APOSTILA DE CARACTERIZAÇÃO-CAP1e2

APOSTILA DE CARACTERIZAÇÃO-CAP1e2

(Parte 3 de 5)

Os erros de amostragem por sua vez podem ser considerados como a soma de sete erros independentes, quais sejam:

1) ED – erro de ponderação: resulta da não uniformidade da densidade na taxa do fluxo de material a ser amostrado;

2) EI1 – erro de integração: resulta da não uniformidade da densidade na taxa do fluxo de material a ser amostrado;

3) EI3 – erro de periodicidade: resulta da variação periódica da qualidade do material amostrado;

4) EC – erro de delimitação: resulta da forma incorreta de delimitar os incrementos em termos de seus volumes;

5) ES – erro de segregação: resulta da distribuição localizada da heterogeneidade; 6) EP – erro de extração: resulta da forma de extração da amostra; 7) EF – erro fundamental: resulta da heterogeneidade de constituição do material;

Para a amostragem de lotes manuseáveis (processo de partilha), de interesse em várias práticas, é importante apenas o erro fundamental (EF), de segregação (ES), de extração (EP) e o de delimitação (EC).

Em relação aos erros de operação pode-se citar: 1) EZ1 – perda de partículas durante a amostragem; 2) EZ2 – contaminação da amostra com materiais estranhos; 3) EZ3 – alteração da característica a ser determinada da amostra; 4) EZ4 – erros não intencionais do operador (ajuste de peso, etc); 5) EZ5 – erros intencionais do operador (ajuste de peso, etc);

Todos estes erros podem ser minimizados através do uso de técnicas adequadas, e pela teoria de Pierre Gy, que será apresentada a seguir.

A teoria de Pierre Gy supõe que o material a ser amostrado esteja inteiramente homogeneizado e que não existam erros inerentes às ferramentas de amostragem ou equipamento de cominuição, e, além disso, que partículas individuais possam ser selecionadas com igual probabilidade. Portanto, o erro total de amostragem passa a constituir-se no erro fundamental.

A equação geral é dada por:

Onde:

Sa = estimativa do erro total de amostragem expresso como desvio-padrão;

d = diâmetro máximo das partículas no material a ser amostrado; normalmente aproximado pela abertura de peneira, em centímetros, que retém 5% do material. Q = fator de composição mineralógica, em g/cm3; w = massa mínima da amostra, em gramas; W = massa do material a amostrar, em gramas; I = fator de liberação do mineral, adimensional; f = fator de forma das partículas, adimensional; h = fator de distribuição de tamanho das partículas, adimensional.

Para um dado minério em uma dada granulometria, os fatores Q, I, f e h podem ser reunidos em um único fator, de valor constante, C = Q x I x f x h, ficando a equação igual a:

Quando a massa do material a ser amostrada (W) é muito grande, pode-se considerar que a razão 1/W tende a zero.

A fórmula de cálculo final do erro total de amostragem fica, portanto, em função de d, C e w: (Equação 1.3):

2. MINERALOGIA APLICADA À CARACTERIZAÇÃO DE MINÉRIOS

2.1)CONCEITOS BÁSICOS

O mineral pode ser considerado como uma unidade básica da geologia (do grego geo = terra + logos = estudo), e é definido como uma substância sólida natural, formada por processos inorgânicos, de composição química definida e estrutura atômica ordenada. Assim sendo, o quartzo, de composição química SiO2 e simetria atômica trigonal, é uma espécie mineralógica típica. Podem ser constituídos por composições atômicas bastante simples, como o diamante (C), e o enxofre (S), até combinações complexas como a mica muscovita

[KAl2(Si3Al)O10(OH,F2)], por exemplo. Até o final dos anos 90, cerca de 3600 espécies minerais já haviam sido determinadas.

Quando qualquer espécie mineral possui faces planas, lisas, assumindo formas geométricas regulares, ela é designada de cristal. E ao conjunto de cristais agregados denomina-se de drusas. Um caso particular de drusa é o geodo, que são corpos ovóides onde os cristais crescem de forma concêntrica no seu interior.

Ao agrupamento de vários minerais consolidados denomina-se de rochas, e quando estas espécies minerais estão presentes em estado inconsolidado, caracterizam-se então os sedimentos.

A figura seguinte ilustra a importância do mineral e suas derivações na geologia.

Figura 2.1 – Importância do mineral na geologia e as derivações que podem ser feitas a partir da sua conceituação

Os minerais não ocorrem na natureza ao acaso. Na crosta terrestre (a porção superficial de nosso planeta), existem misturados em estado natural 90 elementos químicos. Esta mistura é extremamente desigual em termos de abundância relativa, pois 74,3% dela é formada por apenas dois elementos químicos: oxigênio e silício (Tabela 1). Sete outros (alumínio, ferro, cálcio, sódio potássio, magnésio e titânio) compõem mais 25% do total, restando, portanto somente 0,7% para todos os demais 81 elementos. Muitos dos elementos, metálicos ou não, que são largamente utilizados pela civilização moderna, como o cobre, o chumbo, o estanho, o flúor, etc., perfazem cada um menos de 0,01% de abundância relativa na crosta terrestre. Os minerais constituídos por tais elementos, por conseguinte, não podem ocorrer em grande abundância.

Tabela 2.1: Abundância relativa dos elementos químicos na crosta terrestre

2.2) NOÇÕES DE CRISTALOGRAFIA

Para a Caracterização de Minérios, uma particularidade intrínseca dos minerais e de fundamental importância para o conhecimento mineralógico do minério, está relacionada com a ordenação e disposição dos elementos químicos que compõe o mineral.

Todo mineral possui um ordenamento atômico interno, que nem sempre se manifesta em seu aspecto externo. Um mineral deve ser constituído por um número muito grande de unidades excessivamente diminutas, dispostas segundo uma ordem tridimensional que se repete de modo contínuo. Essas unidades estão dispostas como pontos definidos em um retículo tridimensional, de tal modo que todas possuem vizinhanças idênticas. O retículo é definido pelas três direções espaciais e pelas distâncias, ao longo delas, nas quais a mesma figura aparece repetida.

De acordo com Bravais (1848), existem 14 tipos de retículos espaciais, isto é, somente são possíveis 14 combinações de unidades de retículos espaciais, de modo que a vizinhança em torno de cada ponto seja idêntica àquelas em torno de todos os outros pontos (Figura 2.2).

Figura 2.2 – 14 retículos de Bravais e sistemas cristalinos relacionados

A unidade mais simples de um retículo é um poliedro virtual conhecido como cela unitária.

Cada poliedro (cela unitária) possui subdivisões (14 tipos) em função das disposições dos pontos nos vértices, no centro ou nas faces, dos comprimentos das várias arestas e dos ângulos (α, β, γ), entre as arestas. A partir destas subdivisões todos os minerais podem mostrar, para cada arranjo de suas faces, uma simetria definida, que permite agrupá-los em 7 classes distintas, como é mostrado na tabela 2.2.

Tabela 2.2: Sistema Cristalino dos minerais Sistema Simetria Forma exemplar Exemplos

Isométrico α = β = γ = 90º a = b = c

Cúbica Pirita, diamante, granada

Tetragonal α = β = γ = 90º a = b ≠ c Coluna quadrada Zircão, rutilo

Ortorrômbico α = β = γ = 90º a ≠ b ≠ c

Paralelepípedo Olivina, ortopiroxênio

Monoclínico α = γ = 90º ≠ β a ≠ b ≠ c

Paralelepípedo inclinado

Clinopiroxênio, ortoclásio

Triclínico α ≠ γ ≠ β a ≠ b ≠ c

Paralelepípedo paralelogonal Plagioclásio

Hexagonal α = β = 90º γ = 120º a ≠ c

Coluna hexagonal Quartzo, coríndon, biotita

Trigonal ou Romboédrico a = b = c

Paralelepípedo inclinado Hematita, Siderita

As unidades estruturais, que estão dispostas no espaço sobre a estrutura reticular para formar os cristais são átomos ou grupos de átomos. Com freqüência, os átomos possuem cargas elétricas, constituindo os íons, positivos (cátions) ou negativos (ânions). A maioria dos arranjos cristalinos dos minerais constitui-se de íons ou grupos de íons unidos entre si por forças elétricas originadas entre massas carregadas com cargas opostas, formando, conseqüentemente a estrutura do cristal.

(Parte 3 de 5)

Comentários