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BENEFICIAMENTO DE BENEFICIAMENTO DE MINÉRIOSMINÉRIOS
Curso: METALURGIA
Modalidade: Subseqüente e Integrado
Prof. Luis Alberto
CONOGRAMA - SUBSEQUENTECONOGRAMA - SUBSEQUENTE
CONOGRAMA - INTEGRADOCONOGRAMA - INTEGRADO
1-METODOLOGIA DE ENSINO:
Aulas expositivas com discussão e demonstrações práticas
Exercícios em classe
2-CRITÉRIOS DE AVALIAÇÃO:
Provas escritas ou orais (6/10)
Atividades remuneradas (2/10)
Qualitativo (2/10)
•Assiduidade: 1,0
•Presencial: max. 0,5 (100-90%); Prop. 0,3 (90-70 %) ou 0,0.
•Social: 0,5 ou 0,0.
Recuperação final (0,4.M+0,6.R)
Provas e outras atividades engregues fora do prazo valem, no mínimo, 1,0 a menos e
menos 0,5 a cada aula sem a realização da prova . Valor mínimo: 1,0.
3-RECURSOS AUDIOVISUAIS UTILIZADOS:
Data show
4-COMUNICAÇÃO
8895-9978 (VIVO)
9276-6944 (TIM)
BibliografiaBibliografia
LEINZ, V.; AMARAL, S. E. Geologia Geral. Editora Nacional. São Paulo. 1980.
POPP, J. H. Geologia Geral. Editora Livro Técnico Científico. Rio de Janeiro, 1998.
PRESS, F.; SIEVER, R.; GROETZINGER, J.; JORDAN, T. Para Entender a Terra. Editora Bookman.
APOSTILA E SLIDES FORNECIDOS PELO PROFESSOR
CONTEUDOCONTEUDOROCHASROCHAS
TiposTipos
Ciclo das rochasCiclo das rochas
MINERAISMINERAIS
Definição e ClassificaçãoDefinição e Classificação
Recursos mineraisRecursos minerais
Abundância de metais na crostaAbundância de metais na crosta
Identificação dos mineraisIdentificação dos minerais
PropriedadesPropriedades
MINÉRIOSMINÉRIOS
DefiniçãoDefinição
Teores e especificaçõesTeores e especificações
ROCHASROCHAS
Tipos de RochasTipos de Rochas
As rochas podem ser classificadas de acordo com sua:◦composição química, ◦sua forma estrutural, ◦ou sua textura, sendo mais comum classificá-las de acordo com os processos de sua formação.Rochas ígneas ou magmáticas;Rochas sedimentares;Rochas metamórficas.
Rochas ígneas ou magmáticasRochas ígneas ou magmáticas
95% do volume da crosta terrestre: origem do planeta.
Elas são formadas pela consolidação do magma, sendo este constituído por soluções que ocorrem no interior da crosta terrestre.
As rochas magmáticas podem ocorrer na Crosta de duas maneiras diferentes: extrusivas e intrusivas.
Magma: mistura complexa
de silicatos, óxidos e fosfatos
Rochas ígneas ou magmáticasRochas ígneas ou magmáticas
• As rochas extrusivas são formadas quando o magma, atinge a superfície da Terra, esparramando-se, e formando-se através de rápido resfriamento um corpo extrusivo de rocha magmática chamado derrame.
• Como exemplos temos o basalto.
basalto
Rochas ígneas ou magmáticasRochas ígneas ou magmáticas
As rochas, intrusivas ou plutônicas, são formadas quando o magma não consegue romper as camadas superiores da Crosta, ou seja, sua consolidação ocorre internamente.
Estas rochas consolidadas no interior da crosta, possuem formas que dependem da estrutura geológica e da natureza das rochas que elas penetram.
Como exemplos temos o granito e o diorito.
granito diorito
Rochas ígneas ou magmáticasRochas ígneas ou magmáticas
Estruturas de rochas ígneas intrusivas:
Rochas ígneas ou magmáticasRochas ígneas ou magmáticas
Minerais mais comuns:
◦Feldspato (60%): constituinte mais importante nas rochas ígneas e também corresponde ao mineral mais abundante na crosta terrestre, rico em K, Ca e Na.
◦Anfibólios e Piroxênios (17%): Silicatos de Cálcio, Ferro e Magnésio. Normalmente constituem a maior parte dos componentes escuros das rochas.
◦Quartzo (12%): Um dos últimos minerais a se formar no decurso da consolidação do magma, adaptando-se aos interstícios deixados entre os demais minerais, rico em Si e O.
Rochas ígneas ou magmáticasRochas ígneas ou magmáticas
Obsidiana - vidro Obsidiana - vidro vulcânicovulcânico
BasaltoBasalto
Granito - rocha Granito - rocha intrusivaintrusiva
Rochas sedimentares Rochas sedimentares
São formadas a partir do material originado da destruição erosiva de qualquer tipo de rocha (magmáticas, metamórficas e até mesmo outra sedimentar).
Este material é transportado e posteriormente depositado em um dos muitos ambientes de sedimentação existente na terra.
folhelhoCalcário
Rochas sedimentares Rochas sedimentares
Solo residual Sedimento
erosão + transporte +
deposição
Rocha Solo residual
diagêneseSedimento Rocha Sedimentar
intemperismo
Rochas sedimentaresRochas sedimentares
◦Cimentação: cristalização de material carreado pela água que percola pelos vazios do sedimento, preenchendo-os e dando coesão ao material;
◦Compactação: compressão dos sedimentos devido ao peso daqueles sobrepostos, havendo gradual diminuição da porosidade (redução dos vazios);
◦Autigênese: formação de novos minerais in situ.
Cimentação Compactação Autigênese
o Diagênese: Transformação em virtude da qual sedimentos incoerentes se tornam sedimentos consolidados.
Rochas sedimentaresRochas sedimentares
As rochas sedimentares são classificadas como:
◦ Detríticas: formadas a partir de fragmentos de outras rochas. Exemplos: arenito, o argilito e o folhelho.
◦ Químicas: formadas a partir de transformações de certos materiais em contacto com a água ou outro tipo de substância. Exemplos: sal gema, as estalactites e as estalagmites.
◦ Orgânicas: formadas por meio da acumulação e soterramento de matéria orgânica. Exemplos: calcário, formado através dos resíduos de conchas e corais, e o carvão mineral, formado a partir dos resíduos de vegetais.
Rochas sedimentaresRochas sedimentares
argilito
conglomerado
arenito
calcário
silex
Rochas metamórficas Rochas metamórficas
Resultam da ação da pressão, da temperatura e de soluções químicas sob qualquer outro tipo de rocha, alterando de forma importante suas características mineralógicas e físicas.
Metamorfismo de ação localizada:
◦Metamorfismo de Contato: O agente causador é a temperatura, cujo exemplo típico é o derrame de lava.
◦Metamorfismo Cataclástico: O agente é a pressão (atrito) que as camadas de rocha exercem sobre as outras, formando novas rochas em pontos de rachaduras e fraturas.
Rochas metamórficasRochas metamórficas
Metamorfismocataclástico
Metamorfismode contato
Rochas metamórficasRochas metamórficas
Metamorfismo Regional
◦Metamorfismo de Confinamento: O agente
causador é a pressão.
◦Metamorfismo Dínamo-Termal: Os agentes são
a temperatura (de 700 a 800oC,
aproximadamente) e pressão, de forma
combinada. Neste caso, a temperatura faz com
que o mineral sofra fusão e assuma o
comportamento de um magma.
Rochas metamórficasRochas metamórficasoriginal → nova
◦Calcário → Mármore
◦Arenito → Quartzito
◦Folhelho → Filito
◦Argila → Ardósia
◦Granito → Gnaisses
mármore
Rochas metamórficasRochas metamórficas
XistoXisto GnaisseGnaisse
GranadaGranadanesosilicatos ( A3
2+B23+(SiO4)3 )
ComparativoComparativo
Textura das rochas◦Micrografia
ÍgneaGranito
MetamórficaGnaisse
SedimentarArenito
Ciclo das rochasCiclo das rochas
Ciclo das rochasCiclo das rochas
RochasRochasSedimentarSedimentar
eses
RochasRochasÍgneasÍgneas RochasRochas
MetamórfiMetamórficascas
MINERAISMINERAIS
Rochas Rochas x minerais mineraisRochas são agregados naturais composto de
minerais. Minerais por sua vez são:
◦ substâncias naturais inorgânicas (O, Si, C, Na, Cl, V, etc.), ◦ no estado sólido, ◦ formadas por processos naturais, ◦ possuem um ordenamento tridimensional.
HalitaClNa
Exemplo:
OSi Quartzo
Classificação dos mineraisClassificação dos minerais(de acordo com composição química)(de acordo com composição química)
Haletos
Carbonatos
Nitratos
FosfatosFosfatos
SulfatosSulfatos
SilicatosSilicatos
MineralMineral
NativosNativos
SulfetosSulfetos
ÓxidosÓxidos
RECURSOSRECURSOSMINERAISMINERAIS
Classificação dos mineraisClassificação dos minerais
(de acordo com o uso)(de acordo com o uso)
Minerais metálicos Minerais metálicos
Minerais industriaisMinerais industriais
GemasGemas
MineralMineral
Minerais metálicosMinerais metálicos
Minerais usados na obtenção do metal
Metais ferrosos
Metais não-ferrosos
Metais preciosos
Metais radioativos
Metais menores
Metais ferrososMetais ferrosos
Fe hematita, Fe2O3; magnetita
Mn pirolusita, MnO2
Ni pentlandita, (Ni,Fe)9S8
Cr cromita, FeCr2O4
Mo molibdenita, MoS2
W wolframita, FeWO4; scheelita, CaWO4
NbNb columbita, FeNbcolumbita, FeNb22OO66
Metais não-ferrososMetais não-ferrosos
Cu calcopirita, CuFeS2 bornita, Cu5FeS4
Zn willemita, Zn2SiO4 esfalerita, ZnS
Pb galena, PbS
Sn cassiterita, SnO2; estanita, Cu2FeSnS4
Al boehmita, AlO(OH); gibbsita, Al(OH)3
Au metal nativo
Ag argentita, Ag2S
Pt metal nativo
Metais preciosos
Metais radioativos
U petchblenda, U3O8
Th torianita, ThSiO4
Metais menoresMetais menoresSb estibinita, Sb2S3
As pirita, FeS2
Be berilo, Be3Al2(SiO3)6
Bi bismutita, Bi2S3
Ce monazita, CePO4
Hg cinábrio, HgS
TaTa tantalita, FeTatantalita, FeTa22OO66
TiTi ilmenita, FeTiOilmenita, FeTiO3 3 rutilo, TiO rutilo, TiO22
ZrZr zircão, ZrSiOzircão, ZrSiO44
Minerais industriaisMinerais industriais
Fundentes
Refratários
Abrasivos
Cargas
IsolantesIsolantes
PigmentosPigmentos
PorcelanaPorcelana
Minerais usados na forma de Minerais usados na forma de compostos na indústria cerâmica, compostos na indústria cerâmica,
metalúrgica e químicametalúrgica e química
Fluorita, CaF2
Criolita, Na3AlF6
Feldspatos
Calcita
Dolomita
Bórax, Na2B4O7.4H2O (vidro e enamel)
Espodumênio, LiAlSi2O6
Fundentes
Cromita, FeCr2O4
Feldspatos (Al-Si de K, Na e Ca)
Quartzo, SiO2
Magnesita, MgCO3
Zirconita, ZrSiO4
Refratários
Amianto (térmico)
Vermiculita (térmico e acústico)
Barita, BaSO4
Caulinita, Al2Si2O5(OH)4
Isolantes
Talco, MgTalco, Mg33SiSi44OO1010(OH)(OH)22
Gipsita, CaSOGipsita, CaSO44.2H.2H22O O
Calcita, CaCOCalcita, CaCO33
Barita, BaSOBarita, BaSO44
Caulinita, AlCaulinita, Al22SiSi22OO55(OH)(OH)44
CargasCargas
Isolantes
Amianto (térmico)
Vermiculita (térmico e acústico)
Barita, BaSO4
Caulinita, Al2Si2O5(OH)4
Rutilo, TiORutilo, TiO22
Ilmenita, FeTiOIlmenita, FeTiO33
Óxidos de ferroÓxidos de ferro
Pigmentos
Porcelana
Caulim (massa)
Argila plástica (massa)
Quartzo, SiO2 (massa e esmaltes)
Feldspatos (massa e esmaltes)
GemasGemas
Diamante
Esmeralda, água marinha
Rubi, safira
Topázio
Turmalina
Quartzo
Minerais usados na confecção de jóias
Brocas PDC
Brocas de diamantes naturais
Brocas estrutura cortante dentes de aço
Brocas diamante artificial
Broca tungstênio
Amigos do Brasil
Abundância dos metais na Abundância dos metais na crostacrosta
IDENTIFICAÇÃO DOSIDENTIFICAÇÃO DOSMINERAISMINERAIS
Escala de
dureza relativa
mais
conhecidas é a
escala de escala de
MohsMohs, em
homenagem ao
mineralogista
Friedrich von
Mohs.
Dureza
MineraisMinerais
Quartzo Feldspato Mica Obsidiana
Quartzo puro (incolor)
Ametista (quartzo roxo) – íons de Fe
Quartzo róseo (Mn)
Quartzo exposto à radiação - marrom
MineraisMinerais
Para identificar um mineral podem utilizar-se Para identificar um mineral podem utilizar-se
quatro tipos de técnicas:quatro tipos de técnicas:
◦ Análise dos caracteres físicos macroscópicos;Análise dos caracteres físicos macroscópicos;
◦ Estudo das propriedades ópticas com o microscópio Estudo das propriedades ópticas com o microscópio
petrográfico;petrográfico;
◦ Estudos por raios X;Estudos por raios X;
◦ Ensaios químicos para determinar a sua composição.Ensaios químicos para determinar a sua composição.
Calcita em presença de ácido
CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O
MineraisMinerais
Entre as propriedades físicas mais
utilizadas na identificação de
minerais, podem destacar-se:
◦Propriedades ópticas – cor, risco e brilho;
◦Propriedades mecânicas – dureza,
clivagem;
◦Densidade.
MineraisMineraisIdiocromático – mineral
que apresenta cor constante.◦Exemplos:
Verde para a malaquita; Cinzento para a galenita; Amarelo de latão para a
pirita.
• Alocromático – mineral que apresenta cor variável.• Exemplos:
• Quartzo – incolor, branco, rosa, azul, violeta, amarelo ou negro.
MineraisMinerais Cor e traço:
◦ Para se determinar a cor do traço, risca-se com o mineral a superfície despolida de uma porcelana. Método aplicável nos minerais com dureza inferior à da porcelana.
MineraisMinerais
O brilho consiste no efeito produzido pela qualidade e intensidade da luz refletida numa superfície de fratura recente do mineral.
MineraisMineraisTabela do brilho
MineraisMinerais
A: Brilho metálico (pirita)
B: Brilho submetálico
C: Brilho adamantino
D: Brilho vítreo (quartzo)
MineraisMinerais
Clivagem◦Tendência de alguns minerais fragmentarem;
◦devido à aplicação de uma força mecânica;
◦segundo superfícies planas e brilhantes, de direções bem definidas e constantes.
MINÉRIOSMINÉRIOS
MinérioMinério
É um agregado de minerais, de ocorrência natural, a partir do qual um ou mais metais (ou compostos de interesse) podem ser extraídos com lucro ou com expectativa de lucro.
Minerais de minérioMinerais de minério: minerais que : minerais que contém os metais ou compostos de contém os metais ou compostos de interesse.interesse.
GangaGanga: material sem valor econômico a : material sem valor econômico a ser posteriormente separado dos minerais ser posteriormente separado dos minerais de interesse. A ganga é composta por de interesse. A ganga é composta por minerais formadores de rocha.minerais formadores de rocha.
Teores de corte: (valores típicos)(teor mínimo para exploração econômica do
minério)Diamante: > 0,03 ppmOuro: > 5 ppm (5 x 10-4 %)Cassiterita: > 1% SnFerro: > 40% FeAlumínio: >50% Al2O3, <5% SiO2,<20%Fe2O3
Teor do minérioTeor do minério
EspecificaçõesEspecificaçõesMinério de ferroMinério de ferro
Para utilização como carga de alto-forno:◦“Lump”: 6,4 x 30 mm◦“Sinter feed”: 1 x 6,4 mm◦“Pellet feed”: - 1 mm(todos com baixo teor de sílica e fósforo)
EspecificaçõesEspecificaçõesQuartzoQuartzo
Para fabricação de vidro:◦Granulometria: 100%<0,6 mm; -2%<0,1 mm
◦Impurezas inaceitáveis: Fe - <0,02%; minerais refratários;
◦Impurezas aceitáveis: minerais que contém alumina, carbonato de cálcio, feldspatos, etc.
EspecificaçõesEspecificaçõesTalcoTalco
Para carga de papel:◦Alvura elevada◦Granulometria: 95% -44m◦Partículas de formato lamelar
Para cosméticos:◦Alvura muito alta◦Granulometria: 99,6% - 44m◦Isenção de minerais de forma acicular
F I MF I M
CC - - ESTRUTURASESTRUTURAS
Peça de revestimento cerâmico adequada a áreas de alto tráfego encontradas com acabamento polido, lapado e fosco. Entre suas características, pode-se citar: uniformidade de coloração, alta resistência a abrasão física e química, absorção próxima a zero, massa homogênea e geralmente com ausência de esmaltação.A peça é formada por: argila e feldspato além de corantes. Em seu processo de produção, é utilizada uma pressão de compactação superior à da cerâmica tradicional e uma temperatura de queima superior a 1.250ºC.Hoje o porcelanato domina o mercado mundial de revestimentos cerâmicos. É extremamente difundido nos grandes países produtores mundiais como Itália, Espanha, China e Brasil. Pode ser subdividido em duas grandes categorias: porcelanato técnico e porcelanato esmaltado.
Porcelanato
É um produto branco impermeável e translúcido. Ela se distingue de outros produtos cerâmicos, especialmente, da faiança e da louça, pela sua vitrificação, transparência, resistência, completa isenção de porosidade e sonoridade.Basicamente a matéria prima da porcelana são: argila, quartzo, caulim e feldspato.
Porcelana
PastosaÉ a massa utilizada em peças modeladas em torno. Depois de misturada, a massa é peneirada, em seguida é colocada em filtroprensas (equipamento de filtragem da água sob pressão), que tem por finalidade retirar o excesso de água deixando aproximadamente 25% de umidade. A massa prensada é retirada e acondicionada em depósitos de envelhecimento, para sua conservação até a etapa subsequente de vácuo, que transforma a massa em uma mistura homogênea e sem ar. Neste momento, atinge maior grau de plasticidade, podendo ser torneada.LíquidaTrata-se da mesma massa, porém diluída. Contém aproximadamente 30% de água. Também é chamada de barbotina. Usada na fabricação das peças para as quais se usa um molde. O molde é preenchido com a massa líquida, e depois de um breve tempo de secagem parcial, é aberto para a retirada da peça de seu interior.
É a atividade ou a arte de produção de artefatos cerâmicos. Qualquer classe de material sólido inorgânico, não-metálico (não confundir com termo ametal) que seja submetido a altas temperaturas (aproximadamente 540°C) na manufatura. Geralmente uma cerâmica é um óxido metálico, boreto, carbeto, nitreto, ou uma mistura que pode incluir anions
Cerâmica
•Cerâmica Tradicional - Inclui cerâmica de revestimentos, como ladrilhos, azulejos e também potes, vasos, tijolos e outros objetos que não tem requisitos tão elevados se comparados ao grupo seguinte. •Cerâmica "Avançada" criatura, ou de engenharia - Geralmente são materiais com solicitações maiores e obtidos a partir de matéria prima mais pura. são abstrados motivo,[4] ferramentas de corte para usinagem, tijolos refratários para fornos.[
As cerâmicas são comumente dividas em dois grandes grupos:
Tipos de cerâmica