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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:
Amostra de Caulim – Município de Assunção/PB
Especificação:
Caulim Brita
Tipo: Grosso / seco
Peso: 16,300 Kg
Empresa: Caulimar
Data da análise: 09/12/2008
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Tabela 2. Distribuição Granulométrica do Rejeito de Caulim
Dados da amostra:
Amostra de Caulim – Município de Equador/RN
Especificação:
Caulim Sarrabulho
Tipo: Úmido / fino
Peso: 10,250 Kg
Empresa: Caulinia
Data da análise: 21/11/2008
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Tabela 3. Distribuição Granulométrica do Rejeito de Caulim
Dados da amostra:
Amostra de Caulim – Município de Equador/RN
Especificação:
Caulim Sarrabulho ou Siri
Tipo: Grosso / seco
Peso: 12 Kg
Empresa: Caulinia
Data da análise: 28/11/2008
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Tabela 4. Distribuição Granulométrica do Rejeito de Caulim
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
Data da análise: 24/11/2008
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Tabela 5. Distribuição Granulométrica do Rejeito de Caulim
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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Figura 5.1.3 – Pontos: Azul (teor de Al) e Vermelho (teor de Fe)
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Figura 5.1.4 – Pontos: Azul (teor de Al) e Vermelho (teor de Fe)
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Figura 5.1.5 – Pontos: Azul (teor de Al) e Vermelho (teor de Fe)
12
Figura 5.1.6 – Pontos: Azul (teor de Al) e Vermelho (teor de Fe)
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
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vol 60, nº3. Ouro Preto, Julho/ Setembro, 2007.
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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
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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
19
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)
Amostra de Caulim – Município de Assunção/PB
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
Fonte: Laboratório de Dispositivos e Nanoestruturas (LND) da UFPE, 2009.
Amostra de Caulim – Município de Equador/RN
Caulim Sarrabulho Tipo: Úmido/Fino
Figura C3: Varredura 3
Fonte: Laboratório de Dispositivos e Nanoestruturas (LND) da UFPE, 2009.
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