Three phases of work were performed for this study. First a new form of liberation analysis was created and applied to two coal samples from separate formations. This new method of liberation analysis attempts to remove sources of error found in the traditional form of liberation analysis. This new method is capable of producing results comparable to multiple iterations of the traditional liberation analysis while using only one head sample. The new method relies on the mathematical reconstruction of the data to produce the resulting liberation profile. This allows the user to easily expand the method to include more liberation profiles without greatly increasing the amount of head weight needed. The results of this phase confirm that the products of each liberation profile reconstitute the correct feed ash. The second phase of work focused on the evaluation and concentration of rare earth elements (REEs) present in the refuse streams of coal processing plants found in the eastern United States. Twenty plants were sampled for the fleet study. Samples of these plants' refuse streams were collected and their REE and ash contents were determined. Coal from the Eagle seam, Fire Clay seam, and Fire Clay Rider were collected and tested during the concentration phase. Samples of a waste coal from the Pittsburgh seam and a coal combustion by prodcut were also provided by a third party. The separation methods investigated include multi-gravity separation, electrostatic separation, and selective oil agglomeration. Partition curves from x-ray sorting devices were also applied to REE float-sink data as well. The results of this work show that REEs tend to partition with low ash material when viewing the results on an ash basis. Finally, the third phase of this work involved the application of x-ray sorting technology on different coals. This work showed that the x-ray sorting technology in question is capable of effectively treating prescreened feed with a size range of 2" x 1/4". The work also shows that the x-ray sorting technology also has applications in the power generation field, where it can be used to eliminate elements of environmental concern. / Ph. D.

Considerando a crescente demanda por energia e tendo em vista uma matriz diversificada, faz-se necessário o estudo das jazidas carboníferas não exploradas, como é o caso da Jazida de Morungava, em cujas últimas pesquisas datam da década de 1980. A jazida situa-se no nordeste do estado do Rio Grande do Sul, com uma área de abrangência de cerca de 250km2. Realizou-se um poço exploratório para estudar o carvão e avaliar a economicidade da jazida, por meio de caracterização petrográfica, química e tecnológica das camadas obtidas no poço CBM 001-MO-RS, que atingiu a profundidade de 387,70m, uma espessura cumulativa de carvão de 9,22m. Identificou-se 6 camadas de carvão, das quais obteve-se 27 amostras. Para caracterizar as amostras, realizou-se: descrições de litotipos do carvão, refletância da vitrinita, contagem de macerais, análises imediatas, poder calorífico superior, enxofre total, difração de raios-X e teste de beneficiamento. O litotipo carvão fosco é predominante nas amostras, com um rank variando de carvão betuminoso alto volátil A à antracito.As amostras, estão afetadas progressivamente por intrusão vulcânica sotoposta. O grupo maceral vitrinita predomina nos carvões na porção inferior, enquanto inertinita predomina na superior. Matéria mineral apresenta uma tendência de aumento da base para o topo. Os carvões apresentaram altos teores de cinza (>50%m.b.s.), matéria volátil (6,04-30,69%m.b.s), enxofre (0,20-2,88%m) e poder calorífico superior (777-4.732Kcal/Kg). Ocorre um predomínio mineralógico de quartzo, caulinita, e illita. A maioria das camadas são classificadas como rocha carbonosa (>50% cinza/b.s.). Em ensaios de beneficiamento foi observado um baixo rendimento (<7%vol.), na obtenção de produtos nobres. / Considering the growing demand for energy and with a view to a diverse energy matrix, it is necessary to study the coal deposits not or little exploited, such as the Morungava coalfield, where the latest research is dating back to the 1980s. The Coalfield is located in the northeast of Rio Grande do Sul State, Brazil. The present study characterizes coal seams obtained from borehole CBM 001-MO-RS, which reached a depth of 387,70 m. 6 coal seams were identified, with a cumulative coal thickness of 9,22 m, from which 27 coal samples were taken for analyses. The following methods were applied: lithotype description, vitrinite reflectance measurement, maceral analyses, proximate analysis, calorific value analysis, sulphur determination, x-ray diffraction and beneficiation tests. The lithotype dull coal is prevalent in the samples. Coal rank ranges from high volatile bituminous A coal to anthracite, with samples progressively affected by an overlying volcanic intrusion. The vitrinite maceral group dominates the coals in the lower portion, whereas inertinite prevails at the top. The coals show high ash content (> 40 wt.% d.f.). Volatile matter ranges from 6.04 to 30.69 wt.% d.f,,sulfur ranges from 0.20 to 2.88 wt.%, and gross calorific values range from 777 - 4732 Kcal/kg). There is a predominance of quartz, kaolinite and illite in the mineral fraction. Beneficiation tests indicate a very low yield in better quality, low ash coal. Most of the coal seams are classified as carbonaceous rock (> 50% Ash/d.f.).

Considerando a crescente demanda por energia e tendo em vista uma matriz diversificada, faz-se necessário o estudo das jazidas carboníferas não exploradas, como é o caso da Jazida de Morungava, em cujas últimas pesquisas datam da década de 1980. A jazida situa-se no nordeste do estado do Rio Grande do Sul, com uma área de abrangência de cerca de 250km2. Realizou-se um poço exploratório para estudar o carvão e avaliar a economicidade da jazida, por meio de caracterização petrográfica, química e tecnológica das camadas obtidas no poço CBM 001-MO-RS, que atingiu a profundidade de 387,70m, uma espessura cumulativa de carvão de 9,22m. Identificou-se 6 camadas de carvão, das quais obteve-se 27 amostras. Para caracterizar as amostras, realizou-se: descrições de litotipos do carvão, refletância da vitrinita, contagem de macerais, análises imediatas, poder calorífico superior, enxofre total, difração de raios-X e teste de beneficiamento. O litotipo carvão fosco é predominante nas amostras, com um rank variando de carvão betuminoso alto volátil A à antracito.As amostras, estão afetadas progressivamente por intrusão vulcânica sotoposta. O grupo maceral vitrinita predomina nos carvões na porção inferior, enquanto inertinita predomina na superior. Matéria mineral apresenta uma tendência de aumento da base para o topo. Os carvões apresentaram altos teores de cinza (>50%m.b.s.), matéria volátil (6,04-30,69%m.b.s), enxofre (0,20-2,88%m) e poder calorífico superior (777-4.732Kcal/Kg). Ocorre um predomínio mineralógico de quartzo, caulinita, e illita. A maioria das camadas são classificadas como rocha carbonosa (>50% cinza/b.s.). Em ensaios de beneficiamento foi observado um baixo rendimento (<7%vol.), na obtenção de produtos nobres. / Considering the growing demand for energy and with a view to a diverse energy matrix, it is necessary to study the coal deposits not or little exploited, such as the Morungava coalfield, where the latest research is dating back to the 1980s. The Coalfield is located in the northeast of Rio Grande do Sul State, Brazil. The present study characterizes coal seams obtained from borehole CBM 001-MO-RS, which reached a depth of 387,70 m. 6 coal seams were identified, with a cumulative coal thickness of 9,22 m, from which 27 coal samples were taken for analyses. The following methods were applied: lithotype description, vitrinite reflectance measurement, maceral analyses, proximate analysis, calorific value analysis, sulphur determination, x-ray diffraction and beneficiation tests. The lithotype dull coal is prevalent in the samples. Coal rank ranges from high volatile bituminous A coal to anthracite, with samples progressively affected by an overlying volcanic intrusion. The vitrinite maceral group dominates the coals in the lower portion, whereas inertinite prevails at the top. The coals show high ash content (> 40 wt.% d.f.). Volatile matter ranges from 6.04 to 30.69 wt.% d.f,,sulfur ranges from 0.20 to 2.88 wt.%, and gross calorific values range from 777 - 4732 Kcal/kg). There is a predominance of quartz, kaolinite and illite in the mineral fraction. Beneficiation tests indicate a very low yield in better quality, low ash coal. Most of the coal seams are classified as carbonaceous rock (> 50% Ash/d.f.).

Considerando a crescente demanda por energia e tendo em vista uma matriz diversificada, faz-se necessário o estudo das jazidas carboníferas não exploradas, como é o caso da Jazida de Morungava, em cujas últimas pesquisas datam da década de 1980. A jazida situa-se no nordeste do estado do Rio Grande do Sul, com uma área de abrangência de cerca de 250km2. Realizou-se um poço exploratório para estudar o carvão e avaliar a economicidade da jazida, por meio de caracterização petrográfica, química e tecnológica das camadas obtidas no poço CBM 001-MO-RS, que atingiu a profundidade de 387,70m, uma espessura cumulativa de carvão de 9,22m. Identificou-se 6 camadas de carvão, das quais obteve-se 27 amostras. Para caracterizar as amostras, realizou-se: descrições de litotipos do carvão, refletância da vitrinita, contagem de macerais, análises imediatas, poder calorífico superior, enxofre total, difração de raios-X e teste de beneficiamento. O litotipo carvão fosco é predominante nas amostras, com um rank variando de carvão betuminoso alto volátil A à antracito.As amostras, estão afetadas progressivamente por intrusão vulcânica sotoposta. O grupo maceral vitrinita predomina nos carvões na porção inferior, enquanto inertinita predomina na superior. Matéria mineral apresenta uma tendência de aumento da base para o topo. Os carvões apresentaram altos teores de cinza (>50%m.b.s.), matéria volátil (6,04-30,69%m.b.s), enxofre (0,20-2,88%m) e poder calorífico superior (777-4.732Kcal/Kg). Ocorre um predomínio mineralógico de quartzo, caulinita, e illita. A maioria das camadas são classificadas como rocha carbonosa (>50% cinza/b.s.). Em ensaios de beneficiamento foi observado um baixo rendimento (<7%vol.), na obtenção de produtos nobres. / Considering the growing demand for energy and with a view to a diverse energy matrix, it is necessary to study the coal deposits not or little exploited, such as the Morungava coalfield, where the latest research is dating back to the 1980s. The Coalfield is located in the northeast of Rio Grande do Sul State, Brazil. The present study characterizes coal seams obtained from borehole CBM 001-MO-RS, which reached a depth of 387,70 m. 6 coal seams were identified, with a cumulative coal thickness of 9,22 m, from which 27 coal samples were taken for analyses. The following methods were applied: lithotype description, vitrinite reflectance measurement, maceral analyses, proximate analysis, calorific value analysis, sulphur determination, x-ray diffraction and beneficiation tests. The lithotype dull coal is prevalent in the samples. Coal rank ranges from high volatile bituminous A coal to anthracite, with samples progressively affected by an overlying volcanic intrusion. The vitrinite maceral group dominates the coals in the lower portion, whereas inertinite prevails at the top. The coals show high ash content (> 40 wt.% d.f.). Volatile matter ranges from 6.04 to 30.69 wt.% d.f,,sulfur ranges from 0.20 to 2.88 wt.%, and gross calorific values range from 777 - 4732 Kcal/kg). There is a predominance of quartz, kaolinite and illite in the mineral fraction. Beneficiation tests indicate a very low yield in better quality, low ash coal. Most of the coal seams are classified as carbonaceous rock (> 50% Ash/d.f.).