma de evitar a formação de Cr(VI) é pela adição de contraíons, que levam a um balanço de cargas. Neste trabalho, pigmentos cerâmicos de SnO2:Cr na presença de contra-íon molibdênio foram sintetizados pelo método dos precursores poliméricos. A decomposição dos pós precursores foi estudada por termogravimetria (TG) e análise térmica diferencial (DTA). Foi realizado também o estudo da influência dos contra-íons na evolução da fase cristalina por meio de Difração de Raios-X (DRX). Os materiais foram caracterizados por infravermelho, colorimetria e espectroscopia de UV-vis. Os pigmentos mostraram-se cristalinos e monofásicos com a obtenção da fase cassiterita para todos os sistemas. A formação do cromo no seu estado hexavalente foi observada para todos os sistemas, contudo o pigmento Sn0,90Cr0,06Mo0,04O2 apresentou a menor quantidade formada desse cátion, quando comparado com os demais, tornando-se o menos tóxico dos pigmentos estudados. As cores violeta e rósea foram obtidas para os materiais dopado com cromo e cromo/molibdênio, respectivamente, que está associado à formação de Cr(IV) na estrutura do material.

[pt] Neste trabalho foi realizado o estudou da eletroflotação de finos de cassiterita e quartzo, utilizando o microrganismo Rhodococcus opacus como biorreagente. Os ensaios de eletroflotação foram realizados em tubo de Hallimond modificado, usando aço inox como cátodo e uma tela de Ti/RuO2 como ânodo. As características da superfície do microrganismo e os possíveis mecanismos de interação envolvidos na bioadesão foram avaliados com base em medições de potencial zeta, análises por espectrometria no infravermelho e análises de micrografias obtidas no microscópio eletrônico de varredura (MEV). Após a interação foi observado um caráter hidrofóbico nas partículas de ambos os minerais, e verificado pelas medidas de ângulo de contato. Através de ensaios de adesão foi observada uma maior afinidade do microrganismo pela cassiterita. Estes ensaios também indicaram o pH da solução como o parâmetro de maior influencia, sendo que, maiores quantidades de bactéria aderida foram obtida em valores de pH em torno de 3,0; com 5 min de interação. O tamanho médio da bolha Sauter, obtido pelo método de difração laser, foi de 26 micrometros, usando 50 mg/L de microrganismo e 51,4 mA/cm2 de densidade de corrente. A densidade de corrente e concentração de bactérias mostraram-se os parâmetros de maior influencia no tamanho das bolhas. Assim, bolhas de tamanho menor foram obtidas quando os valores destes parâmetros foram incrementados. A melhor flotabilidade para a cassiterita foi observada em pH 5,0, sendo 64.5 por cento com uma concentração de bactérias de 50 mg/L. Para o quartzo a porcentagem foi em torno de 30 por cento em toda a faixa de pH e concentração da bactéria. Os ensaios de microflotação mostraram que R. opacus contribuiu para uma elevada flotação da cassiterita e uma limitada flotação do quartzo. Ensaios de flotabilidade para uma mistura sintética de cassiterita-quartzo (1:1) foram também realizados, sendo obtidas recuperações médias de cassiterita de 67,8 por cento com um teor no concentrado de 64,4 por cento, partindo de um teor de alimentação igual a 42,9 por cento de SnO2. / [en] In this work, the electroflotation of quartz and cassiterite fine was carried out using Rhodococcus opacus as bioreagent. The electroflotation cell was Hallimond tube modified, with stainless steel as cathode and Ti/RuO2 mesh as anode. The characteristics of the microorganism surface and the corresponding interaction mechanisms in the bioadhesion were evaluated based on the zeta potential, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and contact angle measurements. After the interaction the resulting particles exhibited hydrophobic character, as verified by the increase of the contact angle. The results, also, showed that the microorganism has a higher affinity for cassiterite particles. It was observed a strong influence of pH on adhesion. The higher adhesion values were obtained around pH 3 and the time required to reach equilibrium was 5 min for both minerals. Current density and bacterial concentration seem to be the main parameters affecting the mean diameter of bubbles. Fine bubbles were obtained when the values of these parameters increased. The mean bubble size obtained (Sauter) by the laser diffraction method was 26 micrometers with an organism concentration of 50 mg/L and current density of 51.4 mA/cm2. The best flotability of cassiterite (64.5 per cent) was observed at pH 5.0 with a R. opacus concentration of 50 mg/L. For quartz the maximum flotability achieved was 30 per cent throughout the all pH range and bacteria concentration tested. It is shown through microflotation tests that R. opacus is able to float cassiterite very well and quartz limitedly. Also, the flotability of cassiterite was evaluated in tests by using a synthetic mineral mixture. An average recovery of 67.8 per cent of cassiterite was obtained with a concentrated grade of 64.4 per cent, starting from 42,9 per cent in the feed grade (SnO2).

In this thesis, the surface properties of cassiterite due to the changes of two material properties, i.e. crystallographic orientation, and Fe as a minor element in the lattice, and their implication for selective separation are studied. In the study of the crystallographic orientation of cassiterite, the physicochemical behaviors of the surfaces SnO2(110), SnO2(100), as well as SnO2(001) were investigated by using high-resolution direct force spectroscopy. The measurements were conducted between a silica sphere and sample surfaces in 10 mmol/L KCl between pH 3.1 and 6.2 using colloidal probe atomic force microscopy (cp-AFM-hydrophilic). Dissimilar interactions were detected on different-oriented surfaces. The pH values where the force switched from positive to negative can be clearly distinguished and be ordered as SnO2(100) < SnO2(001) ≈ SnO2(110). The most potent attractive force was found to be on the (110) cassiterite surface compared to the (100) and (001) cassiterite surfaces at lower pH. By fitting the force curves in the DLVO theory framework, anisotropic surface potentials were computed between the three sample surfaces following a similar trend as force interaction. This differential surface potential might be due to the difference in Sn cation density and electron affinity. To study the implication of crystallographic orientation to surfactant adsorption, we used Aerosol22 (sulfosuccinamate) as an anionic collector for cassiterite flotation to functionalize the different samples at pH 3. The contact angle measurements, the topography visualizations by AFM, and the force measurement using cp-AFM with hydrophobized spheres (cp-AFM-hydrophobized) have shown that Aerosol22 was adsorbed on the sample surfaces inhomogeneously. The adsorption followed the order of SnO2(110) > SnO2(100) > SnO2(001) in the concentration from 1 × 10−6 mol/L to 1 × 10−4 mol/L. In the study of Fe as a minor element in the lattice of cassiterite, synthetic pure cassiterite, and cassiterite doped with two different Fe contents were successfully recrystallized by means of sintering. Their crystal structure and chemical compositions are characterized by X-ray powder diffraction (XRD) as well as scanning electron microscopy (SEM) combined with energy-dispersive X-ray (EDX) analysis. Their floatability was studied by microflotation with a diphosphonic acid surfactant named Lauraphos301 as a collector. Unlike the addition of ferric ions in solution, which strongly depressed the floatability of all the cassiterite samples, a much higher flotation efficiency of the Fe-doped cassiterite samples was found especially at lower collector concentrations. The cassiterite floatability is proportional to the Fe content in the cassiterite at a broad range of pH, and the recovery has the following order: Cassiterite with 1417 ppm Fe > cassiterite with 1165 ppm Fe > pure cassiterite The electrokinetic behavior of the cassiterite samples with and without the collector was studied by electrophoretic measurements and revealed that the chemical interaction dominated the adsorption. With the help of the particle shape analysis, a more angular shape was found for the Fe-doped cassiterite samples. Moreover, without the influence of particle shape, abundant adsorption of Lauraphos301 was found on the Fe-doped cassiterite samples by AFM topography imaging. The minor amount of Fe in the cassiterite lattice and a more angular shape of the Fe-doped cassiterite samples were believed to enhance floatability collectively. The study reveals that the influence of the chemical composition of the minerals on flotation was almost inextricably bound up with particle morphology and emphasizes the importance of considering both factors and investigating them individually for the flotation study.

O Granito Desemborque, um corpo de forma, aproximadamente, circular, situado no sul do Estado de São Paulo, tem área aflorante de 50 km2 e é representado por um biotita sienogranito. O caráter peraluminoso com teores significativos de K2O e Na2O, juntamente com o baixo conteúdo de CaO, altas razões Fe/Mg, elevados valores de SiO2 e de elementos traços como Zr, Nb e Y, atestam a afinidade alcalina do granito que pode ser classificado como do tipo A. Os teores de Y refletem a presença de fases acessórias como parisita de Ce, itrofluorita e monazita. Columbita, zircão rico em háfnio e cassiterita presentes na associação de minerais acessórios do Granito Desemborque foram analisados semiquantitativamente (teores em peso) por MEV-EDS. Com isso foi possível discriminar duas fases evolutivas para a geração de alguns dos minerais de metais raros associados ao corpo; uma francamente magmática (com subfases granítica e pegmatítica) e uma fase hidrotermal. A columbita (teor médio de Nb2O5 de 66,2% e 6,5% de Ta2O5) é nitidamente gerada na fase magmática sendo que na subfase granítica ela tem presença ubíqua e caráter disseminado. O zircão, por sua vez, ocorre nas duas subfases magmática, sendo que na subfase granítica ele teria um caráter mais tardio. O teor médio das análises foi de 9,3% de HfO2, classificando-o como um zircão rico em háfnio. Na fase hidrotermal, é que se desenrolariam os processos de enriquecimento em Hf desse mineral. A cassiterita, os minerais de REE e boa parte dos minerais radioativos têm a sua formação restrita a fase hidrotermal. Dentre as classificações propostas para granitos mineralizados, o Granito Desemborque se aproxima do tipo peralcalino mineralizado a metais raros com tendência a formar depósitos ou ocorrências de Nb e ETR. Os senões seriam o fato desse corpo não ser peralcalino (ele é peraluminosso) e dos potenciais minerais de Y e ETR só terem sido registrados como inclusões minerais hospedadas nos grãos de cassiterita (ítriocolumbita) e de zircão (xenotímio). A falta de concentrações minerais econômicas de Nb-Hf-Sn associadas ao Granito Desemborque pode ser imputada ao caráter anídrico do magma (tipo-A) e a falta ou limitação do fraturamento hidráulico. A ausência de concentrações minerais econômicas em virtude da remoção erosiva da zona de cúpula não se encontra de acordo com os resultados prospectivos encontrados, pois, a presença da cromita nas amostras de leito ativo coletadas nas drenagens estabelecidas bem no cerne do corpo granítico indica a preservação de restos de pendentes de teto da rocha encaixante (ortognaisses com boudins de rochas ultrabásicas). / The Desemborque Granite, a body almost of circular shape, placed in the southernmost part of São Paulo State, has an area of ca. 50 km2. and it is represented by a sienogranite biotite. Its peraluminous features with significant contents of K2O and Na2O, together with low CaO contents, high Fe/Mg ratios, elevated values of SiO2 and trace elements as Zr, Nb and Y, assure the granite alcaline affinity that can be classified as type A. The Y numbers reflect the presence of acessory phases as parasite de Ce, yttrofluorite and monazite. Columbite, zircon rich in hafnium and cassiterite presented in the association of accessory minerals of the Granite Desemborque were semiquantitatively analysed(values in weight) by MEV-EDS. Because of this it was possible to detail the two evolutional phases for the generation of some minerals of rare metals associated to the body; one fairly magmatic (with granitic sub-phases and pegmatitic) and an hidrotermal phase. Columbite (Nb2O5 mean value 66,2% and 6,5% Ta2O5) is clearly generated in magmatic phase and in the granitric sub-phase it has ubiquitous presence and disseminated character. Zircon, in its turn, occurs in the two magmatic sub-phases, and in the granitic sub-phase it would have a later character. The mean value of the analysis was of 9,3% for HfO2, classifying it as a zircon rich in hafnium. In the hidrotermal phase, the enrichment proccesses are developed in Hf of this mineral. Cassiterite, the REE minerals and a large number of radiactive mineral have their formation restricted to the hidrotermal phase. Amongst the proposed classification for the mineralized granites, the Granite Desemborque has an peralkalkine mineralized approach to rare metals with a wide tendency to create deposits or Nb and REE occurences. The opposition could be the fact that this body is not peralkaline (it is peraluminous) and the Y and REE mineral potentials only have been recorded in the hosted mineral inclusions in the cassiterite grains (yttrocolumbite) and of zircon (xenotímio). The lack of profitable Nb-Hf-Sn mineral concentrations associated to the Granite Desemborque can be magma anhydrous character (type-A) and the lack or limitation of the hydraulic fracturing. The absence of profitable mineral concentrations because of the erosive removal of the apical zone is not in agreement with the prospective results found, once the presence of chromite in the samples of the active stream bed collected at the draining which is established exactly in the basis of the granite body indicates the preservation of remaints roof pendant the wall rocks (ortognaisses with boudins of ultrabasic rocks).

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

O Granito Desemborque, um corpo de forma, aproximadamente, circular, situado no sul do Estado de São Paulo, tem área aflorante de 50 km2 e é representado por um biotita sienogranito. O caráter peraluminoso com teores significativos de K2O e Na2O, juntamente com o baixo conteúdo de CaO, altas razões Fe/Mg, elevados valores de SiO2 e de elementos traços como Zr, Nb e Y, atestam a afinidade alcalina do granito que pode ser classificado como do tipo A. Os teores de Y refletem a presença de fases acessórias como parisita de Ce, itrofluorita e monazita. Columbita, zircão rico em háfnio e cassiterita presentes na associação de minerais acessórios do Granito Desemborque foram analisados semiquantitativamente (teores em peso) por MEV-EDS. Com isso foi possível discriminar duas fases evolutivas para a geração de alguns dos minerais de metais raros associados ao corpo; uma francamente magmática (com subfases granítica e pegmatítica) e uma fase hidrotermal. A columbita (teor médio de Nb2O5 de 66,2% e 6,5% de Ta2O5) é nitidamente gerada na fase magmática sendo que na subfase granítica ela tem presença ubíqua e caráter disseminado. O zircão, por sua vez, ocorre nas duas subfases magmática, sendo que na subfase granítica ele teria um caráter mais tardio. O teor médio das análises foi de 9,3% de HfO2, classificando-o como um zircão rico em háfnio. Na fase hidrotermal, é que se desenrolariam os processos de enriquecimento em Hf desse mineral. A cassiterita, os minerais de REE e boa parte dos minerais radioativos têm a sua formação restrita a fase hidrotermal. Dentre as classificações propostas para granitos mineralizados, o Granito Desemborque se aproxima do tipo peralcalino mineralizado a metais raros com tendência a formar depósitos ou ocorrências de Nb e ETR. Os senões seriam o fato desse corpo não ser peralcalino (ele é peraluminosso) e dos potenciais minerais de Y e ETR só terem sido registrados como inclusões minerais hospedadas nos grãos de cassiterita (ítriocolumbita) e de zircão (xenotímio). A falta de concentrações minerais econômicas de Nb-Hf-Sn associadas ao Granito Desemborque pode ser imputada ao caráter anídrico do magma (tipo-A) e a falta ou limitação do fraturamento hidráulico. A ausência de concentrações minerais econômicas em virtude da remoção erosiva da zona de cúpula não se encontra de acordo com os resultados prospectivos encontrados, pois, a presença da cromita nas amostras de leito ativo coletadas nas drenagens estabelecidas bem no cerne do corpo granítico indica a preservação de restos de pendentes de teto da rocha encaixante (ortognaisses com boudins de rochas ultrabásicas). / The Desemborque Granite, a body almost of circular shape, placed in the southernmost part of São Paulo State, has an area of ca. 50 km2. and it is represented by a sienogranite biotite. Its peraluminous features with significant contents of K2O and Na2O, together with low CaO contents, high Fe/Mg ratios, elevated values of SiO2 and trace elements as Zr, Nb and Y, assure the granite alcaline affinity that can be classified as type A. The Y numbers reflect the presence of acessory phases as parasite de Ce, yttrofluorite and monazite. Columbite, zircon rich in hafnium and cassiterite presented in the association of accessory minerals of the Granite Desemborque were semiquantitatively analysed(values in weight) by MEV-EDS. Because of this it was possible to detail the two evolutional phases for the generation of some minerals of rare metals associated to the body; one fairly magmatic (with granitic sub-phases and pegmatitic) and an hidrotermal phase. Columbite (Nb2O5 mean value 66,2% and 6,5% Ta2O5) is clearly generated in magmatic phase and in the granitric sub-phase it has ubiquitous presence and disseminated character. Zircon, in its turn, occurs in the two magmatic sub-phases, and in the granitic sub-phase it would have a later character. The mean value of the analysis was of 9,3% for HfO2, classifying it as a zircon rich in hafnium. In the hidrotermal phase, the enrichment proccesses are developed in Hf of this mineral. Cassiterite, the REE minerals and a large number of radiactive mineral have their formation restricted to the hidrotermal phase. Amongst the proposed classification for the mineralized granites, the Granite Desemborque has an peralkalkine mineralized approach to rare metals with a wide tendency to create deposits or Nb and REE occurences. The opposition could be the fact that this body is not peralkaline (it is peraluminous) and the Y and REE mineral potentials only have been recorded in the hosted mineral inclusions in the cassiterite grains (yttrocolumbite) and of zircon (xenotímio). The lack of profitable Nb-Hf-Sn mineral concentrations associated to the Granite Desemborque can be magma anhydrous character (type-A) and the lack or limitation of the hydraulic fracturing. The absence of profitable mineral concentrations because of the erosive removal of the apical zone is not in agreement with the prospective results found, once the presence of chromite in the samples of the active stream bed collected at the draining which is established exactly in the basis of the granite body indicates the preservation of remaints roof pendant the wall rocks (ortognaisses with boudins of ultrabasic rocks).

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:04:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O 68Ga é um radionuclídeo promissor para a medicina nuclear, decaindo por emissão de pósitrons com abundância de 89%, apresentando tempo de meia vida física de 68 minutos, o que é compatível com a farmacocinética de muitas biomoléculas e substratos de baixo peso molecular. Outra característica importante é a sua disponibilidade por um sistema de gerador, onde o radionuclídeo pai, 68Ge (t1/2 = 270,95 dias) é adsorvido em uma coluna e o filho, 68Ga, é eluído na forma iônica 68Ga3+. O desenvolvimento dos geradores de 68Ge/68Ga teve início na década dos anos 60, mas o seu uso clínico começou a ser aceitável e relevante apenas recentemente. O método de separação do 68Ge do 68Ga mais utilizado é o sistema cromatográfico de troca iônica, devido sua praticidade de operação, mas outros sistemas de geradores já foram propostos, como de extração por solvente e técnica de evaporação. Atualmente, os geradores de 68Ge/68Ga são disponíveis comercialmente tanto com colunas utilizando matrizes inorgânicas preparadas com TiO2 ou SnO2 como também usando resina orgânica. A eficiência de eluição do 68Ga varia de 70 % a 80 %, apresentando uma queda ao longo do tempo. Os níveis de contaminação do 68Ge vão de 10-2 a 10-3 %, porém ocorre um aumento nos níveis de contaminação após longos períodos de uso. Mesmo com todos os avanços tecnológicos, ocorridos nas últimas décadas, no desenvolvimento dos geradores de 68Ge/68Ga, o eluato de 68Ga dos geradores comerciais ainda não é adequado para uso direto em seres humanos e algumas melhorias nos sistemas precisam ser feitas para diminuir os níveis de contaminação de 68Ge e impurezas químicas. O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um sistema de gerador de 68Ge/68Ga com o qual se pudesse eluir o 68Ga com qualidade necessária para uso clínico. O comportamento químico do Ge e do Ga foi avaliado em vários materiais adsorvedores inorgânicos. Foram desenvolvidos dois tipos de sistemas de geradores de 68Ge/68Ga utilizando o TiO2 como material adsorvedor: sistema de eluição com pressão manual e sistema de eluição a vácuo, controlado. As eficiências dos geradores foram similares às encontradas nos geradores comerciais, assim como os níveis de impurezas no eluato. Um novo método para o controle radionuclídico foi desenvolvido e apresentou resultados satisfatórios para determinação da contaminação do 68Ge no eluato do gerador. Foi proposto um protótipo de gerador capaz de fornecer 68Ga com a qualidade necessária para ser utilizado em aplicações médicas. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP