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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Estéreis em minas de minério de ferro: sua caracterização como material pozolânico após calcinação em forno flash
Authors: Tamiris Seerig
First Advisor: Paulo Roberto Gomes Brandao
First Referee: Evandro Moraes da Gama
Second Referee: Abdias Magalhaes Gomes
Abstract: O material estéril deslocado para viabilizar a lavra do corpo mineralizado é normalmente disposto em forma de pilhas, as quais necessitam de constante monitoramento e geram alterações visuais no ambiente. Neste trabalho, foram caracterizadas dois tipos de rochas consideradas estéreis em uma mineração de minério de ferro localizada no Quadrilátero Ferrífero: a metabásica intemperizada e o filito, antes e após passarem pelo processo de calcinação em forno flash, à temperatura de 770ºC para a metabásica intemperizada e à temperatura de 750°C para o filito. A pesquisa teve como objetivo validar o uso desses estéreis como matéria-prima para a produção de pozolanas artificiais pelo processo de calcinação flash e determinar as alterações físicas e morfológicas após a calcinação. A análise química, principalmente por fluorescência de raios-X, mostrou que ambos estéreis têm SiO2, Fe2O3 e Al2O3 como componentes principais; este último componente era alto na metabásica intemperizada (29,22%) e mais baixo no filito (6.28%). A composição mineralógica determinada pela difratometria de raios-X e confirmada pela termogravimetria, mostrou presença abundante de caulinita e gibbsita, média de hematita e baixa de goethita e moscovita; para o filito, quartzo e goethita foram abundantes, caulinita média, e hematita baixa. Após a calcinação, a maior parte do material mostrou-se amorfo, apenas com alguma caulinita residual, quartzo e hematita como fases cristalinas significativas. As áreas superficiais específicas das amostras cruas estão em cerca de 60,00 m 2 /g; após a calcinação este valor diminuiu bastante, indicando uma sinterização incipiente; os tamanhos médios de partícula, consistentemente, tiveram um aumento após a queima. Pesquisa microestrutural, por microscópio eletrônico de varredura (MEV) com o apoio da microanálise EDS, comprovou a ampla formação de metacaulinita com a calcinação flash, mantendo a morfologia lamelar da caulinita original. Ensaios de resistência mecânica efetuados em corpos de prova moldados com a adição de cal hidratada aos materiais calcinados mostraram bons valores, comprovando a atividade pozolânica alcançada.
Abstract: The waste material displaced to enable mining of a mineralized body is usually deposited in the form of heaps, which require constant monitoring and generate visual changes in the environment. In this work, two types of rocks were considered to be waste in an iron ore mine located in the Quadrilátero Ferrífero, MG, Brazil: a weathered metabasic and a phyllite, before and after passing through the process of calcination in a flash furnace, at a temperature of 770ºC. The aim of the research was to validate the use of these wastes as raw material for the production of artificial pozzolans by the flash calcination process and to determine the physical and morphological changes after calcination. The chemical analysis, mainly by X-ray fluorescence, showed that both wastes have SiO2, Fe2O3 and Al2O3 as main components; the latter component was high in the weathered metabasic (29.22%) and lower in the phyllite (6.28%). The mineralogical composition determined by X-ray diffraction and confirmed by thermogravimetry, showed abundant presence of kaolinite and gibbsite, medium hematite and low goethite and muscovite; for the phyllite, quartz and goethite were abundant, medium kaolinite, and low hematite. After calcination, most of the material was amorphous, with only some residual kaolinite, quartz and hematite as significant crystalline phases. The specific surface areas of the raw samples are about 60.00 m2 /g; after calcination this value decreased significantly, indicating incipient sintering; the average particle sizes consistently increased after burning. Microstructural research, by scanning electron microscope (SEM) with the support of EDS microanalysis, confirmed the extensive formation of metakaolinite after flash calcination, maintaining the lamellar morphology of the original kaolinite. Tests of mechanical resistance in molded test pieces with the addition of hydrated lime to the calcined materials showed good values, proving that the pozzolanic activity was achieved.
Subject: Engenharia metalúrgica
Tecnologia mineral
Pozolanas
Fornos metalurgicos
Determinação mineralógica
Calcinação (Metalurgia)
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/RAOA-BCMHZU
Issue Date: 20-Mar-2019
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