ESTUDO DE CARACTERIZAÇÃO SOBRE OS REJEITOS DE CAULIM … · liberados pelas indústrias de...

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE – UFCG

CENTRO DE TECNOLOIA E RECURSOS NATURAIS – CTRN

DEPARTAMENTO DE MINERAÇÃO E GEOLOGIA – DMG

ESTUDO DE CARACTERIZAÇÃO SOBRE OS REJEITOS

DE CAULIM DOS MUNICÍPIOS DE JUNCO DO SERIDÓ,

ASSUNÇÃO/PB E EQUADOR/RN VISANDO UM TRABALHO

FUTURO DE OBTENÇÃO DA ALUMINA

AUTORA: Valquiria Vidal Brito

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RESUMO

De uma forma geral, o caulim é um tipo de material argiloso, de cor branca e com

composição química Al2Si2O5(OH)4, denominado de silicato de alumínio hidratado. No

Nordeste, as cidades onde ocorre a maior produção de caulim são: Assunção, Junco do

Seridó e Pedra Lavrada localizados na Paraíba, e Equador, no Rio Grande do Norte; tendo

sido realizado o estudo com o rejeito do caulim nas cidades de Junco do Seridó,

Assunção/PB e Equador/RN. A extração do caulim é feita de modo rudimentar,

observando a ausência total de técnicas adequadas de extração e beneficiamento. Não há

condições de segurança e saúde para os trabalhadores dessas regiões, causando também um

enorme impacto ao meio ambiente devido uma grande quantidade (desperdício) de rejeitos

dessa argila ser depositada a céu aberto; devido a maioria das indústrias geradoras desses

rejeitos não aproveitarem essas matérias-primas. O presente trabalho tem como objetivo

principal, estudar o teor de alumínio dos rejeitos de caulim de Junco do Seridó e

Assunção/PB e Equador/RN, visando um trabalho futuro de obtenção da alumina, e ao

mesmo tempo viabilizar os impactos ambientais provocados nessas áreas.

Palavras- chave: Rejeito de caulim, alumínio, meio ambiente

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Abstract

As a general rule, kaolin is a white clay material with a chemical composition

Al2Si2O5(OH)4, known as hydrated aluminum silicate. The places in the Northeast where

kaolin is produced more are: Assunção, Junco do Seridó and Pedra Lavrada, in Paraiba,

and Equador in Rio Grande do Norte; the study was made with kaolin rejects from the

cities of Junco do Seridó, Assunção/PB and Equador/RN. The kaolin extraction is

executed in rudimentary ways, where there is the total absence of appropriate techniques

for the extraction and enrichment. There are no work and health conditions for the workers

in these regions, also causing a great environmental impact due to the huge quantity

(waste) of this clay reject being deposited in the open air; due to most of the industries

that generate this reject not reuse this primary product. This work has the aim to obtain

the presence of alumina in the kaolin waste from Junco do Seridó and Assunção - PB

and Equador – RN, aiming a future acquirement of alumina, and at the same time deal

with the environmental impacts caused in these areas

Keywords: Reject kaolin, alumina, environment.

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1. INTRODUÇÃO

De uma forma geral, o caulim é um tipo de material argiloso, de cor branca e com

composição química Al2Si2O5(OH)4, denominado de silicato de alumínio hidratado. Sua

estrutura química é composta de várias características, tais como: inércia química, alvura,

capacidade para cobertura, baixa condutividade térmica e elétrica, apresentando baixa

abrasividade.

No Nordeste, as cidades onde ocorre a maior produção de caulim são: Assunção,

Junco do Seridó e Pedra Lavrada localizados na Paraíba, e Equador, no Rio Grande do

Norte; tendo sido realizado o estudo com o rejeito do caulim nas cidades de Junco do

Seridó, Assunção/PB e Equador/RN.

A extração do caulim é feita de modo rudimentar, observando a ausência total de

técnicas adequadas de extração e beneficiamento. O processo de dispersão é realizado em

um equipamento denominado batedor, sem utilização de um dispersante químico. Não há

condições de segurança e saúde para os trabalhadores dessas regiões, causando também um

enorme impacto ao meio ambiente devido uma grande quantidade (desperdício) de rejeitos

dessa argila ser depositada a céu aberto; devido a maioria das indústrias geradoras desses

rejeitos não aproveitarem essas matérias-primas. Somente a indústria Caulimar situada em

Equador/RN, ainda aproveita uma parte desse rejeito denominado de “Sarrabulho”, fino e

úmido para revestimento na construção civil.

O caulim possui várias características tecnológicas, sendo muito utilizado pelas

indústrias, tendo destaque a indústria papeleira como maior consumidora de caulim,

abrangendo cerca de 45% do mercado mundial. Neste tipo de indústria o caulim é utilizado

como carga e cobertura. A cobertura do caulim é formada por 70% de polpas sólidas bem

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concentradas, geralmente em massa, aplicada sobre o papel (Revista Escola de Minas,

2007).

As características físicas do caulim, como tamanho e distribuição das partículas,

são responsáveis pelo comportamento reológico das suspensões minerais concentradas.

Essas características podem ser identificadas através de sua caracterização tecnológica;

pois esse mineral possui morfologia pseudo-hexagonal permitindo que a distribuição de

suas partículas se tornem coloidais.

Além do caulim ser muito utilizado em grande escala na indústria papeleira,

também é utilizado em pequena escala para produzir tintas cerâmicas, louças sanitárias,

etc; e na indústria mineral (metalúrgica e refratária), tendo como destaque a bauxita,

manganês, calcário. Nas indústrias de transformação (ferro e caulim), produz-se a alumina,

silício metálico e ferro gusa (Marcio Santos Barata, et. al 2002).

O tipo de caulim produzido nas cidades de Junco do Seridó/PB e Equador/ RN, é

primário, constituído por quartzo, mica e feldspatos. A dispersão desses minerais é feito

através de um aparelho chamado de batedor, sem acréscimo de dispersantes químicos.

Logo após, o material é encaminhado para um classificador hidráulico e classificado, sendo

bombeado para uma peneira. Após sua classificação nessa peneira, o material é

encaminhado para classificação em um hidrociclone; que posteriormente é transferido para

tanques de sedimentação e filtragem. (Silva, et. al 2006).

Ainda não se existe um meio de inspeção correta, pois várias indústrias de

mineração trabalham de forma ilegal onde não há limite para se depositar o rejeito do

caulim.

As condições de trabalho são precárias e até mesmo a extração do caulim é

realizada sem nenhuma vistoria de um engenheiro de minas, geólogo e/ou biólogo nas

áreas de lavra possibilitando assim um desgaste a uma determinada mina na hora da

extração; havendo um grande risco de acidentes e podendo levar a morte de trabalhadores

naquele local.

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O caulim é uma argila que pode ser tóxica tanto a pele quanto a mucosa nasal e

pulmões, se inalado com freqüência podendo causar várias doenças graves, e para que

isso não ocorra os trabalhadores precisam usar roupas apropriadas para o manuseio do

material, como luvas, capacetes, máscaras, calças e camisas longas; e botas.

A indústria de mineração e beneficiamento de caulim é um importante

segmento industrial, entretanto, produz grandes quantidades de resíduos. Mas há uma

grande preocupação no que se diz respeito ao grande impacto ambiental proveniente

dessa argila, liberando no solo e lençol freático um alto teor de metais danosos à saúde

humana e dos animais.

Existe uma grande preocupação dos ambientalistas sobre o excesso de resíduos

liberados pelas indústrias de beneficiamento de caulim, tanto pelo ar quanto por terra e

pela água.

Consideráveis esforços vêm sendo realizados visando à reutilização e aplicação

do rejeito de caulim na indústria, mas há muito o que fazer para que isso ocorra pois

em muitas dessas indústrias não há um planejamento correto tanto de inspeção quanto

de extração, dificultando assim o trabalho de preservação ambiental .

Este trabalho aborda um estudo de caracterização sobre os rejeitos de caulim,

visando um trabalho futuro de obtenção da alumina. Esses rejeitos foram coletados nos

estados da Paraíba e Rio Grande do Norte, mais especificamente, nos municípios de

Junco de Seridó e Assunção/PB e Equador/RN.

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2. OBJETIVOS

2.1 Objetivo geral

O presente trabalho tem como objetivo principal, estudar o teor de alumínio

dos rejeitos de caulim de Junco do Seridó e Assunção/PB e Equador/RN, visando um

trabalho futuro de obtenção da alumina, e ao mesmo tempo viabilizar os impactos

ambientais provocados nessas áreas.

2.2 Objetivos específicos

1. Coleta de amostras de campo;

2. Identificação das áreas estudadas;

3. Análise química por gravimetria;

4. Análise por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV);

5. DRX.

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3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Nesta fase foram descritos os resultados e discussões das análises dos rejeitos de

caulim dos municípios de Assunção/PB e Junco do Seridó/PB, e Equador/RN.

3.1 Análise granulométrica

Esta análise permitiu verificar o teor de alumínio em várias faixas

granulométricas conforme Tabela 1.

Figura 5.1.1: Resultado do peneiramento

LAM: Laboratório de Análises Minerais da UFCG, 2008

Dados da amostra:

Amostra de Caulim – Município de Assunção/PB

Especificação:

Caulim Borra

Tipo:Úmido

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Peso: 15,250Kg

Empresa: Caulimar

Data da análise: 20/10/2008

Tabela 1. Distribuição Granulométrica do Rejeito de Caulim

Dados da amostra:


Especificação:

Caulim Brita

Tipo: Grosso / seco

Peso: 16,300 Kg

Empresa: Caulimar


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Dados da amostra:

Amostra de Caulim – Município de Equador/RN

Especificação:

Caulim Sarrabulho

Tipo: Úmido / fino

Peso: 10,250 Kg

Empresa: Caulinia


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Dados da amostra:


Especificação:

Caulim Sarrabulho ou Siri

Tipo: Grosso / seco

Peso: 12 Kg

Empresa: Caulinia


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Dados da amostra:

Amostra de Caulim – Município de Junco do Seridó/PB

Especificação:

Caulim Burra

Tipo: Grosso / seco

Peso: 10,750 Kg

Empresa: Peg Nô


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Gráficos referentes ao teor de Alumínio e Ferro x malhas das peneiras

Figura 5.1.2 – Pontos: Azul (teor de Al) e Vermelho (teor de Fe)

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3.2 Análise Química

Nesta etapa permitiu constatar o maior grau de liberação de alumínio

encontrado nas malhas das peneiras estudadas (32#, 60#, 80# e 250#), como descrito na

Tabela 6.

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Figura 5.3.1: Rejeitos de Caulim prontos para serem analisados quimicamente

Fonte: LAM – Laboratório de Análises Minerais da UFCG, 2008

Tabela 6. Valores referentes a Análise Química

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3.3 Resultados do DRX

Esta etapa consistiu em analisar o retido no prato coletor (Fundo) dos 4

rejeitos abaixo:

(Gráfico A) – Caulim Borra

Foram detectados nos seguintes picos:

9,81; 4,92; 3,86; 3,18; 1,99 – Mica

4,22; 4,45; 3,34; 2,37; 2,33; 2,29; 2,12; 1,81; 1,78; 1,66 – Quartzo

2,56; 7,36; 2,44; 2,49 - Caulinita

(Gráfico B) – Caulim Brita

9,81; 4,92; 4,54; 3,86; 1,99 – Mica

7,07; 4,22; 4,09; 2,99; 2,36; 2,33; 2,27; 1,76; 1,82; 1,66; 1,61 – Quartzo

3,55; 2,56; 2,52 – Caulinita

(Gráfico C) – Caulim Sarrabulho

9,81; 4,97; 4,48; 3,86; 1,99 – Mica

4,28; 4,22; 4,34; 2,49; 2,37; 2,30; 1,82; 1,78; 1,66 – Quartzo

7,01; 3,55; 2,56 – Caulinita

(Gráfico D) – Caulim Sarrabulho ou Siri

9,81; 4,97; 4,54;; 3,86; 3,70; 1,99 – Mica

4,22; 3,34; 3,20; 2,47; 2,37; 2,99; 1,78; 1,65 - Quartzo

9,32; 3,55; 2,56; 2,52 – Caulinita

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4. SUGESTÕES PARA ESTUDOS FUTUROS

As sugestões para os estudos futuros visam investigar as causas e efeitos que o

rejeito do Caulim provoca no meio ambiente com mais detalhe, outros tipos de doenças

graves além da silicose que esses rejeitos podem causar ao ser humano e obter a

alumina, devido o teor de Alumínio presente nesses rejeitos serem bem significativos e

de boa qualidade.

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5. CONCLUSÃO

Nesse capítulo são apresentadas as principais conclusões verificadas no

processo de caracterização dos rejeitos de Caulim, tendo sido constado parâmetros

significativos em termos de qualidade no que significa que esses rejeitos possuem as

mesmas características que o Caulim na sua forma bruta, podendo assim serem

aproveitados em diversas áreas da indústria principalmente na construção civil, e

reduzindo o impacto ambiental nas áreas de extração e beneficiamento.

I – Análise Granulométrica

Nessa etapa pôde-se concluir que o maior grau de liberação em teor de

Alumínio encontrado nesses rejeitos foram nas peneiras das granulometrias 80# e 250#

para todos os rejeitos de Caulim.

II – Análise Química

Nessa etapa pôde-se verificar quais dos rejeitos apresentaram alto teor de

Alumínio (Al2O3) e também de Ferro(Fe2O3) encontrados nas granulometrias

32# e 250# (Rejeito do Caulim Borra); peneira 250# (Rejeito do Caulim Brita);

peneiras 60# e 250# (Rejeito do Caulim Sarrabulho); peneira 80# (Rejeito do

Caulim Sarrabulho ou Siri) e peneira 60# (Rejeito do Caulim Burra). Isso

constata que esses rejeitos são de boa qualidade.

III – Análise realizada por DRX

Nessa etapa verificou-se a presença de outros elementos nos rejeitos do

Caulim, tais como Quartzo e Mica, além dos picos indicarem a presença da

própria Caulinita.

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Houve uma grande concentração de Quartzo em todos os rejeitos analisados,

em relação a Mica e a presença da própria Caulinita. Os gráficos mostraram

uma grande alternância de corrente indicativa dos elementos correspondentes.

IV – Análise por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV)

Nessa etapa pôde-se verificar nitidamente a presença do Alumínio em forma de

cristais e até na sua forma pulverizada, além disso pôde-se constatar a presença

de outros elementos no decorrer da varredura de cada partícula correspondente

aos rejeitos.

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6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

REVISTA ESCOLA DE MINAS, A influência do pH na reolgia de polpas de Caulim,

vol 60, nº3. Ouro Preto, Julho/ Setembro, 2007.

M. S. BARATA, D. C..C. DAL MOLIN, Avaliação preliminar do resíduo caulinítico

das indústrias de beneficiamento de Caulim como matéria- prima na produção de uma

metacaulinita altamente reativa, 2002.

P. R. R. SILVA, L. R. M ANDRADE, FSD. ARAÚJO, J. Y. P. LEITE, Flotabilidade do

Caulim utilizando coletor catiônico Duomeent (I Congresso de Pesquisa e Inovação da

Rede Norte Nordeste de Educação Tecnológica – Natal/RN, 2006).

C. G. COSTA, S.A. DE MEDEIROS, M. D. P. D. INGUNZA, O. F. S. JUNIOR, E. R.

DANTAS, Valorização do rejeito proveniente do beneficiamento de Caulim do

município de Equador/RN, 2005.

V. R. L. CONSTANTINO, K. ARAKI, D. O. SILVA, W. DE OLIVEIRA, Preparação

de compostos de alumínio a partir da bauxita: Considerações sobre alguns aspectos

envolvidos em um experimento didático. (Química Nova, vol 25, nº3, São Paulo, Maio,

2002).

S. S. P. FLORES, R. F. NEVES, Alumina para utilização de cerâmica, obtida a partir do

rejeito de beneficiamento de Caulim. Departamento de Engenharia Química,

Universidade Federal do Pará/ Belém, PA, 1997.

I. R. WILSON, H. S. SANTOS, P. S. SANTOS, Caulins brasileiros: Alguns aspectos da

geologia e da mineralogia (Brazilian Kaolins: some aspectos of the geology and

mineralogy). Cerâmica vol 44, nº 287 – 288, São Paulo May/ June/ Jully/ Aug. 1998.

F. A. N. G. DA SILVA, Estudo de Caracterização tecnológica e beneficiamento do

Caulim da região Borborema – Seridó (RN), Dissertação de mestrado, 2007.

R. R. MENEZES, R. R. DE ALMEIDA, L. N. L. SANTANA, G. A. NEVES, H. L.

LIRA, H.C. FERREIRA, Análises da co-utilização do beneficiamento do Caulim e

serragem de granito para produção de blocos e telhas cerâmicos. Unidade Acadêmica de

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Engenharia de Materiais, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal de

Campina Grande, UFCG, Campina Grande/PB, Junho, 2007.

L. N. L. SANTANA, M. F. OLIVEIRA, M. I. BRASILEIRO, H. I. LIRA, G. de A.

NEVES, R. R. MENEZES, Influência das matérias-primas em corpos cerâmicos

contendo resíduo do Caulim (51º Congresso Brasileiro de Cerâmica – 3 a 6 de Junho de

2007).

A. C. da SIVLA, M. VIDAL, Impactos ambientais causados pela mineração e

beneficiamento de Caulim. Apr/ June, 2001.

SILVA, A. C., Avaliação da contaminação por crômio de ecossistemas aquáticos

situados próximos a curtumes em Minas Gerais, Viçosa: Universidade Federal de

Viçosa, Dissertação de mestrado, 1997.

R. C. FEITOSA, G. S. G., L. A. de ANDRADE, F. T. C. BEZERRA, Utilização do

rejeito de Caulim na composição de substratos para emergência de plântulas de Cuité

(Crescentia Cujete L.), Universidade Federal da Paraíba, Centro de Ciências Agrárias,

Areia – PB, 2007.

WILLIAMS, D. D., BUGIN, A., REIS, J. L. B. C, Manual de recuperação de áreas

degradadas pela mineração: Técnicas de revegetação, Brasília: IBAMA, 1997. 96p.

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ANEXO A

Processos químicos

Figura B3: Amostras já pesadas e cobertas com o fundente

Fonte: LAM – Laboratório de Análises Minerais da UFCG, 2008.

Procedimento da abertura (lixiviação) da amostra

Foto B4: Amostra dissolvida no fundente pelo Bico de Busen

Fonte: LAM – Laboratório de Análises Minerais da UFCG, 2008.

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ANEXO B

Varredura dos rejeitos de Caulim realizada pelo MEV (Microscopia

Eletrônica de Varredura)


Caulim Borra Tipo: Úmido

Figura C.1: Varredura 1

Fonte: Laboratório de Dispositivos e Nanoestruturas (LND) da UFPE, 2009.

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Figura C2: Varredura 2



Caulim Sarrabulho Tipo: Úmido/Fino

Figura C3: Varredura 3


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