Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4571311 bytes, checksum: d283703263efe3572fa1ac4afa57f8c4 (MD5) Previous issue date: 2008-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This research addresses the application of a technique to a soil from the Southeast of Brazil and representing significant portion of the Brazilian territory in order to produce new products herein named modified soils. This conversion was based on the manipulation of the soil chemical and mineralogical compositions in order to change its geotechnical behavior. The laboratory testing program encompassed the following steps: (i) chemical, mineralogical and geotechnical characterization of the soil; (ii) development of chemical and mineralogical procedures for soil modification; (iii) chemical and geotechnical characterizations of the modified soils. Based on the testing data, conclusions are as follow: (i) good performance of the developed procedures for soil modification, which can be applied to field conditions after minor adjustment; (ii) the applied treatments produced significant variation in the chemical soil parameters, specially in the CEC; (iii) the treatments were responsible for significant geotechnical chances in the soil plasticity and compaction parameters, and for minor changes in the soil unconfined compression strength, hydraulic conductivity, compressibility and shear strength determined through triaxial tests. / Nesta pesquisa, buscou-se aplicar a um solo de ocorrência significativa na região Sudeste e em parte expressiva do território brasileiro uma técnica para a sua conversão em novos produtos, aqui denominados de solos modificados . Essa técnica teve por base a modificação das composições química e mineralógica do solo em estudo, com intuito de alterar os seus padrões de comportamento geotécnico. O programa de estudo de laboratório abrangeu: (i) caracterizações química, mineralógica e geotécnica do solo em estudo; (ii) desenvolvimento de processos capazes de promover alterações nas propriedades químicas e mineralógicas, com vistas à produção de solos modificados ; (iii) caracterizações química e geotécnica dos solos modificados . Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que: (i) os métodos desenvolvidos para a modificação do solo em estudo mostraram-se adequados para as finalidades previstas, bem como apresentaram a vantagem de poderem ser, com pequenas adaptações, implementados em trabalhos de campo; (ii) os tratamentos provocaram mudanças significativas nos parâmetros químicos, em especial na CTC do solo; (iii) os tratamentos conferiram ao solo analisado mudanças geotécnicas significativas nos seus parâmetros de plasticidade (redução do LL e LP) e de compactação (aumento do peso específico aparente seco máximo e queda no teor ótimo de umidade) e, em menor escala, nos de resistência à compressão não-confinada, condutividade hidráulica, compressibilidade e resistência ao cisalhamento determinada em ensaios triaxiais.

No Rio Grande do Sul, são escassos os estudos relacionados à identificação e à caracterização de minerais pedogênicos em ampla escala, bem como aqueles que tratam da influência da mineralogia nos aspectos físicos e químicos dos solos. O sistema solo é resultado da combinação de fatores que atuaram ao longo do tempo geológico, fato evidente no estado do Rio Grande do Sul devido a expressiva variabilidade de classes de solos em seu território. Nesse sentido, o estudo objetivou caracterizar a composição mineralógica de solos formados nas diferentes regiões fisiográficas do Rio Grande do Sul e definir combinações físicas, químicas e mineralógicas responsáveis pela adsorção de fósforo nesses solos. Para tal, foram selecionadas 60 amostras representativas de oito classes de solos de pedoambientes oxidados e com distintos graus de intemperização. As amostras foram previamente coletadas sob vegetação natural na camada de 0 a 20 cm de profundidade. Na fração TFSA, foram realizadas análises físicas (granulometria, área superficial específica, suscetibilidade magnética), químicas (carbono orgânico total, teor de óxidos de ferro pedogênicos e óxidos de baixa cristalinidade, teor de fósforo remanescente) e mineralógicas (difratometria de raio x, estimativa dos minerais por área e largura a meia altura). Os dados foram analisados por correlações de Pearson. Os resultados mostraram ampla variação mineralógica devido aos distintos materiais de origem, influenciando a granulometria, ASE e SM. Os valores de COT mostraram relação positiva com os teores de argila e negativa, principalmente, com os teores de Prem, interferindo nos fenômenos de sorção dos solos. Os teores de Fed aumentaram conforme o incremento de argila nos solos e os teores de Feo foram baixos, ambos devido ao avançado estágio de intemperização dos solos. Na fração argila, predomina a caulinita associada a diferentes proporções de argilominerais 2:1 e óxidos de ferro. A adsorção de fósforo apresenta relação expressiva com os teores de argila, de óxidos de ferro, de carbono orgânico total e, consequentemente, com a área superficial específica do solo. / There are few studies in Rio Grande do Sul making relations with the identification and characterization of pedogenic minerals on a large scale, as well as those that establish the influence of mineralogy on physical and chemical aspects of the soil. The soil system is a result of combination of factors that acted over geological time, an evident fact in Rio Grande do Sul state of due to significant variability of soil classes on his territory. Therein, the study intent to characterize the mineralogical composition of soils formed in distinct geographical regions of Rio Grande do Sul and define physical, chemical and mineralogical combinations responsible for phosphorus adsorption in these soils. However, we selected 60 representative samples of eight soil classes of oxidics pedoenvironments and with distinct degrees of mineral weathering. The samples were previously collected under natural vegetation in the 0 to 20 cm deep. In TFSA fraction, were performed physical (soil texture, specific surface area, magnetic susceptibility), chemical (total organic carbon, content of pedogenic (Fed) and low cristalinity (Feo) iron oxides, remaining phosphorus content (Prem)) and mineralogical analyzes (X ray diffraction, estimation per area and width at half height of minerals). Data were analyzed by Pearson correlations. The results showed wide mineralogical variation due to different parent materials, influencing the soil texture, SSA and MS. The TOC values were closely related with the clay fraction and negative relationship, especially with the levels of Prem, interfering in soil sorption phenomena. The Fed contents increased with the clay fraction and Feo contents were low, both due to the advanced soil stage of weathering. The clay fraction had predominantly kaolinite associated with different ratios of 2: 1 clay minerals and iron oxides. The phosphorus adsorption shows a significant relationship with the clay fraction, iron oxides, total organic carbon and, consequently, with the specific surface area of the soil.

Atualmente a região de Criciúma é um grande pólo produtor de cerâmicas de qualidade, produzindo mais de 50% das exportações brasileiras de pisos e revestimentos cerâmicos, é um setor de sofisticada tecnologia de produção. Para o controle de qualidade do produto é fundamental a homogeneidade da composição mineralógica a partir do controle geológico na extração das matérias primas pelas mineradoras. Com a motivação de conhecimento das frentes de lavras foram aplicadas técnicas para a caracterização mineralógica em detalhe do material extraído de minas localizadas nos municípios de Turvo e Meleiro/SC, destinado à produção de cerâmicas pelas empresas da região. As rochas são argilitos cinza escuros intercalados com siltitos da Formação Rio do Rasto da Bacia do Paraná. Foram coletadas amostras dispostas verticalmente e analisadas através de difração de raios X para determinação mineralógica semiquantitativa em rocha total pelo método do pó e na fração < 2 e < 4 μm orientadas para identificação dos argilominerais pelas faces hkl = 00l. Foram feitas laminas delgadas para análise petrográfica através de microscopia ótica. Fragmentos foram analisados ao microscópio eletrônico de varredura por meio de imagens de elétrons secundários. Análises químicas de rocha total e da fração < 4 μm foram realizadas por espectrometria de fluorescência de raios X. Por microssonda eletrônica foram feitas microanálises químicas pontuais. A partir destes dados foi identificado o argilomineral montmorilonita do grupo da esmectita como argilomineral predominante, o interestratificado I/S e a ilita diagenética, além de quartzo, mica, feldspato potássico e plagioclásio como minerais detríticos abundantes. As análises mostram a existência de variação da composição mineralógica verticalmente com grande aumento da montmorilonita para a base e aumento do feldspato potássico para o topo na frente de lavra de Turvo e a presença do interestratificado I/S na base e esmectita e ilita/mica para o topo na mina de Meleiro. Estudos de detalhe por difratometria de raios X (determinação do parâmetro b) e microanálises WDS por microssonda eletrônica permitiram identificar como montmorilonita a espécie argilomineral do grupo das esmectitas. Desta forma sabendo-se que deve haver homogeneidade nos lotes da matéria prima explorada é fundamental a amostragem e caracterização mineralógica, sendo fundamental o controle geológico na exploração mineira. Através deste estudo espera-se facilitar o reconhecimento de áreas potenciais para a mineração e melhor adequação dos tipos de argilominerais estudados às necessidades da indústria cerâmica. / Currently the region of Criciúma/SC state is a great center of producing ceramics of quality, producing more than 50% of the Brazilian exportations of floor and ceramic coatings being a sector of sophisticated production technology. For the quality control of the product the homogeneity of the mineralogical composition from the geologic control in the extraction of raw materials is very important. With the motivation in the knowledge about the fronts it has been applied techniques for a detail mineralogical characterization of the material extracted in a mine located at Turvo and Meleiro city/SC, used as raw material in to the ceramics production by the companies in the region. The studied deposit is composed of intercalated gray clays with fine sandstones of Rio do Rasto Formation, in the Paraná Basin. Fourteen samples were collected and analyzed by petrographical analysis by microscopy methods. Analysis by X-ray diffraction (XRD) for mineralogical semiquantitative determination in total fraction by powder method and the analysis of oriented samples in the fractions < 2 and < 4 μm for identification of the clay minerals using 00l reflexions. Analysis by scanning electron microscopy (SEM) by secondary electrons allowed getting apparent threedimensional image of sample’s fragment. The chemical composition was determined by X-ray fluorescence spectrometer. Petrographic observations in thin section were also performed. Scanning electron microscope images was obtained in samples fragments by secondary electron method. Electron microprobe microanalysis was performed in one thin section. From this analysis were identified diagenetic smectite and illite as clay minerals predominant and the presence of quartz, mica, K-feldspar and plagioclase as detrital minerals. The analysis showed that there is a vertical variation in the mineralogical composition in the same exploitation front, with a large increase of smectite at the base and increasing K-feldspar to the top at Turvo mine and the occurrence of interstratified I/S in the base and smectite plus illite-mica at the top of Meleiro mine. Studies in detail by X-ray diffraction (determination of the b-parameter) and microanalysis by wavelength dispersive X-ray spectroscopy have identified montmorillonite clay mineral as the smectite mineral specie. Knowing that there should be uniformity in storages of raw material used, sampling and mineralogical characterization is fundamental in geological control of the mine. By this study we expect to favor the recognition of new potential areas for exploitation and better adequacy of the studied clay mineral types to the needs of the ceramic industry.

No Rio Grande do Sul, são escassos os estudos relacionados à identificação e à caracterização de minerais pedogênicos em ampla escala, bem como aqueles que tratam da influência da mineralogia nos aspectos físicos e químicos dos solos. O sistema solo é resultado da combinação de fatores que atuaram ao longo do tempo geológico, fato evidente no estado do Rio Grande do Sul devido a expressiva variabilidade de classes de solos em seu território. Nesse sentido, o estudo objetivou caracterizar a composição mineralógica de solos formados nas diferentes regiões fisiográficas do Rio Grande do Sul e definir combinações físicas, químicas e mineralógicas responsáveis pela adsorção de fósforo nesses solos. Para tal, foram selecionadas 60 amostras representativas de oito classes de solos de pedoambientes oxidados e com distintos graus de intemperização. As amostras foram previamente coletadas sob vegetação natural na camada de 0 a 20 cm de profundidade. Na fração TFSA, foram realizadas análises físicas (granulometria, área superficial específica, suscetibilidade magnética), químicas (carbono orgânico total, teor de óxidos de ferro pedogênicos e óxidos de baixa cristalinidade, teor de fósforo remanescente) e mineralógicas (difratometria de raio x, estimativa dos minerais por área e largura a meia altura). Os dados foram analisados por correlações de Pearson. Os resultados mostraram ampla variação mineralógica devido aos distintos materiais de origem, influenciando a granulometria, ASE e SM. Os valores de COT mostraram relação positiva com os teores de argila e negativa, principalmente, com os teores de Prem, interferindo nos fenômenos de sorção dos solos. Os teores de Fed aumentaram conforme o incremento de argila nos solos e os teores de Feo foram baixos, ambos devido ao avançado estágio de intemperização dos solos. Na fração argila, predomina a caulinita associada a diferentes proporções de argilominerais 2:1 e óxidos de ferro. A adsorção de fósforo apresenta relação expressiva com os teores de argila, de óxidos de ferro, de carbono orgânico total e, consequentemente, com a área superficial específica do solo. / There are few studies in Rio Grande do Sul making relations with the identification and characterization of pedogenic minerals on a large scale, as well as those that establish the influence of mineralogy on physical and chemical aspects of the soil. The soil system is a result of combination of factors that acted over geological time, an evident fact in Rio Grande do Sul state of due to significant variability of soil classes on his territory. Therein, the study intent to characterize the mineralogical composition of soils formed in distinct geographical regions of Rio Grande do Sul and define physical, chemical and mineralogical combinations responsible for phosphorus adsorption in these soils. However, we selected 60 representative samples of eight soil classes of oxidics pedoenvironments and with distinct degrees of mineral weathering. The samples were previously collected under natural vegetation in the 0 to 20 cm deep. In TFSA fraction, were performed physical (soil texture, specific surface area, magnetic susceptibility), chemical (total organic carbon, content of pedogenic (Fed) and low cristalinity (Feo) iron oxides, remaining phosphorus content (Prem)) and mineralogical analyzes (X ray diffraction, estimation per area and width at half height of minerals). Data were analyzed by Pearson correlations. The results showed wide mineralogical variation due to different parent materials, influencing the soil texture, SSA and MS. The TOC values were closely related with the clay fraction and negative relationship, especially with the levels of Prem, interfering in soil sorption phenomena. The Fed contents increased with the clay fraction and Feo contents were low, both due to the advanced soil stage of weathering. The clay fraction had predominantly kaolinite associated with different ratios of 2: 1 clay minerals and iron oxides. The phosphorus adsorption shows a significant relationship with the clay fraction, iron oxides, total organic carbon and, consequently, with the specific surface area of the soil.

Os minerais do grupo do pirocloro (A2B2X6Y1) apresentam grande interesse econômico, principalmente como fonte de nióbio e tântalo, metais que possuem importantes aplicações tecnológicas como a fabricação de aço e a confecção de componentes eletrônicos. Apesar de seu interesse científico e econômico, a maioria das ocorrências brasileiras de minerais do grupo do pirocloro está apenas parcialmente caracterizada ou não dispõe de nenhum estudo mineralógico. Adicionalmente, o atual sistema de classificação dos minerais do grupo do pirocloro, apesar de aprovado pela IMA, não segue as regras gerais de nomenclatura de minerais da própria IMA. Na posição A, não há diferenciação na ocupação por Ca e por Na, e se um ou mais cátions diferentes de Na ou Ca compuserem mais de 20 % total de átomos na posição A, então a espécie é nomeada pelo átomo mais abundante em A (exceto Na e Ca). Por outro lado, a espécie fluornatromicrolita foi aprovada com base na predominância de Na na posição A. Com relação à ocupação da posição B, a divisão entre os grupos não é feita com uma classificação tripartite: as espécies com Nb + Ta >2Ti e Nb > Ta são consideradas como do subgrupo do pirocloro; se Nb + Ta > 2Ti e Ta &#8805; Nb, o mineral irá pertencer ao subgrupo da microlita; e se 2Ti &#8805; Nb + Ta, o mineral irá pertencer ao subgrupo da betafita. Espécies isoestruturais com outros cátions predominantes na posição B não são incluídas no grupo do pirocloro (por exemplo, romeíta com Sb dominante). Os ânions não são levados em consideração na classificação, mas o flúor foi usado na aprovação da espécie fluornatromicrolita. Neste trabalho, são apresentados novos esquemas de nomenclatura para os minerais do grupo do pirocloro, que levam em consideração os íons ocupantes das posições A, B e Y. Os prefixos são sempre escritos por extenso (\'hidroxi\', \'fluor\', \'calcio\', \'natro\' etc), enquanto os sufixos são representados por símbolos químicos (Na, F, H2O etc) ou por [] (vazio). Os nomes raízes relacionam-se aos cátions predominantes na posição B, levando a termos como pirocloro, microlita, betafita e romeíta. São apresentados novos dados químicos por MEV-EDS e WDS (incluindo análises de Si, normalmente negligenciado na maioria dos dados da literatura). Foram analisados minerais de seis ocorrências em pegmatitos e uma em carbonatito. Os resultados obtidos permitem separar as espécies em três \'famílias\'. A primeira delas poderia ser denominada \'microlita\', envolvendo fluornatromicrolita, fluorcalciomicrolita, oxinatromicrolita e oxicalciomicrolita. Esta família foi identificada nas ocorrências da lavra do Morro Redondo, Coronel Murta, MG; lavra do Jonas, Conselheiro Pena, MG; mina Quixabá, Frei Martinho, PB; Pegmatito Volta Grande, Nazareno, MG; lavra do Ipê, Marilac, MG; e Pegmatito Ponte da Raiz, Santa Maria de Itabira, MG. A primeira das espécies, fluornatromicrolita, parece ser bem mais comum do que se imaginava, tendo sido descrita previamente no Brasil apenas em Quixabá, e agora verificada em diversas das ocorrências estudadas nesta tese. Apesar de usados os prefixos natro e cálcio, todas as amostras parecem tender para um termo de fórmula final (NaCa)Ta2O6F, ou seja, com Na=Ca em apfu, que poderia ser denominado, por exemplo, fluormicrolita-NaCa ou CaNa. O oxigênio é, algumas vezes, superior ao flúor (em apfu) na cavidade Y, dando origem a espécie oxi-. A segunda família poderia ser denominada \'hidromicrolita\', tendendo a [ [](H2O)]Ta2O6(H2O). Esta fórmula, entretanto, não é eletricamente neutra, necessitando que na cavidade A, (H2O) seja parcialmente substituído por cátions (Ba, U etc), ao mesmo tempo que parte do O da posição X seja substituído por (OH). Minerais desta família foram verificados no Pegmatito Volta Grande, Nazareno, MG. A terceira família, do \'pirocloro\', verificada apenas no carbonatito da mina Jacupiranga, Cajati, SP, inclui as espécies fluorcalciopirocloro e oxicalciopirocloro. Os novos nomes sugeridos parecem discriminar melhor as espécies, com base em cátions, vazios ou H2O predominantes nas posições A, B eY, permitindo inclusive uni-las em \'famílias\'. Esta nova nomenclatura apresenta também como vantagem não dar ênfase a componentes menores da cavidade A, bem como verificar nela a predominância de Ca ou Na. Adicionalmente, os cátions Ta, Nb e Ti passam a ter a mesma importância na cavidade B. Por outro lado são criados nomes \'exóticos\', como hidrohidromicrolita, ou \'impronunciáveis\', como hidro-[]-microlita. / Pyrochlore group minerals are important sources of niobium and tantalum and these metals are used in important technological applications such as steel manufacturing and eletronic components development. However, the majority of Brazilian occurrences are only partially characterized or there is no mineralogic study available. In addition, the official pyrochlore-group minerals classification system does not follow the IMA mineralogical nomenclature rules although this system is approved by IMA. In the A site, it does not differentiate between occupation by Ca and Na, and if there is one or more cation other than Na or Ca composing more than 20% of total A-atoms, then the species must be named according to the most abundant A-atom, other than Na or Ca. In spite of this, the species fluornatromicrolite was approved based on the predominance of Na in the A-site. Regarding the B-site occupation, the division among the subgroups is not made with a tripartite symmetrical classification: the species with Nb + Ta >2Ti and Nb > Ta are considered as pyrochlore subgroup minerals; if Nb + Ta > 2Ti and Ta &#8805; Nb, the mineral will belong to the microlite subgroup; and if 2Ti &#8805; Nb + Ta, the mineral will belong to the betafite subgroup. Isostructural species with other predominant cations in the B-site are not included in the pyrochlore-group (for example, romeite, with dominant Sb). The anions are not taken into account in the classification but the predominance of fluorine was used for the approval of the species fluornatromicrolite. In this present work new nomenclature schemes, based on the ions in A, B and Y sites, are presented. Prefixes are, for example, \'hidroxi\', \'fluor\', \'calcio\', \'natro\' etc., while sufixes are represented by chemical symbols (Na, F, H2O etc) or [] (vacancies). The root names (pyrochlore, microlite, betafite, romeite) are related to the dominant-constituent cations in the B position. New chemical data by MEV-EDS and WDS (including Si analysis, hardly ever mentioned in litetarature) were obtained. Six occurrences from pegmatites and one from carbonatite were analysed. The results allow the species to be grouped in three \'families\'. The first could be named as \'microlite\', and includies fluornatromicrolite, fluorcalciomicrolite, oxinatromicrolite and oxicalciomicrolite. This family was identified in Morro Redondo quarry, Coronel Murta, MG; Jonas quarry, Conselheiro Pena, MG; Quixabá mine, Frei Martinho, PB; Volta Grande pegmatite, Nazareno, MG; Ipê quarry, Marilac, MG and Ponte da Raiz pegmatite, Santa Maria de Itabira, MG. Fluornatromicrolite seems to be more common than was previously thought. It was previously described only in Quixabá but now many other occurrences are known. Although \'natro\' and \'calcio\' prefixes were used, all the formulae seem to approach the term (NaCa)Ta2O6F. As Na approximately equals Ca (apfu) it could be used the name fluornatromicrolite-Na-Ca or CaNa could be used. The oxigen content is sometimes greater than F content in the Y position. This generates the oxi- species. The second family could be named \'hidromicrolite\', becoming [ [] (H2O)]Ta2O6(H2O). This formulae is not eletrically neutral so the H2O is replaced by cations (Ba, U etc) in the A cavity while the O is replaced by (OH) in the X position. Minerals from this family were identified in the Volta Grande pegmatite, Nazareno, MG. The third family, \'pyrochlore\', was only verified in the Jacupiranga mine, Cajati, SP, including fluorcalciopyrochlore and oxicalciopyrochlore species. The suggested new names, based on cations, vacancies or H2O dominant constituents of A, B and Y sites, seem to better describe the species, allowing their grouping in families. This new nomenclature has the advantage of not emphasize minor constituents in the A cavity, and verify the dominance of Ca or Na. Furthermore, Ta, Nb and Ti cations have the same balance in B cavity. On the other hand, exotic names were created such as hydrohydromicrolite or unpronounceable as hydro-[]-microlite.

[pt] Esta tese apresenta um estudo sobre os efeitos do grau de intemperismo de um solo residual de gnaisse facoidal, em suas características física, química, mineralógica, microestrutural e de resistência. O objetivo da presente pesquisa é contribuir, por meio da avaliação de suas características, para o desenvolvimento de um Modelo Conceitual de Comportamento de Solos Residuais, considerando efeitos do grau de intemperismo no comportamento destes. Para tal foram realizados ensaios em três amostras de solos com diferentes graus de alteração, provenientes da mesma rocha de origem. Foram realizados, entre outros, ensaios de caracterização, ensaios de resistividade elétrica, calculados índices de intemperismo químico, analisada a composição mineralógica por meio de lupa binocular e equipamentos de difração de raio-x, realizada avaliação microestrutural por meio de microtomografia computadorizada, ensaios de resistência utilizando-se equipamento triaxial servo-controlado com instrumentação interna de bender elements, e análise da quebra de grãos após os ensaios de resistência. Os ensaios de resistência, realizados na prensa triaxial, com diferentes caminhos de tensões, foram interpretados utilizando-se a Teoria dos Estados Críticos. Observou-se que alguns ensaios de caracterização não se mostraram adequados para a avaliação do grau de intemperismo, para o solo estudado. Este fato pode estar associado à heterogeneidade do material, solo desenvolvido de rochas metamórficas gnáissicas quartzo-feldspáticas, e à dificuldade da coleta dos mesmos. Observou-se que, conforme menor o grau de alteração do solo, maior a resistividade do mesmo De modo geral, os solos estudados apresentaram uma envoltória de resistência única. Observou-se, ainda, que, conforme menor o grau de alteração do solo, maior a curva de plastificação do mesmo. Por meio dos resultados obtidos, verificou-se que a Teoria dos Estados Críticos pode ser aplicada no solo residual estudado. / [en] This thesis presents a study about the effects of the weathering degree of a phacoidal gneiss residual soil, in its physical, chemical, mineralogical, microstructural and resistance characteristics. The objective of the present research is to contribute, through the evaluation of its characteristics, to the development of a Conceptual Model of Residual Soil Behavior, considering the effects of the weathering degree on its behavior. For this, tests were carried out on three samples of soils with different weathering degrees, originating from the same rock. Some executed test were characterization tests, electrical resistivity tests, chemical weathering indexes calculation, mineralogical analysis using binocular magnifying glass and X-ray diffraction, microstructural evaluation by microtomography, resistance tests using triaxial servo-controlled equipment with internal instrumentation of bender elements, and grain break analysis after resistance tests. The resistance tests, realized in the triaxial press, with different stress path, were also interpreted using the Critical States Theory. It was observed that some characterization tests were not adequate for the weathering degree evaluation, for the studied soil. This fact may be associated with the soil heterogeneity, soil developed from metamorphic gneissic quartz feldspathic rocks, and the difficulty of collecting them. It was also observed that, the lower the soil weathering degree, the greater the resistivity of the soil. In general, the studied soils presented a unique resistance envelope. It was also observed that, the lower the soil weathering degree, the greater the soil yield curve. Through the obtained results, it was verified that the Critical States Theory can be applied in the residual soil studied.

A Mina de Santa Rita, situada no complexo máfico-ultramáfico Fazenda Mirabela, é uma intrusão máfica-ultramáfica, mineralizada a sulfetos de níquel e cobre, situada no sudeste do Estado da Bahia, município de Itagibá. Esse depósito é composto por rochas de idade Paleoproterozóica, metamorfizadas em fácies granulito. Os sulfetos de níquel e cobre ocorrem disseminados e, preferencialmente, associados a harzburgitos, olivina ortopiroxenitos e ortopiroxenitos. O minério é composto por uma grande variedade de Mg-silicatos, sendo que o níquel ocorre essencialmente como pentlandita nos peridotitos, além de se apresentar como elemento menor em silicatos e espinélios em rochas mais máficas. Informações de processo demonstram a impossibilidade de se estabelecer uma correlação robusta entre a composição química do minério e seu comportamento na etapa de beneficiamento mineral. Desta forma, o conhecimento da variabilidade mineralógica no depósito é de fundamental importância para o planejamento de lavra e processamento mineral. Mais de 300 amostras do plano de mineração de curto prazo (2013-2017) relativas a intervalos de furos de sondagem considerados no estudo de viabilidade econômica (período de 1985-2004) foram agrupadas em domínios mineralógicos, utilizando a análise estatística multivariada de dados de difração de raios X (DRX-AEM). Dezessete domínios mineralógicos inicialmente definidos são essencialmente diferenciados com base na presença e conteúdos relativos dos principais minerais de ganga: serpentina, olivina e piroxênio. Amostras representativas dos principais domínios mineralógicos, pré-definidos por DRX-AEM, foram submetidas a estudos de caracterização mineralógica de detalhe por análise de imagens (MEV-MLA). Os resultados indicam que os grupos com composições mais peridotíticas e/ou carbonáticas, com maiores conteúdos de serpentina, apresentam menor tempo de moagem para atingir P95 igual a 0,15 mm; maior alteração dos grãos de pentlandita; maior parcela de total de níquel associado a silicatos; menor grau de liberação dos sulfetos; e maior quantidade de sulfetos abaixo de 10 ?m, em relação aos grupos de composição mais piroxenítica. / The Santa Rita mine, located in the mafic-ultramafic complex Fazenda Mirabela, is a mafic-ultramafic intrusion mineralized to nickel and copper sulphides located in the southeast of Bahia state, Itagibá municipality. The nickel sulphide deposit comprises a portion of a mafic-ultramafic layered complex under granulite metamorphism facies. Disseminated Ni and Cu sulphides form a stratiform body parallel to the lithostratigraphic contacts extending upwards essentially from the harzburgite unit and through the olivine orthopyroxenite unit. The nickel content is mainly associated to pentlandite in peridotitic rocks but also enriched in silicates and spinels in mafic rocks (dunites). Industrial plant benchmark data have shown the unfeasibility of establishing a strong relation between the ore chemical composition and its behavior in the mineral beneficiation process. Therefore, the knowledge of the mineralogical variability in the deposit is crucial for mine planning and mineral/metallurgical processing. More than 300 samples from drill core samples from the feasibility studies (period of 1985-2004) included in the short-term mining plan (2013-2017) were clustered into geological domains applying multivariate statistical analysis (MSA) of X-ray diffraction data (XRD). Results discriminated seventeen initial mineralogical domains considering the content of major gangue minerals: serpentine, olivine and pyroxene. Representative samples of the main mineralogical domains pre-defined by XRD-MSA ore-types were later subject to sieve size analysis followed by detailed mineralogical studies by automated SEM image analysis (MLA). The results indicate that groups with more peridotite and / or carbonatic compositions, with higher content of serpentine, have less time of grinding to reach P95 equal to 0,15 mm; high level of pentlandite alteration; greater portion of nickel associated into silicates; lower sulphides liberation degree; and a higher amount of sulphides below 10 ?m; in relation to the most pyroxenic composition groups.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-07-12T16:19:02Z No. of bitstreams: 1 Dissertaçãi final ultima.pdf: 1724559 bytes, checksum: fbd685dbe3586363bcfe625529593f18 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-12T16:19:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertaçãi final ultima.pdf: 1724559 bytes, checksum: fbd685dbe3586363bcfe625529593f18 (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geoquímica, Niterói, RJ / A fração mineralógica é importante para a reconstrução de mudanças ambiental e paleoambiental dos sedimentos lacustres. As frações inorgânicas alóctones e autóctones fornecem informação sobre a evol ução dos ecossistemas no ambiente de sedimentação da lagoa e na ba cia de sedimentação e s obre também as condições físico- químicas da coluna da água. Nós apr esentamos resultados da distribuição mineralógica dos sedimentos superficiais da lagoa Caço. 59 amostras foram coletadas por mergulhar ao longo dos transects tran sversais e do transectlongitudinal nesta lagoa. Cada perfil transversal começa pela margem caracterizada por macrophytes, atravessa a parte central e emerge na outr a margem da lagoa. Todos os pontos da amostragem foram -geo-referenciados e a pr ofundidade da coluna da água foi medida. A identificação da fração mineralógica e sua quantificação foram feitas pela difractometria de Raio-X e pela espectrom etria no infravermelho. A distribuição da fração mineralógica caracteriza as difer entes zonas de prof undidade da lagoa Caçó e identifica os processos que controlam as variações da sedimentação inorgânica. Os minerais mais importantes identificados neste estudo forma quartzo, goethite, kaolinite e sílica amorfo. Geralmente, ao longo de cada transect, quartzo e sílica amorfa diminuem da margem ao centro da lagoa. A goethite e a kaolinite tendem a aumentar na parte central da lagoa. A distribuição de mi nerais detriticos parece ser controlada principalmente pelo hidrodi nâmico da lagoa, que é in fluenciado fortemente pela intensidade e a Constancia dos ventos. Para os minerai s autigenicos, os fatores principais que controlam a distribuição minera l devem ser: (1) para o sílica amorfo: a ocupação da zona litoral pelos macrophytes, que forneceram o substrato e os nutrientes para a produção de diatomáceas, em maior parte epiphytes ; (2) para o goethite: a entrada hidrológica, pela superfície ou pelos fluxos subsuperficiais, que contribuem com a entrada de Fe(II), que será oxidada na água de superfície da lagoa, tendo por resultado a precipitação do goethite. Assim, os minerais detriticos (quartzo e kaolinite) são bons marcadores potenciais da erosão na bacia da drenagem da lagoa, quanto os minerais autigenicos podem dar informação importante sobre as condições físico- químicas do ambiente passado. / Mineralogical fraction is important to the reconstruction of environmental and paleoenvironmental changes from lacustrine sediments. Allochtonous and Autochtonous inorganic fractions provide information about the evolution of eco systems in the lake catchment and in the sedimentation basin and about physical and chemical water column conditions. We present results of rec ent mineralogical distri bution from surficial sediments of Caço Lake. 59 samples were collected by diving along transverse transects and one longitudinal transect in this lake. Each transverse profile stars from a margin characterized by emergent macrophytes, crosses the central part of the lake and finishes in the other margin of the lake. All sampling points were geo-referenced and the water column depth was measured. The identif ication of mineralogical fraction and its quantification were d one by x-ray diffractometry and by infrared spectroscopy. The distribution of the mineralogical fraction characterizes the different depth zones of the Caço lake and identify the proce sses that control variations of inorganic sedi mentation in this lake. The most important minerals identified in this study were quartz, goethite, kaolinite and amorphous si lica. Generally, along each transect quartz and amorphous silica decrease from the margin to the center of the lake. The goethite and kaolinite tend to increase in the central part of the lake. The distribution of detritic minerals appear to be mainly controlled by lake hydrodynamics, wh ich is strongly influenced for the intensity and constancy of trade winds. Fo r the authigenic minerals, the main factors controlling the mineral distribution must be: (1) for amorphous silica: the occupation of the littoral zone by macrophytes, which gave substrate and nutrients to the production of diatom, in larger part epiphytes; (2) for the goethite: hy drological input, by surface or sub-surface flows, which contribute with t he entrance of Fe(II), which wil l be oxidized in the lake surface water, resulting in pr ecipitation of goethite. Thus , the detritic minerals (quartz and kaolinite) are potentially go od markers of erosion in the lake drainage basin, while authigenic minerals may give important information about the past physicochemical conditions of the environment.

Mineral dust aerosols play an important role in atmospheric chemistry through photolysis and heterogeneous uptake. Both mechanisms strongly depend on the size and composition of mineral dust. Because of the complex nature of dust, chemistry modeling commonly relies on simplified assumptions about the properties of dust particles relevant to physiochemical processes. The goal of this thesis is to investigate the impact of size-resolved composition of dust aerosols on atmospheric photochemistry. The relative importance of dust characteristics in photolysis and heterogeneous loss and the relative roles of the two mechanisms on atmospheric photochemistry are investigated. A new block of spectral aerosol optical properties was developed and incorporated into the tropospheric ultraviolet and visible radiation transfer code in order to calculate spectral actinic fluxes and photolysis rates, J-values. The Fuchs-Sutugin approximation was employed to compute mass transfer from gas to dust mineral species and heterogeneous loss rate, kloss,j. The J-values and kloss,j were incorporated into a one-dimensional photochemistry model to simulate the diurnal cycle of a vertical profile of photochemical species. Several cases of dust loading were considered in the clean and polluted marine environments. A size-resolved mineralogical composition was constructed by selecting a range of the mass fraction of the three main mineral species such as iron oxide-containing clay minerals, carbonate-containing species, and quartz. This work demonstrates that differences in microphysical and chemical properties of mineral dust lead to the important changes in spectral optical properties, J-values, and kloss,j. It also shows that non-linear relationships of photochemical species with two mechanisms result in various changes in the photochemical oxidant fields and that the most important factor controlling the photochemistry field is the dust size distribution, followed by the amount of mineral species with high uptake coefficients and the amount of iron oxide-clay aggregates. This work demonstrates that accounting for regional differences in microphysical and chemical properties of mineral dust will improve the assessment of the impact of mineral dust on tropospheric photochemistry. In addition, it suggests that the size and composition of mineral dust will lead to a deeper understanding of the impact of mineral dust on the global climate system.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-26T20:51:03Z No. of bitstreams: 1 SUÉLEN SILVA FIGUEIREDO – TESE (UAEMa) 2015.pdf: 3184476 bytes, checksum: 10100daacebb6a76f6256c3643dbb561 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-26T20:51:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SUÉLEN SILVA FIGUEIREDO – TESE (UAEMa) 2015.pdf: 3184476 bytes, checksum: 10100daacebb6a76f6256c3643dbb561 (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Capes / As indústrias do beneficiamento de rochas ornamentais, da cerâmica vermelha e do caulim, geram grande volume de resíduos, que geralmente são dispostos no meio ambiente de forma inadequada, causando graves impactos ambientais. A reinserção de resíduos industriais na cadeia produtiva como matéria prima, no desenvolvimento de insumos da construção, vem sendo uma alternativa avaliada por diversos pesquisadores. Os resultados de pesquisas apontam que estes resíduos, quando beneficiados podem apresentar propriedades aglomerantes que viabilizam sua incorporação em substituição parcial à cal na confecção de blocos solo-cal. Dentre os materiais alternativos, o bloco solo-cal possui vantagens como simplicidade de produção, resistência à compressão semelhante aos blocos convencionais, não passam pelo processo de cozimento e possibilitam a incorporação de resíduos com potencial aglomerante à sua matriz. Porém para assegurar confiabilidade nas aplicações desses novos materiais, é fundamental a avaliação da durabilidade. Este trabalho de pesquisa teve como objetivo avaliar a durabilidade de blocos solo-cal incorporados com resíduos industriais provenientes do beneficiamento de rochas ornamentais, da fabricação da cerâmica vermelha e do beneficiamento do caulim. Confeccionaram-se blocos no traço 1:10 em proporção de cal:solo, e utilizando os resíduos em substituição parcial a cal, nas proporções de 15%, 30% e 50% para períodos de cura de 28, 60 e 90 dias. Os materiais utilizados foram submetidos aos ensaios de caracterização físico-mineralógica, tais como:granulometria por peneiramento e difração a laser, análise química, análise termodiferencial, análise termogravimétrica, e difração de raios X. O estudo da durabilidade foi realizado utilizando-se o envelhecimento natural, o envelhecimento acelerado pela técnica de molhagem e secagem , simulação da chuva dirigida e resistência ao ataque de sulfatos, tomando-se como parâmetro de degradação a resistência à compressão simples dos blocos. Os resultados evidenciaram que a incorporação de 15% de resíduo cerâmico e de caulim ao bloco solo-cal não compromete sua durabilidade. / The industries of beneficiation of ornamental rocks, red ceramic and kaolin, generate large volume of waste, which are mostly discharged into the environment irregularly, thus causing serious environmental impacts. The reintegration of industrial waste in the productive chain, as raw material in the development for building materials, are being an alternative evaluated by several researchers. Among the alternative materials, soil-lime blocks has advantages such as simplicity of production, compression resistance similar to conventional blocks, are not submitted to the cooking process and enable the incorporation of waste with potential binder to matrix. Research results indicate that these residues when finely ground may submit caking properties that enable its incorporation in partial substitution of lime in soillime blocks manufacture. But to ensure reliability to alternative materials is essential evaluating their durability. This research aimed to evaluate the durability of soil-lime blocks incorporated with industrial waste arising from the processing of ornamental rocks, manufacturing of red ceramic and kaolin. Specimens were made at the dash 1:10 in ratio of lime: soil, and using waste to partially replace lime in the proportions 15%, 30% and 50% for curing periods of 28, 60 and 90 days. The materials were subjected to physical and mineralogical characterization tests, such as: granulometry by sieving and laser diffraction, chemical analysis, thermo differential analysis, thermo gravimetric analysis, and X-ray diffraction. The study of the durability was performed using the natural aging, accelerated aging by the technique of wetting and drying, driving rain simulation and resistance to attack sulfates , taking as parameter degradation the unconfined compressive strength of the blocks. The results showed that the incorporation of 15% ceramic waste and kaolin in soil -lime block does not compromise its durability.