(Parte 1 de 3)

Asbestos, Barite, Bauxite, Bentonite, Berílio (minerais de berílio), terras raras, cimento e tintas.

Discente:Docente:
Carla Everson CarneiroEng.º. Fabião Zingue

D’clay Mário Eva Juta Décio Alberto Taunde Douve

Elton Francisco Isaías Boa Emenaldo Jerson da Regina André Massaite

Rafael Charuma Alberto Chengue

TETE, MARÇO DE 2016

i. Introdução4
i. OBJECTIVOS5
i. METODOLOGIA5
1. ASBESTOS6
1.1. CRISTALOGRAFIA6
a. SISTEMA CRISTALINO6
b. COMPOSIÇÃO QUÍMICA6
c. PROPRIEDADES FÍSICAS6
1.2. OCORRÊNCIAS6
1.3. APLICAÇÃO7
1.4. TECNOLOGIA7
1.5. MERCADO8
a. COMPOSIÇÃO QUÍMICA8
b. SISTEMA CRISTALINO:8
c. PROPRIEDADES FÍSICAS8
2.1. OCORRÊNCIA9
2.2. APLICAÇÃO9
2.3. TECNOLOGIA9
2.4. MERCADO10
3. BAUXITE10
a. COMPOSIÇÃO QUÍMICA1
b. SISTEMA CRISTALINO1
c. PROPRIEDADES FÍSICAS:1
3.2. APLICAÇÃO12
3.3. TECNOLOGIA12
3.3.1. Processo de Bayer12
3.3.2.Processo Hall – Héroult14
3.4. MERCADO15
4. BENTONITE15

Indice a. FORMULA QUÍMICA ........................................................................................... 15

c. SISTEMA CRISTALINO15
d. PROPRIEDADES FÍSICAS15
4.1. APLICAÇÃO16
4.2. OCORRÊNCIA16
4.3.TECNOLOGIA16
4.4. MERCADO17
5. BERILO17
a. COMPOSIÇÃO QUÍMICA17
b. SISTEMA CRISTALINO17
c. PROPRIEDADES FÍSICAS18
5.2. OCORRÊNCIA18
5.3. TECNOLOGIA19
5.4. MERCADO20
6. TERRAS RARAS20
6.1. OCORRÊNCIAS21
6.3. TECNOLOGIA2
7. CIMENTO23
8.TINTAS24

b. COMPOSIÇÃO QUÍMICA .................................................................................... 15 Referencias virtuais ......................................................................................................... 28

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TETE - MINERAIS INDUSTRIAIS-ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL - 4º ANO 2016 i. Introdução

Minerais industriais são rochas e minerais não-metálicos, aplicados em produtos e processos, como matérias primas, insumos ou aditivos, em diversos segmentos industriais, tais como, cerâmicas, tintas, fertilizantes, papel, farmacêutico, vidro, abrasivos, plásticos, borracha, cimento e materiais de construção.

Pode-se citar mais de cinquenta tipos de minerais industriais, mas no presente trabalho falaremos apenas de: asbestos, barite, bauxite, bentonite, berílio (minerais de berílio), terras raras, cimento e tintas. Abordaremos do ponto de vista cristalográfico e mineralógico, onde focalizamos a ocorrência, a aplicação, a tecnologia e o mercado.

A cristalografia é ciência que estuda a matéria cristalina, em especial os cristais e a mineralogia sustenta os mesmos cristais analisando as suas propriedades químicas, a génese, o modo de ocorrência até a composição.

Observa-se que os minerais industriais apresentam grande diversidade de aplicações, assim como de preços. O valor atribuído aos minerais industriais é decorrente de suas propriedades físicas e de sua performance nos processos industriais, ao contrário dos minerais metálicos, cujo preço é função principalmente de sua composição química.

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TETE - MINERAIS INDUSTRIAIS-ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL - 4º ANO 2016 i. OBJECTIVOS i.1.Objectivos Geral

Descrever cristalograficamente e mineralogicamente: asbestos, barite, bauxite, bentonite, berílio(minerais de berílio), terras raras, cimento e tintas.

i.2. Objectivos específicos

Descrever as aplicações dos minerais industriais citados nos objectivos gerais;

Descrever a ocorrência dos minerais industriais acima descritos;

Descrever a tecnologia empregue para a extração e processamento desses minerais industriais; e

Descrever o mercado produtor ou consumidor dos mesmos minerais industrias.

i. METODOLOGIA

O presente trabalho foi elaborado mediante as pesquisas bibliográficas no livro de minerais industriais disponível na biblioteca do Instituto Superior Politécnico de Tete e ainda através das pesquisas nos websites disponíveis na internet.

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TETE - MINERAIS INDUSTRIAIS-ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL - 4º ANO 2016

1. ASBESTOS

Asbesto ou Amianto é uma designação usada para uma variedade fibrosa de sais minerais metamórficos de ocorrência natural e utilizados em vários produtos comerciais. Trata-se de um material com grande flexibilidade e resistências química, térmica, eléctrica e à tracção muito elevadas e que além disso pode ser tecido.

1.1. CRISTALOGRAFIA A cristalografia dos asbesto varia em função do seu tipo sendo assim temos:

Amosite (grunerite): MgFe6(Si4O11)(OH)2

Asbesto actinolita: Ca2(Mg,Fe)5 (Si4O11)2 (OH)2 Asbesto antofilite: (Mg,Fe)7(Si4O11)2(OH)2

Asbesto tremolite: Ca2(Mg,Fe)5 (Si4O11)2 (OH)2 Crisotilo: Mg6Si4O10(OH)8 a. SISTEMA CRISTALINO: Monoclínico b. COMPOSIÇÃO QUÍMICA: Ca, Mg, Fe, Si, O2, H2. c. PROPRIEDADES FÍSICAS:

Hábito: Acicular Clivagem: especial em fibras

Fratura: Fibroso

Cor: Esverdeada e acinzentada

Brilho: Sedoso 1.2. OCORRÊNCIAS

Os asbestos ocorreram em Portugal, África do sul, Canada e santana.

Em Moçambique, depósitos e ocorrências de asbestos crisótilo e antofilita ocorrem em vários locais:

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TETE - MINERAIS INDUSTRIAIS-ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL - 4º ANO 2016

Serra Mangota na Província de Manica; Mavita no Grupo de Manica;

Zona de Fíngoè na Província de Tete; Monte Atchiza na Província de Tete;

Chicôa na Província de Tete próximo à barragem de Cabora Bassa; Tsangano na Província de Tete na fronteira com o Malawi;

Mulevala na Província da Zambézia; Mulatala na zona de Nacala na Província de Nampula;

Pemba-Ancuabe na Província de Cabo Delgado. As principais jazidas de asbestos são as de Mavita, as da região de Mulevala e as de Mulatala (Afonso & Marques, 1998).

1.3. APLICAÇÃO

Cada tipo de asbesto apresenta diferentes propriedades, logo as suas aplicações são também diferentes. As fibras de antofilita não possuem flexibilidade, sendo aplicadas em meios de filtração para soluções ácidas ou alcalinas ou para placas isoladoras.

O crisotilo, por sua vez, não é resistente ao ataque por soluções ácidas e alcalinas concentradas no entanto, as suas propriedades de filtração, estabilidade a elevadas temperaturas, resistência å tração, entre outras, fazem com que o seu campo de aplicação seja muito vasto. Existem no mercado graus especiais (estratégicos) de asbestos, com aplicações muito especiais, das quais se destacam isoladoras eléctricas e térmicas (isoladores eléctricos, separadores das placas das baterias, placas prova de fogo, isoladores para componentes de foguetes, entre outros).

1.4. TECNOLOGIA A exploração dos asbestos tanto pode ser realizada a céu aberto como pode ser subterrânea. Na moagem é feita a distinção entre fibras não refinadas, moídas e curtas. Os graus de qualidade das não refinadas são o numero l, com fibras de comprimento superior a 3/4 polegadas (1,9 cm), e o numero 2, fibras de comprimento entre 3/8 e 3/4 polegadas (0,95 e cm). As fibras moídas são libertadas ou desintegradas por esmagamento e por batimento da rocha fibrosa, enquanto que as curtas são as de menor qualidade.

Como a diferença do preço por tonelada entre fibras de ¾ polegadas e fibras de 3/8 polegadas é muito elevada, há um grande cuidado, aquando da separação das fibras, em

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TETE - MINERAIS INDUSTRIAIS-ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL - 4º ANO 2016 as não quebrar. As fibras não refinadas são manuseadas a mão para libertar a serpentina, enquanto as moídas são esmagadas e peneiradas em vários estágios, as fibras podem ser recuperadas por sucção.

1.5. MERCADO A nível mundial, o consumo de asbestos é estimado em cerca de 4 Mt/ano, sendo o

Canadá responsável por cerca de 17% deste valor. No entanto, o principal produtor mundial é a CEI com um valor aproximado de 2,4 Mt, isto é, cerca de 60% da produção mundial, sendo a Europa o principal mercado de destino. Devido a pressões ambientais e de segurança, nas regiões principais consumidoras de asbestos, a América do Norte e a

Europa, o consumo a partir da década de 80 do séc. X tem sofrido um continuo decréscimo.

Este facto tem sido colmatado pela crescente utilização de asbestos em outros mercados, nomeadamente na Asia (Coreia do Sul, Malásia, Formosa e Tailândia) e em alguns outros países em desenvolvimento.

2. BARITE

O termo barite surge do grego “barys” que significa pesado, em alusão à sua alta

por sulfato de bário

densidade relativa. Em química a barite representa-se pelo símbolo : BaSO4, que se lê a. COMPOSIÇÃO QUÍMICA: a barite contém no máximo 65, 7% de BaO e 34,3% de SO b. SISTEMA CRISTALINO: A barite é ortorômbica com a(8,8842 Å), b(5,4559 Å) e c(7,1569 Å) c. PROPRIEDADES FÍSICAS:

Habito: Cristais são normalmente tabulares , prismático ou fibroso. Clivagem: Possui clivagem prismática muito fácil

Fractura: Conchoidal; Tenacidade: quebradiça

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TETE - MINERAIS INDUSTRIAIS-ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL - 4º ANO 2016

Diafanidade: transparente a translúcido.

Dureza: entre 2,5 e 3,5 (Mohs) Densidade: tem densidade entre 4,3 e 4,6

Brilho: Vítreo a nacarado; Risca: Branca

Cor: Quando pura, a barite é branca e em outras situações ela pode ser incolor, amarela, castanha, avermelhado, cinzento, esverdeado ou azul;

2.1. OCORRÊNCIA Ocorre geralmente como mineral de ganga nos filões metálicos, associada especialmente com minérios de Ag, Pb, Cu, Co, Mn e Sb. Encontrada em veios no calcário, junto à calcite, ou massas residuais na argila que recobre o calcário. Também nos arenitos, juntamente com minério de cobre. Maiores jazigos: China, Inglaterra,

Roménia e Alemanha.

2.2. APLICAÇÃO Os usos da barite estão ligados quer a propriedades específicas, tais como: alta densidade, alta inércia química e baixa dureza; quer ao baixo custo. A maior parte da barite é usada como lama lubrificante nas perfurações de poços de hidrocarbonetos

(petróleo e de gás); principal fonte de bário; Pigmento de tinta, na medicina (radiografia de aparelho digestivo).

A função do fluido de sondagem é arrefecer e lubrificar o trépano, estabilizar as paredes do furo, permitir a limpeza do furo para transportar em suspensão os detritos ou cuttings; controlar a pressão do gás e do petróleo, no caso das sondagens em campos petrolíferos.

2.3. TECNOLOGIA A maior parte da barite é explorada a céu aberto. A barite é frequentemente explorada como subproduto, em explorações de fluorite, mas também de minerais de ferro e de manganês.

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TETE - MINERAIS INDUSTRIAIS-ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL - 4º ANO 2016

A barite extraída sofre com frequência refinação por moagem e crivagem no crivo 325 e beneficiação, em regra, por flutuação com espumas. A pureza expressa num mínimo de 95% e densidade 4,2 são especificações correntes.

No caso de depósito de origem residual, a exploração é a céu aberto, onde o minério é carregado para fragmentadores, utilizando água a elevada pressão. É aceite que entre 60 e 112 kg de barite podem ser recuperados por metro cúbico de ganga. No caso de depósitos filoneanos e em camadas, a barite pode ser explorada quer a céu aberto, quer por processos subterrâneos, função das características do depósito.

2.4. MERCADO A barite é de importância fundamental para a industria petrolífera a qual, em

2000, consumiu cerca de 90% da produção mundial, estimada em 5,3 Mt. Os restantes

10% da produção de barite foram consumidos essencialmente na produção de compostos químicos de bário, no vidro e ainda como pigmento, carga e extensor. A barite é frequentemente explorada como subproduto, em especial da fluorite, mas também de minerais de ferro e de manganês.

As reservas mundiais de barite foram estimadas em 170 Mt numa reserva base de 500

Mt, das quais cerca de 50% se localizam na Asia. Como tal, a barite pode considerar-se um mineral estratégico.

A China é o primeiro produtor mundial com uma produção estimada em 1850 0 t (cerca de da produção global). A CEI (9%), a Índia (8,570), os EUA (8%) e a

Turquia seriam-se assim por ordem de importância relativa, calcula-se que as reservas de barite existentes na China ultrapassem as reservas existentes no resto do mundo. O maior depósito de carbonatito do mundo esta situado em Araxá (Brasil), todavia, a barite que aí ocorre não pode ser aplicada nas lamas de sondagem devido sua elevada radioatividade.

3. BAUXITE

Origem do nome: o seu nome é atribuído a Dufrenoy, em 1845, correspondendo a um minério de alumínio descoberto por Berthier em 1821 perto da povoação de Lês Beaux de Provence, Arles, sul da Franca.

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TETE - MINERAIS INDUSTRIAIS-ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL - 4º ANO 2016

A bauxite representa-se por Al2O3( óxido de alumínio ) a. COMPOSIÇÃO QUÍMICA: composto por alumínio(Al3) e oxigénio (O2) b. SISTEMA CRISTALINO: mistura amortizável c. PROPRIEDADES FÍSICAS: Clivagem: inexistente

Fractura: terroso Tenacidade: quebradiço

Diafanidade: opaco

Dureza: entre 1-3 (Mohs) Densidade: tem densidade baixa entre 2,0 – 2,5

Brilho: maçante terra ou não metálico; Risca: geralmente mancha branca, mas ferro pode descolorir.

Cor: branco ou cinza avermelhada, as vezes manchada vermelho amarelo, alaranjado, rosa marrom ou amarelo por ferro ou incluídas minerais de ferro.

3.1. OCORRÊNCIA O alumínio tem uma elevada afinidade com o oxigénio, não sendo por isso encontrado na forma nativa. A bauxite ocorre em dois tipos de jazidas: laterites, bauxites silicatadas e terra rosa, e bauxites carbonatadas, associadas a rochas carbonatadas e pobres em alumina. As laterites são depósitos essencialmente tabulares, superficiais. O tipo cársico ocorre em depressões de dissolução de rochas carbonatadas. Os depósitos de laterite são os remanescentes erosivos de pene planícies, que, raramente, são mais antigas do que a era Terciária. Já os depósitos do tipo cársico são de idade mesozóica ou mais antigos.

As bauxites são, sobretudo, mesozóicas e cenozóicas, sendo raros os depósitos paleozóicos, pouco importantes. As bauxites mesozóicas, resultantes da meteorização de rochas carbonatadas são dominadas pela presença de boehmite. As bauxites cenozóicas são essencialmente gibsiticas e de maior importância comercial e geológica.

Em Moçambique bauxite ocorre no monte Snuta na Serra de Moriangane, Serra Vumba, na área de Chimanimani-Rotanda, Serra Suira (Zuira) e próximo de Catandica

INSTITUTO SUPERIOR POLITÉCNICO DE TETE - MINERAIS INDUSTRIAIS-ENGENHARIA DE PROCESSAMENTO MINERAL - 4º ANO 2016 na Província de Manica. Na província da Zambézia ocorrem várias intrusões de sienito nefelínico, tais como por exemplo o monte Maúzo, Cargo, Serra Tundo, monte Derre, etc. A mais importante e mais conhecida ocorrência de bauxite localiza-se no monte Maúzo, a cerca de 46 km de Milange. O depósito do monte Maúzo é constituído por sienito nefelínico com aegirina-augite, e é intersectado por diques fonolíticos porfiríticos (Lächelt, 2004).

3.2. APLICAÇÃO A bauxita é classificada tipicamente de acordo com a sua aplicação comercia: abrasivos, cimento, produtos químicos, metalúrgicos e material refratário, entre outros. E usada como matéria – prima para a fabricação de alumina. É usada como matéria – prima para a fabricação de alumina, por lixiviação química, método conhecido como processo de Bayer. A maioria da alumina produzida deste processo de refinamento é por sua vez empregada como o matéria prima para a produção de alumínio metálico pela redução eletrolítica da alumina em um banho de criolita natural ou sintética fundida (Na3AlF6), método conhecido como processo de hall – Héroult.

3.3. TECNOLOGIA A alumínio é ultrapassado só pelo ferro em termos de quantidade de metal utilizado pelo homem, é recuperado exclusivamente da bauxite contendo 35 a 5% de A1203 (18,9 a 35, 1% de Al).

É usada como matéria – prima para a fabricação de alumina, por lixiviação química, sob pressão e temperatura moderadas método conhecido como processo de Bayer. A maioria da alumina produzida deste processo de refinamento é por sua vez empregada como o matéria prima para a produção de alumínio metálico pela redução eletrolítica da alumina em um banho de criolita natural ou sintética fundida (Na3AlF6), método conhecido como processo de hall – Heroult.

3.3.1. Processo de Bayer O processo Bayer compreende quatro fases: digestão, clarificação, precipitação e calcinação. A bauxita é moída e digerida em autoclave com uma solução de hidróxido

(Parte 1 de 3)

Comentários