O presente trabalho analisa um sistema de flotação em coluna, em regime de bias negativo para a fração fina, 90% passante em 37 μm , do rejeito da flotação de fluorita em flotação convencional por célula mecânica. Trabalhos anteriores mostram que a flotação em coluna com regime de bias negativo apresenta bons resultados para partículas grossas, e que esta tecnologia tem bom potencial tecnológico, especialmente para a etapa rougher da flotação. No entanto, pouco se tem estudado sobre o regime de bias negativo para partículas finas. A caracterização mineralógica (estudos de liberação) mostraram que a fluorita nesta fração granulométrica que é alimentada na usina está praticamente toda liberada, mas não é recuperada na flotação convencional por limitação tecnológica da célula mecânica, fazendo com que a fração fina do rejeito seja mais rica do que a fração grossa. Os ensaios foram realizados em coluna em escala de laboratório, variando-se a velocidade, e conseqüentemente a vazão, da alimentação de 1,0 a 1,7 cm/s e a velocidade do ar na coluna de 0,5 a 1,7 cm/s. O resultados destes ensaios foram analisados visando medir o desempenho da coluna em termos de recuperação metalúrgica e teor de fluorita no concentrado. A recuperação metalúrgica variou de 91,75 a 96,09% e o teor do concentrado de 46,39 a 73,36%. / This work aims to study a column flotation system under negative bias for fluorite fine particles, 90% smaller then 37 m, from the gangue of the conventional flotation using mechanical cells. Other research works show that column flotation under negative bias give good results for coarse particles, and this technology has good potential especially for the rougher of flotation system. But there are not many studies about column flotation under negative bias for fine particles. The physical characterization (liberation studies) shows that the fluorite in the granulometric size fed to the Nitro Química’s plant present very good liberation, but is not recovered by the limitations of mechanical cells on this particle size, producing a waste where the fine fraction is richer then the coarse one. The tests were made using a lab size column, changing the feed rate from 1.0 up to 1.7 cm/s and the air rate from 0.5 up to 1.7 cm/s. The results were analysed to measure the performance of the column for fluorite recovery and concentration capacity of the process. The recovery values were between 91.75 and 96.09% and fluorite percentage at the product between 46.39 and 73.36%.

Este estudo tem por objetivo definir um sistema de flotação em coluna para ser utilizado, em um sistema rougher, para flotar partículas grossas de fluorita. Para esse fim, foi proposta uma detalhada investigação de parâmetros que poderiam influenciar o processo de flotação de partículas grossas. Foram definidos dois perfis granulométricos com alto conteúdo de grossos em comparação à granulometria convencional, e foi analisada a variação dos parâmetros de separação (recuperação e teor) em função de determinados parâmetros operacionais, como concentração do agente coletor (tall oil), velocidade superficial do ar, concentração de sólidos na polpa de alimentação, velocidade superficial de água de bias e de água de lavagem. Nesse trabalho, a inovação proposta é a utilização da coluna de flotação para a concentração de partículas grossas em uma etapa rougher, trabalhando em regime de bias negativo (velocidade de alimentação maior que a velocidade de rejeito), como aplicação e otimização de um sistema de flotação rápida (tipo flash flotation) em coluna curta. Os resultados obtidos em coluna mostram que, mesmo com uma granulometria grossa, é possível atingir valores de recuperação e teor semelhantes aos anotados na flotação de finos. Nos ensaios com bias negativo (0,3 cm/s), foram registrados teores acima de 85% de fluorita nos concentrados, com recuperações em torno de 70%. Os teores de sílica e carbonato foram menores em comparação a um sistema convencional, em escala de bancada. Os ensaios com adição de água de bias também apresentaram bons resultados metalúrgicos. Nesses ensaios a mobilidade das bolhas de ar apresentou um aumento, uma vez que o fluxo ascendente de água de bias ajudou a diminuir o conteúdo de ar na zona de coleção. Esse efeito foi comprovado pelos menores valores de hold up. O ensaio com bias negativo e água de lavagem, aqui considerado como um indicativo para novos estudos, mostrou um efeito negativo da água com relação à recuperação, mas bastante positivo com relação à seletividade, uma vez que baixos valores de teor de sílica e carbonato foram observados, sendo que nesse sistema uma única etapa rougher foi suficiente para a obtenção de fluorita tipo cerâmico. A partir dos resultados, é possível afirmar que a coluna de flotação, operando em regime de bias negativo, se mostra um equipamento eficiente na recuperação de partículas minerais grossas, podendo ser considerada uma rota tecnicamente adequada para o aproveitamento, concentração e controle de qualidade de minérios, como o de fluorita.

O presente trabalho analisa um sistema de flotação em coluna, em regime de bias negativo para a fração fina, 90% passante em 37 μm , do rejeito da flotação de fluorita em flotação convencional por célula mecânica. Trabalhos anteriores mostram que a flotação em coluna com regime de bias negativo apresenta bons resultados para partículas grossas, e que esta tecnologia tem bom potencial tecnológico, especialmente para a etapa rougher da flotação. No entanto, pouco se tem estudado sobre o regime de bias negativo para partículas finas. A caracterização mineralógica (estudos de liberação) mostraram que a fluorita nesta fração granulométrica que é alimentada na usina está praticamente toda liberada, mas não é recuperada na flotação convencional por limitação tecnológica da célula mecânica, fazendo com que a fração fina do rejeito seja mais rica do que a fração grossa. Os ensaios foram realizados em coluna em escala de laboratório, variando-se a velocidade, e conseqüentemente a vazão, da alimentação de 1,0 a 1,7 cm/s e a velocidade do ar na coluna de 0,5 a 1,7 cm/s. O resultados destes ensaios foram analisados visando medir o desempenho da coluna em termos de recuperação metalúrgica e teor de fluorita no concentrado. A recuperação metalúrgica variou de 91,75 a 96,09% e o teor do concentrado de 46,39 a 73,36%. / This work aims to study a column flotation system under negative bias for fluorite fine particles, 90% smaller then 37 m, from the gangue of the conventional flotation using mechanical cells. Other research works show that column flotation under negative bias give good results for coarse particles, and this technology has good potential especially for the rougher of flotation system. But there are not many studies about column flotation under negative bias for fine particles. The physical characterization (liberation studies) shows that the fluorite in the granulometric size fed to the Nitro Química’s plant present very good liberation, but is not recovered by the limitations of mechanical cells on this particle size, producing a waste where the fine fraction is richer then the coarse one. The tests were made using a lab size column, changing the feed rate from 1.0 up to 1.7 cm/s and the air rate from 0.5 up to 1.7 cm/s. The results were analysed to measure the performance of the column for fluorite recovery and concentration capacity of the process. The recovery values were between 91.75 and 96.09% and fluorite percentage at the product between 46.39 and 73.36%.

O presente trabalho analisa um sistema de flotação em coluna, em regime de bias negativo para a fração fina, 90% passante em 37 μm , do rejeito da flotação de fluorita em flotação convencional por célula mecânica. Trabalhos anteriores mostram que a flotação em coluna com regime de bias negativo apresenta bons resultados para partículas grossas, e que esta tecnologia tem bom potencial tecnológico, especialmente para a etapa rougher da flotação. No entanto, pouco se tem estudado sobre o regime de bias negativo para partículas finas. A caracterização mineralógica (estudos de liberação) mostraram que a fluorita nesta fração granulométrica que é alimentada na usina está praticamente toda liberada, mas não é recuperada na flotação convencional por limitação tecnológica da célula mecânica, fazendo com que a fração fina do rejeito seja mais rica do que a fração grossa. Os ensaios foram realizados em coluna em escala de laboratório, variando-se a velocidade, e conseqüentemente a vazão, da alimentação de 1,0 a 1,7 cm/s e a velocidade do ar na coluna de 0,5 a 1,7 cm/s. O resultados destes ensaios foram analisados visando medir o desempenho da coluna em termos de recuperação metalúrgica e teor de fluorita no concentrado. A recuperação metalúrgica variou de 91,75 a 96,09% e o teor do concentrado de 46,39 a 73,36%. / This work aims to study a column flotation system under negative bias for fluorite fine particles, 90% smaller then 37 m, from the gangue of the conventional flotation using mechanical cells. Other research works show that column flotation under negative bias give good results for coarse particles, and this technology has good potential especially for the rougher of flotation system. But there are not many studies about column flotation under negative bias for fine particles. The physical characterization (liberation studies) shows that the fluorite in the granulometric size fed to the Nitro Química’s plant present very good liberation, but is not recovered by the limitations of mechanical cells on this particle size, producing a waste where the fine fraction is richer then the coarse one. The tests were made using a lab size column, changing the feed rate from 1.0 up to 1.7 cm/s and the air rate from 0.5 up to 1.7 cm/s. The results were analysed to measure the performance of the column for fluorite recovery and concentration capacity of the process. The recovery values were between 91.75 and 96.09% and fluorite percentage at the product between 46.39 and 73.36%.

Este estudo tem por objetivo definir um sistema de flotação em coluna para ser utilizado, em um sistema rougher, para flotar partículas grossas de fluorita. Para esse fim, foi proposta uma detalhada investigação de parâmetros que poderiam influenciar o processo de flotação de partículas grossas. Foram definidos dois perfis granulométricos com alto conteúdo de grossos em comparação à granulometria convencional, e foi analisada a variação dos parâmetros de separação (recuperação e teor) em função de determinados parâmetros operacionais, como concentração do agente coletor (tall oil), velocidade superficial do ar, concentração de sólidos na polpa de alimentação, velocidade superficial de água de bias e de água de lavagem. Nesse trabalho, a inovação proposta é a utilização da coluna de flotação para a concentração de partículas grossas em uma etapa rougher, trabalhando em regime de bias negativo (velocidade de alimentação maior que a velocidade de rejeito), como aplicação e otimização de um sistema de flotação rápida (tipo flash flotation) em coluna curta. Os resultados obtidos em coluna mostram que, mesmo com uma granulometria grossa, é possível atingir valores de recuperação e teor semelhantes aos anotados na flotação de finos. Nos ensaios com bias negativo (0,3 cm/s), foram registrados teores acima de 85% de fluorita nos concentrados, com recuperações em torno de 70%. Os teores de sílica e carbonato foram menores em comparação a um sistema convencional, em escala de bancada. Os ensaios com adição de água de bias também apresentaram bons resultados metalúrgicos. Nesses ensaios a mobilidade das bolhas de ar apresentou um aumento, uma vez que o fluxo ascendente de água de bias ajudou a diminuir o conteúdo de ar na zona de coleção. Esse efeito foi comprovado pelos menores valores de hold up. O ensaio com bias negativo e água de lavagem, aqui considerado como um indicativo para novos estudos, mostrou um efeito negativo da água com relação à recuperação, mas bastante positivo com relação à seletividade, uma vez que baixos valores de teor de sílica e carbonato foram observados, sendo que nesse sistema uma única etapa rougher foi suficiente para a obtenção de fluorita tipo cerâmico. A partir dos resultados, é possível afirmar que a coluna de flotação, operando em regime de bias negativo, se mostra um equipamento eficiente na recuperação de partículas minerais grossas, podendo ser considerada uma rota tecnicamente adequada para o aproveitamento, concentração e controle de qualidade de minérios, como o de fluorita.

Este estudo tem por objetivo definir um sistema de flotação em coluna para ser utilizado, em um sistema rougher, para flotar partículas grossas de fluorita. Para esse fim, foi proposta uma detalhada investigação de parâmetros que poderiam influenciar o processo de flotação de partículas grossas. Foram definidos dois perfis granulométricos com alto conteúdo de grossos em comparação à granulometria convencional, e foi analisada a variação dos parâmetros de separação (recuperação e teor) em função de determinados parâmetros operacionais, como concentração do agente coletor (tall oil), velocidade superficial do ar, concentração de sólidos na polpa de alimentação, velocidade superficial de água de bias e de água de lavagem. Nesse trabalho, a inovação proposta é a utilização da coluna de flotação para a concentração de partículas grossas em uma etapa rougher, trabalhando em regime de bias negativo (velocidade de alimentação maior que a velocidade de rejeito), como aplicação e otimização de um sistema de flotação rápida (tipo flash flotation) em coluna curta. Os resultados obtidos em coluna mostram que, mesmo com uma granulometria grossa, é possível atingir valores de recuperação e teor semelhantes aos anotados na flotação de finos. Nos ensaios com bias negativo (0,3 cm/s), foram registrados teores acima de 85% de fluorita nos concentrados, com recuperações em torno de 70%. Os teores de sílica e carbonato foram menores em comparação a um sistema convencional, em escala de bancada. Os ensaios com adição de água de bias também apresentaram bons resultados metalúrgicos. Nesses ensaios a mobilidade das bolhas de ar apresentou um aumento, uma vez que o fluxo ascendente de água de bias ajudou a diminuir o conteúdo de ar na zona de coleção. Esse efeito foi comprovado pelos menores valores de hold up. O ensaio com bias negativo e água de lavagem, aqui considerado como um indicativo para novos estudos, mostrou um efeito negativo da água com relação à recuperação, mas bastante positivo com relação à seletividade, uma vez que baixos valores de teor de sílica e carbonato foram observados, sendo que nesse sistema uma única etapa rougher foi suficiente para a obtenção de fluorita tipo cerâmico. A partir dos resultados, é possível afirmar que a coluna de flotação, operando em regime de bias negativo, se mostra um equipamento eficiente na recuperação de partículas minerais grossas, podendo ser considerada uma rota tecnicamente adequada para o aproveitamento, concentração e controle de qualidade de minérios, como o de fluorita.

La fluorita es un mineral común en la Argentina y se presenta mayormente en yacimientos existentes en la región central del país y norte de Patagonia; se utiliza en las industrias siderúr-gica y química principalmente. El objetivo de esta tesis es determinar la génesis del yacimiento de fluorita Puerto San Antonio, ubicado al NE del Macizo Nordpatagónico, provincia de Río Negro, Argentina. La mineralización se halla alojada en una falla transcurrente de azimut 59 y está constituida por una veta principal y varias subparalelas. La roca de caja de la mineralización está compuesta por tobas, areniscas tobáceas e ignimbritas riolíticas del Complejo Marifil de edad mesojurásica. La depositación, desarrollada a lo largo de seis estadios, estuvo marcada por abruptos cambios en las carac-terísticas de los fluidos con episodios de brechación. La mine-ralización es de fluorita acompañada por calcita, baritina, cal-cedonia y cuarzo. Las brechas están formadas por clastos an-gulosos y redondeados de roca de caja o fluorita de estadios anteriores rodeados por varias capas de fluorita y calcedonia principalmente formando escarapelas. Fluidos altamente sobre-saturados con alta tasa de flujo depositaron fluorita fibrosa, mientras que con baja tasa se formaron agregados de partícu-las coloidales precipitando fluorita porcelana. Frentes inesta-bles de precipitación depositaron fluorita bandeada con con-centración de los elementos que producen las anomalías de color en la base de cada capa. Estos mismos cambios se observan en bordes y/o centro de cristales, como así también en el paso de la forma octaédrica a cúbica y en líneas de cre-cimiento en los cristales. Variaciones rápidas en la temperatura y pH de los fluidos están determinadas por la presencia de fluorita granular con hábitos cúbico, octaédrico y dodecaé-drico coexistiendo. Calcita lamelar precipita en el estadio 2, durante la etapa inicial de ebullición, como consecuencia de la rápida pérdida de CO2 pero a medida que la misma se sostiene en el tiempo, el efecto que domina es la caída de la tempera-tura con respecto de la pérdida de CO2, por lo cual el carbo-nato es reemplazado por cuarzo y escasa adularia. Luego se forman romboedros de calcita producto de la presencia de complejos con SO4 2+ en la solución. Un aumento en la al-calinidad del medio produce el alargamiento del pinacoide en calcita del estadio 5. Las estructuras de los minerales del gru-po de la sílice reflejan cambios mineralógicos y texturales pro-ducto de variaciones en las condiciones de los fluidos. Se observa cuarzo con textura en peine y granular de tamaño va-riado señalando condiciones relativamente estables durante su depositación. Las texturas de recristalización en el caso de cuarzo con fantasmas de textura plumosa permiten inferir la existencia previa de calcedonia, que en el caso de la textura esferulítica, se habría formado a partir de la recristalización de geles silíceos intersticiales. La misma se presenta además con textura plumosa y sal y pimienta. La baritina se precipi-ta en forma de lamelas intercrecidas típicas de precipitación en la interfase entre soluciones oxidadas y reducidas. La geo-química de la mineralización indica que está vinculada gené-ticamente con las rocas de caja determinado por la similitud entre la forma de los diagramas de elementos de tierras raras y su contenido mucho menor en la fluorita que en las rocas indica la depositación desde un fluido en las primeras etapas de evolución con poca relación agua / roca. La alcalinidad del medio está determinada por el grado de enriquecimiento de las fluoritas en La y Sr, este último procedente de la alteración de los feldespatos de la roca de caja por los fluidos hidroter-males. La baja cantidad de elementos de tierras raras y la preponderancia de livianas refuerzan su precipitación en un estadio temprano de cristalización. Las fluoritas de Puerto San Antonio tienen anomalías de Eu y Ce cercanas a 1; las de Eu con una distribución diagonal a lo largo de la pendiente +1indi-cando cristalización desde fluidos hidrotermales relativamente oxidantes pero con pequeñas anomalías inherentes al mismo. Las relaciones (La/Yb)N variables y mayores que 1 inducen a pensar que los fluidos mineralizantes eran fluorurados con una concentración de flúor (F) menor a 10-3 M. Los contenidos variables de Sr, Ba, Y, U y (La/Yb)N son similares a los de fluo-ritas asociadas a vetas epitermales de Au-Ag. No se observa una correlación marcada entre el contenido de tierras raras y el color de las fluoritas, vinculándose éste con la heterogenei-dad en la composición de los fluidos. El comportamiento geo-químico de la calcita y la baritina es similar al de la fluorita. Se estudiaron inclusiones fluidas (IF) en fluorita, calcita, baritina y cuarzo, las que se caracterizan por presentar un amplio rango en las temperaturas de homogeneización (Th). En los diferentes estadios, fluorita y cuarzo se depositaron a temperaturas relativamente altas, mientras que la calcita y la baritina lo hicieron a valores más bajos indicando así pulsos de un fluido que se va enfriando paulatinamente. La salinidad de los fluidos es baja a moderada variando las medias entre 2,93 % en peso equivalente a NaCl en calcita, hasta 6,16 % en baritina. La actividad hidrotermal está caracterizada por la presión hidrostática y un nivel somero de emplazamiento, por lo tanto la Th será igual o muy cercana a la temperatura de entrampamiento. Las presiones y por lo tanto las profundidades de depositación de los diferentes minerales, varían ampliamente entre un mínimo de 1,5 bares que corresponden a 17 m por debajo de la tabla de agua y 56 bares que corresponden a 571 metros, indicando diversificación en las presiones por descompresión violenta, descenso de la tabla de agua y enfriamiento del fluido. Los fluidos fueron principalmente acuosos, con baja salinidad, complejos, con cationes de Na+, Ca++, K+, Mg++, Fe++, y gases como SO2, H2S, N2 y CO2 disueltos en muy escasa proporción. El estudio isotópico de los diferentes minerales determinó que la proveniencia del estroncio (Sr) y en consecuencia del calcio en fluoritas de los dos estadios estudiados es diferente. La relación isotópica inicial en el estadio 6 tiene un valor cercano a los de las rocas de la Formación Marifil y en el estadio 2 a los de las metamorfitas prejurásicas de la Formación Nahuel Niyeu. La fuente del carbono (C) en calcita y del azufre (S) en la baritina fue homogénea con una impronta magmática y el origen del oxígeno (O), en calcita y cuarzo de los diferentes estadios, fue versátil con diferentes proporciones de agua meteórica, correspondiendo a mezcla de aguas profundas y superficiales. / Fluorite is a common mineral in Argentina and occurs principally in midwest and northern Patagonia deposits. It is used in steel and chemical industry mainly. This thesis objective is to determine Puerto San Antonio fluorite deposit genesis, northeast of the Northpatagonian Massif, Río Negro Province, Argentina. The mineralization is hosted in a transcurrent fault with 59 azimuth and consists of a main vein and several subparallels. The host rocks are composed of tuffs, tuffaceous sandstones and rhyolitic ignimbrites of the Middle Jurassic age Marifil Complex.The depositation identified by six stages of mineraliza-tion, was marked by abrupt changes in physical, chemical and compositional fluid with brecciation episodes. The ore is fluorite one with calcite, barite, chalcedony and quartz. The breccias are formed by angular and rounded clasts of country rock or earlier stages fluorite surrounded by seve-ral layers of fluorite and chalcedony forming cokcade tex-tures mainly. Highly supersaturated fluids with high flow rate deposited fibrous fluorite, while with a low rate formed colloidal particles precipitating fluorite porce-lain. Unstable precipitation fronts deposited banded fluo-rite with concentration of the elements that produce, at the base of each layer, color anomalies. The same changes are observed in edges and / or crystal centers, as well in the transition from octahedral to cubic habit and crystal growth lines. Rapid variations in temperature and pH of the fluids are determined by the presence of cubic, octahe-dron and dodecahedron granular fluorite habits coexisting. In stage 3, during the boiling initial stage, precipitates lamellar calcite as a result of the rapid loss of CO2 but over the time, the dominating effect is the fall of tempe-rature with respect to loss CO2, where the carbonate is re-placed by adularia and quartz. The presence of SO4 2 + complexes in solution caused precipitation rhombohedral calcite. In the stage 5 calcite an increase in the alkali-nity medium produces the pinacoid elongation. The minerals silica group structures reflect mineralogical and textural changes because of variations in the fluid conditions.Comb and granular texture of varying size quartz is observed with relatively stable condition during deposition. Quartz recrystallization textures with feathery texture phantoms allows to infer chalcedony previous existence, that in the case of spherulitic texture, would have formed from inters-titial silica gels recrystallization. It also comes with feathery and salt and pepper texture. The intergrown lamellae barite is typical of precipitated crystals at the interface between oxidized and reduced solutions. The mine-ralization geochemistry indicates that it is genetically linked with the country rocks by similarity between rare earth elements diagrams shape and their content, lower in fluorite that in rocks indicates deposition from a fluid in early stages of evolution with low water / rock rela-tion. The medium alkalinity is determined by the degree of enrichment fluorite La and Sr, the latter from the altera-tion of country rocks feldspars by hydrothermal fluids.The low amount of rare earth elements and the prevalence of light rare earth elements note its precipitation at an early stage of crystallization. Puerto San Antonio fluori-tes have Eu and Ce anomalies close 1, with Eu diagonal dis-tribution across the slope +1 indicating oxidizing hydro-thermal fluids crystallization with small anomalies. The relations (La / Yb)N variables and greater than 1 suggest that the mineralizing fluids were fluoride with a fluorine (F) concentration less than 10-3. Geochemically the fluo-rites correspond to those associated with epithermal vein Au-Ag. A strong correlation between the content of rare earths elements and the color of fluorite are not shown, the latter is related with the heterogeneity in the fluids composition. The calcite and barite geochemical behavior is similar to fluorite one. Fluid inclusions (FI) were studied in fluorite, calcite, barite and quartz, which are characterized by a wide range in homogenization temperatu-res (Th). In different stages, fluorite and quartz are de-posited at relatively high temperatures, while calcite and barite do to lower values indicating a fluid pulse that cools gradually. The fluids salinity is low to moderate va-rying the average between 2.93% in weight NaCl equivalent in calcite, up to 6.16% in barite. The hydrothermal acti-vity is characterized by hydrostatic pressure and a shallow level of emplacement, therefore Th is equal or clo-se to the entrapment temperature. The pressures and there-fore the deposition depth of different minerals vary wide-ly from a low of 1.5 bars corresponding to 17 m and 56 bars correspond to 571 meters below the water table, indi-cating diversification in pressures by violent decompression, lowering the groundwater level and cooling the fluids. Aqueous fluids with low salinity and complexes with cations Na +, Ca + +, K +, Mg + +, Fe + +, and gases such as SO2, H2S, N2 and CO2 dissolved in very small proportion were observed. The origin of strontium (Sr), and calcium of fluorite in consecuence, by the isotopic study of the different minerals resulted that in the two stages studied is different. The initial isotopic ratio in stage 6 has a close value to the Middle Jurassic Marifil Complex rocks and to the metamorphic Pre Jurassic Niyeu Nahuel Complex in the stage 2. The carbon (C) in calcite and sulfur (S) in barite source was homogeneous with a magmatic imprint while the oxygen (O) in calcite and quartz different stages, was versatile with different proportions of meteoric water, corresponding to deep and shallow waters mixing.

Submitted by Natalia de Souza Gonçalves (natalia.goncalves@ufpe.br) on 2015-05-08T14:21:16Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação_315_PROTEN_Juliana_Bibiano_Fev2015.pdf: 4075493 bytes, checksum: efb8b7c3781086360877f05cbce1fac8 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-08T14:21:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) dissertação_315_PROTEN_Juliana_Bibiano_Fev2015.pdf: 4075493 bytes, checksum: efb8b7c3781086360877f05cbce1fac8 (MD5) Previous issue date: 2015-02-06 / CAPES / Características termoluminescentes (TL) e de luminescência opticamente estimulada (LOE) de fluoritas naturais (CaF2) de três minas brasileiras foram investigadas com o objetivo de verificar a possibilidade de utilizar o material para a dosimetria de radiação gama. Embora a resposta de TL do CaF2 seja bem conhecida, existem poucos estudos relatando as propriedades LOE desse mineral. As amostras de fluorita investigadas neste estudo são procedentes de três estados brasileiros: Bahia (de coloração roxa), Rio Grande do Norte (verde clara) e Santa Catarina (cor verde escura). Difratogramas de raios X foram obtidos para verificar que as amostras eram fluoreto de cálcio (CaF2). Para avaliar a respostas TL e LOE, fragmentos de cristais de fluorita foram manualmente moídos, utilizando um almofariz e pistilo de ágata, e peneirados na faixa de tamanho de grão 75 x 150 μm. Posteriormente, as pastilhas de fluorita foram fabricadas através de prensagem de uma mistura homogênea de fluorita particulada e PTFE floculado (DuPont) em temperatura ambiente. A proporção de fluorita: PTFE na mistura era de 70%:30%, em massa. Vinte e cinco pastilhas com cerca de 50 mg, 6 mm de diâmetro e 1 mm de espessura foram produzidas para cada tipo de fluorita investigada. Para avaliar a curva de emissão TL, as pastilhas foram irradiadas com radiação gama com feixe de 137Cs numa faixa de doses de 10 a 50 mGy, e o sinal TL foi medido numa leitora Harshaw-Bicron, modelo 3500. Os resultados mostraram curvas de emissão TL apresentam diferentes picos dependendo da coloração e da origem da amostra de fluorita. A estimulação para medições do sinal LOE foi realizada com LEDs azuis que têm um comprimento de onda de 470 nm e a estimulação foi no modo contínuo. Os resultados mostraram que a fluorita verde clara do RN é mais sensível do que a fluorita roxa da BA e do que a verde escura de SC tanto para as respostas TL e LOE. O efeito da leitura LOE no sinal TL também foi investigado e observou-se que os todos os picos TL são afetados pela leitura LOE realizada previamente, mas eles não são eliminados. Estes resultados demonstraram que é possível reutilizar para leitura TL um dosímetro que já tenha sido lido através da LOE.

A siderurgia vem sofrendo transformações que buscam inovação e matérias-primas alternativas. Dentro deste contexto, o uso de resíduos industriais para a formação de escórias sintéticas é tido como alternativa na busca de novos materiais e rotas de reaproveitamento de resíduos. Portanto, este trabalho teve como objetivo estudar o uso de escórias sintéticas na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, aço e ferro fundido. Assim como, propor a utilização da sodalita e da alumina em substituição à fluorita e o resíduo de mármore em substituição à cal convencional. Inicialmente, o resíduo foi caracterizado utilizando as seguintes técnicas: análise química, análise granulométrica, área de superfície específica, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os resultados da caracterização mostraram que aproximadamente 90% das partículas do resíduo de mármore estão abaixo de 100m e sua área superficial foi de 0,24m²/g. Através da difração de raios-X foi observado que o resíduo é composto por CaCO3, MgCO3 e SiO2. Na sequência, foram feitas simulações com o software Thermo-Calc para obter dados termodinâmicos das fases presentes nas misturas e compará-los com os resultados experimentais. Além disso, também foram calculados dados de capacidade de sulfeto (Cs), partição de enxofre (Ls) e basicidade ótica () das misturas iniciais. Posteriormente, foram realizados os ensaios experimentais em escala laboratorial para ferro-gusa, ferro fundido e aço, respectivamente nas temperaturas de 1400°C, 1550°C e 1600°C. Nos ensaios de dessulfuração do aço e do ferro-gusa, utilizou-se um rotor de alumina com o objetivo de favorecer a agitação no metal e aumentar a remoção de enxofre. Na etapa de dessulfuração do ferro-gusa, constatou-se que a fase sólida de CaO é a responsável pela remoção de enxofre e que a presença das fases silicato tricálcio e aluminato tricálcio (3CaO.SiO2 e 3CaO.Al2O3) limitam a reação, sendo maiores suas concentrações nas escórias que utilizaram o resíduo de mármore e sodalita, devido a presença de SiO2 e Al2O3 nestas matérias-primas. Já para o aço e o ferro fundido, que foram estudados com escórias à base de CaO e Al2O3, observou-se que o aumento da fase líquida favoreceu a dessulfuração. Verificou-se que a dessulfuração no ferro fundido foi por escória de topo e no aço por um processo misto, onde a fase líquida e fase sólida participaram da dessulfuração. / The steel industry is going through transformations aiming at innovation and use of alternative raw materials. In this context, the use of industrial waste in the production of synthetic slag is considered an important option on the search for new materials and waste reuse. Therefore, the aim of this work was to study the use of synthetic slags at the desulfurization of hot metal, steel and cast iron. It was proposed the use sodalite and alumina instead of fluorite and the use of marble waste instead of lime. Marble waste was characterized by chemical analysis, particle size analysis, specific surface area, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), analysis with energy dispersive spectroscopy (EDS). The characterization results showed that almost 90% of the particles are smaller than 100 m and its specific surface area was 0.2406m²/g. The XRD has showed the presence of compounds such as CaCO3 and MgCO3 and SiO2. Further, simulations using Thermo-Calc were performed in order to obtain thermodynamic data of the present phases, and to compare with experimental data. Furthermore, sulfide capacity (Cs), sulfur partition (Ls) and optical basicity () were determined. The experimental procedures were carried out at 1400°C, 1550°C and 1600°C for hot metal, cast iron and steel, respectively. In addition, steel and hot metal tests were performed using an alumina rotor to raise the desulphurization. In hot metal desulphurization, solid CaO phase was responsible for sulfur removal. Furthermore, 3CaO.SiO2 and 3CaO.Al2O3 phases limited the reaction, being their concentration higher in the slags with marble waste and sodalite, due to the presence of SiO2 and Al2O3 in these raw materials. Slags composed mainly of CaO and Al2O3 were used in steel and cast iron desulphurization. It was observed that when increasing liquid phase, the reaction of desulphurization was favored. Besides, it was found that cast iron desulfurization occurs by top slag mechanism and steel desulfurization by a mixed process where the liquid phase and solid phase have influence on the desulfurization.

Os processamentos de imagens orbitais efetuados através de técnicas de sensoriamento remoto geraram informações qualitativas de natureza textural (morfo-estruturas). Estas permitiram (1) o reconhecimento de áreas com diferentes padrões estruturais tendo diferentes potencialidades para a prospecção de fluorita, (2) a identificação de novos lineamentos estruturais potencialmente favoráveis à mineralização e (3) evidenciaram prolongamentos extensos para as principais estruturas mineralizadas, (4) às quais se associam um grande número de estruturas, antes desconhecidas, com grande potencial prospectivo. O aprimoramento de técnicas de classificação digital sobre produtos de razões de bandas e análise por componentes principais permitiu identificar a alteração hidrotermal associada às estruturas, incorporando novos critérios para a prospecção de fluorita. Buscando-se quantificar os dados de alteração hidrotermal, foi efetuada a análise espectrorradiométrica das rochas do distrito fluorítico. Integrando estas informações com dados TM LANDSAT 5, em nível de reflectância, obteve-se a classificação espectral das imagens orbitais, o que permitiu a identificação de estruturas menores com um detalhe nunca antes obtido. Os processamentos de dados aerogeofísicos forneceram resultados sobre estruturas (magnetometria) e corpos graníticos afetados por alteração hidrotermal (aerogamaespectrometria). Estes produtos foram integrados com dados TM LANDSAT 5 associando o atributo textural da imagem orbital ao comportamento radiométrico das rochas. Diagnosticou-se o lineamento Grão-Pará como o principal prospecto do distrito. E levantaram-se uma série de dados sobre a compartimentação tectônica da região, a zonação de fácies das rochas graníticas (rocha fonte do flúor) e as alterações hidrotermais associadas ao magmatismo granítico. Isto permitiu a compreensão da distribuição regional dos depósitos de fluorita, adicionando-se um novo critério à prospecção de fluorita, a relação espacial entre a mineralização e a rocha fonte de F. Esta última corresponde à fácies granítica da borda do Maciço Pedras Grandes. / Digital image processing in orbital images by remote sensing techniques generated qualitative textural information (morph structures). These allowed (1) the recognition of areas in different structural patterns with different fluorite search potentialities, (2) identification new structures potentially fluor-bearing and (3) evidence of extensive increase from the principal mineralized structures, (4) It’s associated a great number of structures, before ignored, that have great prospective potential. The accuracy of techniques of digital classification on products of ratio analysis by principal components showed the alteration associated to the structures, incorporating new criteria for the fluorite search. Searching for quantify the alteration; the spectral analysis of the rocks in fluor district was employed. Integrating reflectance information with TM LANDSAT 5 data, obtained the classification of the orbital images, identifying smaller structures in detail. Geophysical data processing supplied results on structures (magnetometric) and granites alteration affected (aerogamaspectrometric). These products were integrated with TM LANDSAT 5 data, associating textural attribute in orbital image to radiometric behavior of the rocks. The Grão-Pará lineament was diagnosed as the principal into district. Tectonic blocking data, facies zonation in granites (F source rock) and alteration associated to the granite magmatism. This allowed to understanding regional distribution of the fluorite deposits, and defined new criteria to fluorite prospecting, spatial relationship by mineralization and rock source of fluor. This one is the external granitic facies of Pedras Grandes Massif.