As incertezas nos campos da política, economia e meio ambiente, bem como a rápida evolução social e tecnológica que afetam a humanidade levam a construção de modelos de previsão teóricos cada vez mais complexos. Entre as técnicas mais necessárias encontra-se a de análise de riscos. Dificilmente modelos determinísticos podem atender as necessidades estratégicas e técnicas de governos, organizações não governamentais e empresas. As distintas áreas do conhecimento desenvolveram ferramentas que permitem gerenciar melhor os riscos intrínsecos de suas atividades. São desde planilhas que quantificam consequências e frequência de perder-se algo de valor (risco), até sofisticados modelos de simulação que se baseiam em amostragem aleatórias massivas nas distribuições que melhor representem os fenômenos estudados. Esta dissertação aplica técnicas de análise de riscos a dois casos de interesse das áreas de metalurgia extrativa e tecnologia mineral, que são a avaliação técnico econômica de jazidas de elementos terras raras (ETRs) e a reciclagem de materiais de construção civil e demolição (RC&D). Para o primeiro caso de análise de investimentos, jazidas de terras raras, tentou-se respeitar ao máximo as informações técnicas publicadas pelos detentores dos direitos minerais. Adicionalmente inclui-se o valor agregado por avançar na cadeia produtiva dos ETR, através da análise da fabricação dos imãs permanentes (Um exemplo para um depósito). Via simulações de Monte Carlo foram obtidos os intervalos de valores que as jazidas podem alcançar (valor presente líquido do ativo), suas probabilidades de perda e os montantes máximos e mínimos de lucro ou prejuízo. Fica claro que a minas que tem operação constituída e podem ter os elementos terras raras como subprodutos, irão partir com uma grande vantagem competitiva sobre as que deverão investir pesadamente na abertura de novas minas. Para o segundo caso de análise, a reciclagem de materiais de construção e demolição (RC&D), foram comparados diferentes tamanhos de planta e opções tecnológicas, através do uso de modelagem econômica e de análise de riscos. Como resultado observa-se que as plantas tecnologicamente mais avançadas perdem por pouco em termos de rentabilidade e risco para as convencionais, entretanto o tamanho da planta, como de usual, é a variável que mais influência na rentabilidade e redução de riscos da ventura. / Uncertainties in the fields of politics, economic, environmental and the fast social and technological developments that affect humanity lead to construction of theoretical prevision models increasingly complex. Among the most necessary techniques is the risk analysis. It is difficult for deterministic models to meet the strategic and technical needs of governments, NGOs and companies. Different areas of knowledge-developed tools that enable better manage the risks inherent in its activities. They are from spreadsheets that quantify impact and frequency of getting lost something of value (risk), to sophisticated simulation models based on random sampling in massive distributions that best represent the studied phenomena. This dissertation applies risk analysis techniques to two cases of interest extractive metallurgy and mineral technology areas, which are the economic technical evaluation deposits of rare earth elements (REE) and the recycling of construction and demolition materials. (C&DW). For the first case of investment, analysis for rare earth deposits tried to respect the most of the technical information published by holders of mineral rights. Additionally was included the benefit for advancing the productive chain of the REE, by analyzing the production of permanent magnets (example for one deposit). Via Monte Carlo, simulations was obtained ranges of values that the deposits can reach (asset net present value), its probability of losses and the maximum and minimum amounts of profit or losses. It is clear that a mine currently in operation that will produce ETRs as by-products will have competitive advantage over those who need to invest heavily to open new mines. For the second case analysis recycling construction and demolition materials (C&DW), the options compared for different plant sizes and technological choices, by using economic modeling and risk analysis. As result, it was shown that the technologically most advanced plants lose narrowly in terms of profitability and risk for conventional, size of the plant, as usual, is the variable that most influences venture´s profitabilities and risk reduction.

This thesis studies the magnetoelastic, transport and magnetic properties of single crystals of yttrium and scandium dopped with rare earth magnetic impurities. From our measurements of magnetostriction on dilute alloys we derive the magnetoelastic coefficients of the interaction between isolated ions and lattice strains. Our magnetoresistance measurements give the exchange and quadrupole coefficients of the interaction of isolated ions with the conduction electrons. The aim of our magnetic measurements is mainly to study the spin glass properties at low temperatures. The yttrium-rare earth and scandiumorare earth dilute alloys are interesting systems to probe the typical properties predicted by mean field theory for spin glasses with uniaxial crystal field.

Nós estudamos o controle estrutural dos veios de pegmatitos graníticos (tipo F-ETR-Li) associados à fácies albita granito (AEG) do granito Madeira (~1.83Ga). Esta fácies corresponde ao depósito, de classe mundial, de Sn-Nb-Ta-F (criolita) da mina de Pitinga. Atualmente, esses pegmatitos ricos em ETR (xenotima e gagarinita) são explorados junto com o minério disseminado, porém possuem potencial para exploração por lavra seletiva. Todos os pegmatitos possuem arranjo geométrico e mineralogia similares, o que sugere mesma fonte. Também possuem mineralogia igual à da encaixante e seu alojamento ocorreu na própria rocha parental. O arranjo geométrico dos pegmatitos foi controlado por estruturas contracionais frágeis (falhas inversas, leques de imbricação e cavalos). Os planos de falhas inversas (N320/60SW) serviram como condutos para o fluido que se alojou preferencialmente em fraturas horizontais distensivas. O arranjo geométrico bem definido dessas estruturas e o fato de que também há planos de falhas inversas sem pegmatitos demonstram que as fraturas que hospedam os pegmatitos não foram formadas pela pressão do fluido. A orientação das estruturas contracionais no AEG indica que ocorreu um transporte de SW para NE. Como este corpo possui pequena dimensão, resfriou-se rapidamente. Contudo, sua localização na crosta superior fria e a baixa temperatura solidus permitiram a formação dos pegmatitos. No nível estrutural em que se encontram os pegmatitos estudados, quando esses veios se alojaram, o AEG estava cristalizado e posicionado acima da profundidade crustal crítica, onde o estresse normal mínimo é vertical. / We study the structural control of pegmatites (F-REE-Li vein-type granite pegmatite) associated to the albite-enriched granite facies (AEG) of the Madeira A-type granite (~1.83 Ga). This facies corresponds to the Madeira world-class Sn-Nb-Ta-F (cryolite) deposit at the Pitinga mine. These REE-rich pegmatites (xenotime and gagarinite), presently exploited together with the disseminated ore, have potential to explotation by selective mining. They have a common geometric arrangement and share a same mineralogy, therefore they all originate from the same source. They have the same mineralogical composition of the host rock and their emplacement occurred in the parental rock itself. The geometric arrangement of the pegmatites is settled by contractional brittle structures (reverse faults, imbrication fans and horses). The reverse fault planes (~N320/60SW) were essentially the conduits for the fluid. The preferential sites for the pegmatites bodies were the horizontal tensile fractures. The well-marked geometric arrangement of the tectonic structures and the fact that there are also reverse faults planes without pegmatites show that the fractures that host the pegmatites were not formed by the fluid pressure. The orientation of the contractional structures in the AEG indicates a transport from SW to NE. With reduced surface dimensions, the AEG cooled fast, however its location in the cold upper crust and the low solidus temperature allowed pegmatites formation. At the structural level of the studied pegmatites, when these veins positioned, the AEG was crystallized in a position above the critical crustal depth, where minimum normal stress is vertical.

Este trabalho avalia a afinidade da tecnologia de sensor-based sorting (SBS) assistido com sensor de imagem Charge Couple Device CCD e de Dual Energy-Xray Transmission (DE-XRT) para detectar minérios portadores de elementos de terras raras (ETR). As amostras foram coletadas in situ no depósito de Pitinga/AM-Brasil e enviadas para o LAPROM/UFRGS. Os testes foram realizados sob as mesmas condições operacionais com ambos sensores. As partículas examinadas estão na fração de tamanho entre -10 +5 (cm), limpas e secas antes dos testes. A alimentação para o sorting foi feita manualmente, uma partícula por partícula, garantindo que o sensor capturasse as imagens sob as mesmas condições para cada partícula. Os dados capturados foram processados com software COMEX OSX e CRX, tendo como primeiro estágio a identificação dos melhores parâmetros para a detecção de minérios portadores do mineral de xenotima, rico em elementos de terras raras. A caracterização do material foi realizada por análise química da espectroscopia de massa de plasma acoplado indutivamente (ICP-MS) no Actlabs - Activation Laboratories LTD, além de dados de balanço de massa e cálculos de recuperação. Os resultados mostraram que o sensor óptico reconheceu com sucesso os clastos com características de estéril, porém verificou-se que a detectabilidade efetiva para rochas com mineralização do mineral de xenotima não foi viável. Por outro lado, o sensor DE-XRT mostrou uma forte afinidade de detecção de partículas portadores de elementos leves e pesados de terras raras (ETRL - ETRP) com recuperação mássica acumulada de aproximadamente 15% e recuperação metalúrgica superior a 79% (ETRL) e 89% (ETRP), respectivamente no segundo estágio, e com aproximadamente ~ 66% de recuperação de massa acumulada no terceiro estágio, o teor metalúrgico de ETR leves e pesados foi da ordem de 94% e 96%. Essas recuperações correspondem a um aumento de 514,79 ppm, dos ETRL e 5113,6 ppm dos ETRP, no material investigado representando um upgrade de 10.067,8 ppm nos ETRLe 118.008,3 ppm nos ETRP. Complementarmente foi possível avaliar também que o sensor DE-XRT permite detectar os clastos portadores de ETR sem presença de minérios polimetálicos e deletérios, ficando estes dois últimos associados, considerando a possibilidade de separação empregada usando o sensor de DE-XRT. / This work evaluates the affinity of optical and dual energy x-ray transmission (DE-XRT) sensors to the detection of rare earth element (REE) bearing ores. The samples were collected in situ at the Pitinga/AM-Brazil mine and sent to LAPROM/UFRGS for study. The tests were carried out under the same operating conditions to both sensors. The particles examined were in the size fraction -10 +5 (cm) and were cleaned and dried prior to scanning. The feeding to the sorter was done manually, one particle at a time, ensuring that the sensor captured the images under the same conditions for each particle. The captured data were processed using Comex OSX and CRX software, the first priority being the identification of the best parameters for detecting xenotime mineral, which are rich in rare earth elements. The characterization of the material was performed by chemical analysis of inductively coupled plasma mass spectroscopy (ICP-MS) in the laboratory Actlabs - Activation Laboratories Ltd and mass balance data and recovery calculations. The results showed that the optical sensor successfully recognized the waste particle, but it lacked the capacity to detect rocks of mineralization of xenotime mineral. On the other hand, the DE-XRT sensor showed a strong particle detection capacity for both light and heavy Rare Earth Elements (LREE, HREE) with accumulated mass recovery of approximately 15% and metallurgical recovery higher than 79% (LREE) and 89% (HREE), respectively in the second stage, and ~66% accumulated mass recovery in the third stage with metallurgical content of light and heavy REE in the order of 94% and 96%. In addition, it was also possible to evaluate that the DE-XRT sensor allows the detection of ETR-bearing clasts without the presence of polymetallic and deleterious ores, the latter being associated considering the possibility of separation using the DE-XRT sensor.

O processo tradicional de fabricação de ímãs de terras raras – TR – é a metalurgia do pó convencional. Este processo inclui etapas de preparação da liga, moagem, compactação sob campo e sinterização. Atualmente, ímãs obtidos pelo processo de injeção tem como resultado os ímãs conhecidos como bonded, que são compósitos de resina e ligas magnéticas. O processo de obtenção proposto neste trabalho é a moldagem de pós por injeção – MPI, o que implica novos desafios uma vez que ligas de terras raras são altamente reativas. A obtenção de ímãs de Nd-Fe-B por esse processo fornece a oportunidade de diversificar ainda mais os setores, potencialmente lucrativos, que trabalham com materiais magnéticos. As dificuldades desse processo foram encontradas em cada etapa, desde a mistura da liga com os polímeros à eliminação destes polímeros depois de as peças serem injetadas, essa etapa se tornou crítica dado que está diretamente relacionada às propriedades finais do material. Assim, propuseram-se novos ciclos de extração dos polímeros com solventes orgânicos e degradação térmica. Além disso, modelou-se ferramental para o processo de injeção, uma vez que o material deve ser orientado magneticamente durante a injeção. Finalmente usou-se o MAXWELL 14® (software para análises por elementos finitos para resolução em 3D) para incluir propriedades no banco de dados do software e assim predizer o comportamento do material quando aplicado nas máquinas elétricas de núcleos com de formato complexo. / The typical magnets production process of Rare Earths – RE is the conventional powder metallurgy. This process includes preparation stages of alloys, grind, pressing under field and sintering. Nowadays, magnet obtained by the injection process has as result the magnets known as bonded, that is a resin composite and magnetic alloys. The proposed process to obtainment, in this work, is the Metal Injection Molding- MIM, what involve new challenges once alloys of RE are highly reactive. The magnets obtainment of ND-Fe-B for this process supplies even opportunity of diversifying the sectors, potentially lucrative, that work with magnetic materials. The difficulties of this process were found in each stage, since the alloy mixture with the polymers to the elimination of these polymers after the pieces are injected, this stage became criticizes given it is directly related to final properties of the material. This way if it propose to polymers extraction new cycles with organic solvents and thermal degradation. Moreover, it modeled die for the injection process, once the material should be guided magnetically during the injection. It finally used MAXWELL 14 ® (Software for analyses by finite elements for resolution in 3D) to include properties on the bench of data of the software and thus predict the material behavior when applied in cores of electrical machines with complex shape.

Submitted by TIAGO ANDRÉ DENCK COLMAN null (tiago.colman@outlook.com) on 2016-02-22T22:23:17Z No. of bitstreams: 1 tese tiago ok.pdf: 6703785 bytes, checksum: d9b55433cdc5ea86d9680b76ee645eec (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-02-23T16:15:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 colman_tad_dr_araiq.pdf: 6703785 bytes, checksum: d9b55433cdc5ea86d9680b76ee645eec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-23T16:15:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 colman_tad_dr_araiq.pdf: 6703785 bytes, checksum: d9b55433cdc5ea86d9680b76ee645eec (MD5) Previous issue date: 2016-02-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Foram sintetizados os compostos LnL3•2H2O, sendo que Ln representa os lantanídeos trivalentes (La ao Lu e o ítrio (Y) e o L representa o nicotinato (C6H4NO2--). Os compostos foram sintetizados por adição do ácido nicotínico em carbonatos de lantanídeos e ítrio, sob agitação e aquecimento. A caracterização dos compostos no estado sólido, foi realizada utilizando as técnicas de difratometria de raios X pelo método do pó, complexometria, espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e pelas técnicas termo analíticas: termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial simultâneas (TG-DSC), calorimetria exploratória diferencial (DSC), analise dos gases desprendidos (EGA) por espectroscopia de absorção na região do infravermelho com transformada de Fourier (EGA:TG-FTIR) e termomicroscopia. Os resultados forneceram informações sobre o comportamento térmico, estequiometria dos compostos estudados, cristalinidade, sítios de coordenação e também foi possível identificar os principais produtos gasosos desprendidos durante o aquecimento. / The LnL3•2H2O compounds, where Ln represents the trivalent lanthanides (La to Lu) and yttrium (Y), and L represents nicotinate (C6H4NO2--) were synthesized. The synthesis was perfomed by addition of nicotinic acid lanthanides and yttrium carbonates, with stirring and heating. The characterization of the compounds in the solid state was carried out using the techniques of X-ray diffraction powder pattern, complexometry, infrared spectroscopy (FTIR) and by thermoanalytical techniques: simultaneous thermogravimetry and differential scanning calorimetry (TG-DSC), differential scanning calorimetry (DSC), evolved gas analysises (EGA) by infrared spectroscopy (EGA: TG-FTIR) and thermalmicroscopy.The results provided information on the thermal behavior of the studied as compounds stoichiometry, crystallinity, coordination sites. It was also possible to identify the main gaseous products evolued during heating. / CNPq: 141952/2013-0

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Gadolinium (Gd) is the basis of contrast media most used in magnetic resonance imaging (MRI). Because it is a very toxic metal ion, all Gd-based contrast media present chelating agents in their composition. Gd-based formulations are commercially available in concentrations of 1 and 0.5 mol L-1, which are almost exclusively excreted by the kidneys without producing toxic effects. In 2006, however, two European groups independently suggested a link between the administration of gadolinium chelates and the occurrence of nephrogenic systemic fibrosis (NSF) in patients with renal insufficiency. NSF is a serious disease, which origin is attributed to transmetalation reactions between Gd and endogenous metals. In this work, we used the techniques atomic absorption spectrometry, mass spectrometry with inductively coupled plasma and liquid chromatography with mass detector to investigate metals present as impurities and / or contaminants in five Gd-based contrast formulations and their possible transmetalation reactions. The results showed that several metals are present in the formulations, the rare earth elements (Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Eu, Tb, Dy, Ho, Er and Tm) and others such as Al, As and Pb, notoriously toxic to humans. To evaluate transmetallation reactions the Gd-DTPA complex (gadopentetate dimeglumine) was used as template model. It was found that practically all elements present as contaminants in the formulation are able to replace Gd in the complex. Even endogenous metals such as Cu and Fe, which do not present any toxicological potential, may cause , due to transmetallation reations, free Gd3 + to be formed. / O gadolínio (Gd) é a base do meio de contraste mais utilizado em ressonância magnética (RM). Por se tratar de um íon metálico muito tóxico, todos os meios de contraste com Gd possuem agentes quelantes em sua composição. As formulações de Gd estão comercialmente disponíveis em concentrações de 0,5 e 1 mol L-1, sendo estas, quase exclusivamente, excretadas por via renal, sem produzir efeitos tóxicos. Porém, em 2006, dois grupos europeus independentes sugeriram uma relação entre a administração de complexos gadolínicos e a ocorrência de fibrose sistêmica nefrogênica (FSN) em pacientes com insuficiência renal. A FSN é uma doença grave, atribuída a reações de transmetalação do Gd de seus complexos por metais endógenos. Neste trabalho, utilizaram-se técnicas de espectrometria de absorção atômica, espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado e cromatografia líquida com detector de massa para investigar metais presentes como impurezas e/ou contaminantes em cinco formulações de contrastes a base de Gd e suas reações de transmetalação. Os resultados encontrados mostraram que outros metais, além do Gd, estão presentes nas formulações, os elementos terras-raras (Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Eu, Tb, Dy, Ho, Er e Tm) e elementos como Al, As e Pb, sabidamente tóxicos para o ser humano. Para verificar a transmetalação, o complexo Gd-DTPA (Gadopentetato dimeglumina) foi utilizado como modelo e verificou-se que, praticamente, todos os elementos presentes como contaminantes nas formulações substituíram o Gd no complexo, ou seja, mesmo a presença de metais endógenos como Cu e Fe, que não apresentariam potencial toxicológico podem, através da transmetalação, levar à presença de Gd3+ livre.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-25Bitstream added on 2014-06-13T20:25:59Z : No. of bitstreams: 1 dametto_pr_dr_araiq.pdf: 836476 bytes, checksum: 669c4cfbfa2c307d1a2e84db9dcfec19 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Foram sintetizados em solução aquosa os compostos [Ln(3-MeO-Bz)3].nH2O, sendo que Ln representa os lantanídeos trivalentes e Y(III) e 3-MeO-Bz representa o 3-metoxibenzoato. Os compostos foram sintetizados por adição estequiométrica do ligante nas respectivas soluções de cloretos ou nitratos de lantanídeos, sob agitação. A precipitação dos compostos foi instantânea e a caracterização foi realizada utilizando-se de métodos convencionais como: difratometria de raios X pelo método do pó, espectroscopia de absorção na região do infravermelho, análise elementar e as técnicas termoanalíticas TG/DTG (termogravimetria / termogravimetria derivada), TG – DTA (termogravimetria e análise térmica diferencial simultânea) e DSC (calorimetria exploratória diferencial). Estas técnicas forneceram informações sobre desidratação, modos de coordenação, comportamento térmico, composição e estrutura dos compostos sintetizados. Com os resultados das curvas TG e da complexometria, pôde-se estabelecer a fórmula geral de cada composto sintetizado. Pela análise dos difratogramas de raios X foi observado que todos os compostos sintetizados são cristalinos sem evidência de isomorfismo. A observação dos espectros na região do infravermelho sugeriram uma coordenação quelante-bidentada do ligante aos respectivos centros metálicos. As curvas TG - DTA e DSC forneceram informações inéditas e importantes sobre o comportamento e a decomposição térmica dos compostos sintetizados. / Solid state compounds of the type [Ln(3-MeO-Bz)3].nH2O, where Ln stands for trivalent La to Lu and Y(III) and 3-MeO-Bz is 3-methoxybenzoate, have been synthesized. The solid state compounds were prepared by stoichiometric addition slowly of the ligand solution to the respective metal chloride or nitrate solutions, with continuous stirring. The precipitation of the compounds was instantaneous and the characterization was performed using conventional methods such as: X-ray powder diffraction, infrared spectroscopy, elemental analysis, complexometry, simultaneous thermogravimetry and differential thermal analysis (TG-DTA), derivative thermogravimetry (DTG), differential scanning calorimetry (DSC). These techniques provided information about dehydration, coordination modes, thermal behavior, composition and structure of synthesized compounds. From TG curves and complexometry results, a general formula could be established for these compounds in the solid state. The X-ray powder patterns pointed out that the synthesized compounds have a crystalline structure without evidence concerning to the formation of isomorphous series. The infrared spectroscopy data suggest that 3- methoxybenzoate acts as a chelating bidentate ligand towards the metal ions considered in this work. The TG - DTA and DSC curves provided new and important information concerning the thermal behaviour and thermal decomposition of these compounds.

Submitted by MILENA NOVA CASTELBLANCO null (milenan80@gmail.com) on 2016-05-18T23:09:22Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Biotecnologia_Milena_Nova.pdf: 2319209 bytes, checksum: 5f8a2cf09d53469b118673ce803f4c05 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-05-20T19:50:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 castelblanco_mn_me_araiq_par.pdf: 1007182 bytes, checksum: a277306214e78520e7169816799bf058 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-20T19:50:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 castelblanco_mn_me_araiq_par.pdf: 1007182 bytes, checksum: a277306214e78520e7169816799bf058 (MD5) Previous issue date: 2016-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A demanda crescente de metais como ferro, cobre, entre outros ocasionou o esgotamento progressivo dos depósitos minerais; de tal modo que as companhias mineradoras desenvolveram tecnologias alternativas aos métodos convencionalmente aplicados para a recuperação e extração de metais valiosos partir de minerais de baixo teor e outras fontes de metais polimetálicos como minerais de ferro que contem metais de base associados. Uma dessas alternativas é a biomineração que utiliza principalmente microrganismos procariontes e eucariontes para acelerar a dissolução oxidativa de minerais sulfetados presentes em minérios de baixo teor produzindo a solubilização de metais associados; esta biotecnologia é atualmente usada apenas para processar minérios reduzidos e rejeitos minerais uma vez que a maioria destes minerais são sulfetados. No entanto, muitos metais de valor econômico também são encontrados em minerais que são parcial ou totalmente oxidados como as lateritas de cobre ou níquel, minerais que não são susceptíveis à dissolução oxidativa; portanto, os minerais de ferro férrico contidos nesses minérios não podem ser processados oxidativamente, pois estes compostos são susceptíveis de serem reduzidos por processos biológicos, derivando na solubilização de metais associados. Microrganismos acidófilos tais como Acidithiobacillus ferrooxidans podem catalisar a redução dissimilatória de íons férricos na ausência de oxigênio para acelerar a solubilização destes metais. Estudos recentes têm mostrado que essa nova abordagem pode ser utilizada para extrair metais tais como níquel e cobre a partir de minérios oxidados a uma velocidade mais elevada do que pode ser conseguido por processos oxidativos. Neste trabalho, foram realizados ensaios de redução biológica de íons férricos acoplado a oxidação anaeróbia de enxofre elementar em um biorreator automatizado de 2 L com temperatura, agitação e pH constantes, usando um minério de ferro e uma cultura pura da bactéria anaeróbia facultativa At. ferrooxidans. A amostra foi fornecida pelo Instituto Tecnológico Vale - Desenvolvimento Sustentável (ITV-DS) e analisada por difração de raios X (DRX) evidenciando fases dominantes de monazita (Ce, La, Nd, Th) PO4, coesita (SiO2) e goethita (FeO (OH)). Os resultados do processo mostraram que metais como Cr, Al, Ca, Co Cu, K, Mg Mn, Ni, Pb e Zn foram solubilizados no processo bioredutivo com porcentagens de remoção de 93,3% para Mn e 34,7 para Zn, Nb um metal raro e as terras raras como lantânio (La) e cério (Ce) foram também solubilizadas no processo com 61%,17,9 % e 3,2% respetivamente, as outras terras raras que não solubilizaram como Sm e Nd foram expostas no resíduo mineral. Também foram solubilizados fosfatos nos primeiros dez dias atingindo 1% de solubilização. O resíduo solido foi avaliado por DRX e apresentou formação de novas fases como sodalita (K7,7Na0,3(AlSiO4)6(Cl)4)2), berlinita (AlPO4) e hematolita ((Mn2+, Mg, Al)15(AsO3) (AlO4)2(OH)2) e uma aparente diminuição da presença das fases de goethita e monazita. A análise do resíduo por microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG) mostrou uma diferença na diminuição da presença das partículas menores presentes na amostra original e claramente uma maior presença de partículas maiores no sólido biolixiviado. Os resultados obtidos neste trabalho mostraram a recuperação de diversos metais, além de terras raras num minério de ferro, a recuperação de fosfatos que não estava prevista como objetivo inicial do trabalho, também foi observada. Estes resultados evidenciam que a dissolução redutiva catalisada por bactérias é uma alternativa promissória para a utilização de diversos tipos de minério de baixo teor que não poderiam ser processados por processos oxidativos e que seriam uma fonte para a recuperação de metais e outros compostos de interesse econômico, além de ser. ambientalmente amigável comparada com os processos convencionalmente aplicados para a recuperação de metais. / The growing demand for metals such as iron, copper, and others has caused the gradual exhaustion of mineral deposits; such a way that the mining companies have developed technologies alternative to the methods conventionally applied for the recovery and extraction of valuable metals from low grade minerals and other sources of polymetallic metals such as iron minerals which contains base metals associated. One such alternative is the biomining which uses mainly microorganisms prokaryotes and eukaryotes to accelerate the oxidative dissolution of sulphide minerals present in low grade ores producing solubilization of associated metals; This biotechnology is currently used only to process reduced ores and minerals tailings since most of these minerals are sulphides. However, many metals of economic value are also found in minerals that are partially or fully oxidized like copper or nickel laterites, minerals that are not susceptible to oxidative dissolution; therefore, the mineral ferric iron contained in these ores can not be oxidatively processed, since these compounds are capable of being reduced by biological processes, deriving the associated solubilizing metals. Acidophilic microorganisms such as Acidithiobacillus ferrooxidans can catalyze the dissimilatory reduction of ferric iron in the absence of oxygen to accelerate the solubilization of these metals. Recent studies have shown that this new approach can be used to extract metals such as copper and nickel from oxide ores at a higher speed than can be achieved by oxidative processes. In this work were carried out biological reduction tests of ferric iron coupled anaerobic oxidation of elemental sulfur in an automated bioreactor 2 L with temperature, agitation and pH constant in anaerobic conditions using an iron ore and a pure culture of facultative anaerobic bacterium At. ferrooxidans. The sample was provided by the Vale Technology Institute - Sustainable Development (ITV-DS) and analyzed by X-ray diffraction (XRD) showing dominant phases of monazite ((Ce, La, Nd, Th) PO4), coesita (SiO2) and goethite (FeO (OH)). The process results showed that metals such as Cr, Al, Ca, Co Cu, K, Mg, Mn, Ni, Pb and Zn were solubilized in the bioreductive process with removal percentages 93.3% by Mn and 34.7, for Zn, Nb, a rare metal and rare earths elements such as lanthanum (La) and cerium (Ce) were also solubilized in the process with 61%, 17.9% and 3,2% respectively, other rare earths not solubilized as Sm and Nd were exposed in the mineral residue. Also were solubilized phosphates in the first ten days to reach 1% solubilization. The solid residue was evaluated by XRD and showed formation of new phases such as sodalite (K7,7Na0,3(AlSiO4)6(Cl)4)2), berlinita (AlPO4) and hematolita ((Mn2+, Mg, Al)15(AsO3) (AlO4)2(OH)2) and an apparent reduction in the presence of goethite and monazite phases Analysis of the residue by scanning electron microscopy with field emission (SEM-FEG) showed a difference in reducing the presence of smaller particles present in the original sample and clearly a greater presence of larger particles in the solid biolixiviado. The results of this study showed the recovery of various metals, besides rare earths in an iron ore, phosphates recovery which was not expected as initial objective of this study was also observed. These results show that the reductive dissolution catalyzed by bacteria is a promising alternative to the use of different types of low grade ores that could be processed by oxidative processes and it would be a source for recovery of metals and other compounds of economic interest, besides being environmentally friendly compared to the processes conventionally applied to the recovery of metals.

Atualmente, vidros e vitrocerâmicas dopados com íons terras raras trivalentes TR3+ constituem a mais importante classe de materiais para aplicações laser e em outros dispositivos ópticos, na região do infravermelho próximo e visível. Neste contexto, um dos desafios está em encontrar uma matriz hospedeira adequada que assegure qualidade óptica e um ótimo desempenho dos íons dopantes (altas seções de choque de absorção e emissão, baixa probabilidade de decaimentos não radiativos, tempos de vida de estado excitado suficientemente longos), mantendo estabilidade térmica e mecânica. Entre os possíveis candidatos, estão os vidros fosfatos com alta capacidade de dispersão dos dopantes, baixo índice de refração e propriedades termo-ópticas superiores aos silicatos, calcogenetos e fluoretos. Contudo, estes vidros apresentam alta energia de fônons, menor estabilidade química e mecânica e são higroscópicos, o que pode constituir um significativo mecanismo de supressão da luminescência devido ao acoplamento de transições dos TR3+ com vibrações de grupos hidroxila. Se por um lado vidros fluoretos podem ser obtidos com baixas energias de fônon e alta estabilidade química, os mesmos são mecanicamente frágeis e apresentam más características termo-ópticas. Para superar estas limitações, vidros oxifluoretos como fluorofosfatos têm sido explorados com a promessa de combinar os méritos dos fluoretos (baixas energias de fônon, baixos índices de refração, extensa janela de transmissão óptica) e dos óxidos (alta estabilidade química e resistência mecânica, maior solubilidade dos TR3+). Do ponto de vista das aplicações, considerando a transmissão e amplificação de sinais em telecomunicação em torno de 1,5 µm, e geração de ação laser de alta potência em torno de 1,0 µm, materiais dopados com Er3+ e Yb3+ estão entre os mais importantes. Neste trabalho apresenta-se a síntese e caracterização estrutural e espectroscópica de novos vidros fluorofosfatos dopados com Er3+ ou Yb3+ e co-dopados com ambos, no sistema composicional 25BaF225SrF2(30-x)Al(PO3)3xAlF3 (20-z)YF3:zTRF3 com x = 20 ou 15, TR = Er3+ e/ou Yb3+ e z = 0,25, 0,5, 1,0, 2,0, 3,0, 4,0 e 5,0 mol%. As amostras foram obtidas pelo método convencional de fusão e resfriamento e caracterizadas por Raman, Ressonância Magnética Nuclear de estado sólido e espectroscopia UV-VIS. Dos estudos por RMN de 19F verificou-se que há uma perda máxima de fluoreto de ~20% nas amostras. Ainda assim, a quantidade remanescente foi suficiente para garantir um ambiente químico favorável às emissões e poucas diferenças foram notadas entre as amostras com 20 e 15 mol% AlF3 contendo a mesma concentração de dopantes. Para o Er3+, tempos de vida do estado emissor 4I13/2 da ordem de 10 ms implicam em altos valores de eficiência quântica (&#951= 85%) e para o Yb3+ tempos de vida do estado emissor 2F5/2 similarmente longos (&#964 = 1,7 ms) foram medidos. Em amostras co-dopadas com 4,0 mol% YbF3 e 0,25, 1,0 e 2,0 mol% ErF3 o decréscimo do tempo de vida do Yb3+ e acréscimo do tempo de vida do Er3+ indicam que a transferência Yb&#8594Er foi eficiente neste sistema. De maneira geral, os resultados indicam que os vidros estudados são potenciais candidatos a aplicações ópticas como as mencionadas acima. / Currently, glasses and glass ceramics doped with trivalent rare earth ions RE3+ represent the most important class of materials for laser and other optical applications in the visible and near-infrared spectral regions. In this context, one of the challenges is to find host matrices that assure good optical quality and optimum performance of the dopant ions (high absorption and emission cross sections, low probability of non-radiative decays, sufficiently long excited state lifetimes), while still maintaining thermal and mechanical stabilities. Among the candidates, phosphate glasses with high capacity for RE3+ dispersion, low refractive index and superior thermo-optical properties than silicate, chalcogenide and fluoride glasses are largely studied. However, phosphates present high phonon energies, lower chemical and mechanical stabilities and they are hygroscopic, which can imply in significant luminescence quenching effects. If on one hand fluoride glasses may be designed with low phonon energies and higher chemical stability, they are frail and present less than ideal thermo-optical properties. In order to overcome these drawbacks, oxyfluoride glasses such as fluorophosphates have been explored with the promise to combine the merits of fluorides (low phonon energies and refractive index, extensive optical window) and of oxides (high chemical stability and chemical resistance, higher solubility of RE3+). From the viewpoint of applications, when it comes to the transmission and amplification of signal in telecommunications around 1.5 µm, and the generation of high power lasers around 1.0 µm, materials doped with Er3+ and Yb3+ are among the favorite. Furthermore, because Yb3+ presents higher absorption cross-section than Er3+ at the preferred excitation wavelength for both these ions (980 nm), the former can act as an efficient sensitizer of excitation energy with subsequent transfer to the latter. We present the synthesis, and structural and spectroscopic characterization of new flurophosphate glasses doped with Er3+ or Yb3+ and co-doped with both, in the compositional system 25BaF225SrF2(30x)Al(PO3)3 xAlF3 (20- z)YF3:zREF3 with x = 20 or 15, RE = Er3+ and/or Yb3+ and z = 0.25, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0, 4.0 and 5.0 mol%. The samples were obtained by conventional melt quenching technique and characterized by Raman, solid state NMR and UV-VIS spectroscopy. From the NMR studies of 19F, it was shown that there is a maximum fluoride loss of 20% in the samples. Even so, the remaining quantity was enough to assure a favorable chemical environment to the RE3+ emissions. Little differences were detected between the samples with 20 and 15 mol% AlF3 for the same dopant concentration. For Er3+, lifetimes of the emitting level 4I13/2 of the order of 10 ms result in fluorescence quantum efficiency values (&#951 = 85%), and similarly, for Yb3+, long lifetimes of the excited state 2F5/2 (&#964 = 1,7 ms) were measured. In co-doped samples with 4.0 mol% YbF3 and 0.25, 1.0 and 2.0 mol% ErF3 the decrease in lifetime of Yb3+ and increase in lifetime of Er3+ indicate that the Yb&#8594Er energy transfer is efficient in this system. In general, the results indicate that the studied glasses are potential candidates for optical applications.