Potencial agrogeológico dos xistos do Supergrupo Rio das Velhas, Itabira, Minas Gerais, Brasil
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Agrogeological potential of schists from The Rio Das Velhas Supergroup: a study of the waste rock from the Itabira Iron Mine, MG
Primeiro orientador
Membros da banca
Suzi Maria de Cordova Huff Theodoro
Débora Silvano Moreira
Débora Silvano Moreira
Resumo
No Quadrilátero Ferrífero, algumas rochas atualmente classificadas como estéreis nas operações de mineração de ferro apresentam potencial para uso como condicionadores ou remineralizadores de solo (REM). Entre elas, destacam-se os xistos do Supergrupo Rio das Velhas, Grupo Nova Lima. Este estudo avaliou o potencial agrogeológico desses xistos como REM e insumo para captura de CO₂ em solos agrícolas. A análise química de uma amostra composta, constituída por três amostras de xistos coletadas na região de Itabira revelou uma soma das bases de 16,36%, SiO₂ de 44,85%, MgO de 7,56%, K₂O inferior a 1% e um potencial teórico de sequestro de 150 kg CO2 por tonelada aplicada ao solo. A paragênese principal dessas amostras é composta por clorita (~21%), actinolita (~26%), calcita e dolomita (~15%) e quartzo (~18%), plagioclásio (~14%) e anita (~6%). Excetuando o teor de K2O, que é abaixo de 1%, todos os outros critérios atendem o estabelecido pela Instrução Normativa nº 05/2016 para a classificação como remineralizador. Os teores de CaO e MgO juntos à mineralogia observada, sugerem um elevado potencial para captura de CO2 pelo processo de intemperismo acelerado. As amostras foram homogeneizadas e moídas até atingirem granulometria inferior a 0,3 mm, com 84% da massa apresentando partículas menores que 0,075 mm. Diferentes doses de pó de rocha foram testadas em quatro tipos de solos, dois argilosos e dois arenosos, para verificar o incremento do pH da mistura solo-rocha em função da dose do material. As doses aplicadas aos solos arenosos foram de 0, 25, 50, 75, 100, 125 e 150 mg do material por 10 g de solo, correspondendo a doses agronômicas de 0, 2,5, 5, 7,5, 10, 12,5 e 15 t ha⁻¹, considerando a profundidade de 0 a 10cm. Nos solos argilosos, as doses foram de 0, 25, 50, 100, 150, 200, 250 e 300 mg por 10 g de solo, equivalentes a 0, 2,5, 5, 10, 15, 20, 25 e 30 t ha⁻¹ (0 a 10 cm). Os resultados indicaram que com doses entre 50 e 150 mg 10 g-1 de solo, foi possível estabilizar o pH entre 5,5 e 6,5 após 24 e 72 horas de incubação, evidenciando a eficácia dos xistos como corretivos de acidez do solo. Os resultados equivalem às doses agronômicas de 5 e 15 t ha-1, respectivamente, considerando a incorporação na camada de 0-10 cm de solo. O experimento de 90 dias de incubação mostrou que a aplicação de xisto melhorou significativamente as propriedades químicas do solo, aumentando os níveis de cálcio e magnésio, além de corrigir a sua acidez. Portanto, apesar da concentração de K₂O ser inferior a 1%, o material apresenta potencial como condicionador de solo ou matéria-prima para produção de REM através da mistura com outros materiais.
Abstract
In the Quadrilátero Ferrífero region, Brazil, certain rocks currently classified as waste in iron mining operations show potential for use as soil conditioners or rock dust remineralizers (REM). Among them, schists from the Rio das Velhas Supergroup, Nova Lima Group, are noteworthy. This study evaluated the agrogeological potential of these schists as soil remineralizers and as inputs for CO₂ capture. Chemical analysis of a composite sample, comprising three schist samples collected in the Itabira region, revealed a base saturation sum of 16.36%, SiO₂ content of 44.85%, MgO of 7.56%, K₂O below 1%, and a theoretical CO₂ sequestration potential of 150 kg CO₂ per ton of material applied to soil. The main paragenesis includes chlorite (~21%), actinolite (~26%), calcite and dolomite (~15%), quartz (~18%), plagioclase (~14%), and annite (~6%). Quartz volume is below 25%, meeting the requirement established by Brazilian Normative Instruction N°. 05/2016 (Brasil, 2016) for classification as a remineralizer. However, the K₂O content is below the minimum threshold set by the same regulation (<1%). The observed levels of CaO and MgO, together with the mineralogy, suggest a high CO₂ sequestration potential through enhanced weathering. Samples were homogenized and ground to below 0.3 mm, with 84% of the mass composed of particles smaller than 0.075 mm. Different rock powder doses were tested in four soil types, two clayey and two sandy, to assess the pH increase in the soil-rock mixture as a function of application rate. Doses applied to sandy soils ranged from 0 to 150 mg per 10 g of soil (equivalent to 0 to 15 t ha⁻¹, assuming incorporation in the 0–10 cm layer). For clayey soils, doses ranged from 0 to 300 mg per 10 g of soil (equivalent to 0 to 30 t ha⁻¹). Results indicated that doses between 50 and 150 mg per 10 g of soil stabilized pH between 5.5 and 6.5 after 24 and 72 hours of incubation, evidencing the schist’s effectiveness in neutralizing soil acidity. These correspond to agronomic doses of 5 to 15 t ha⁻¹ in the 0–10 cm soil layer. The 90-day incubation experiment showed that shale application significantly improved soil chemical properties by increasing calcium and magnesium levels while reducing acidity. Therefore, despite the K₂O concentration being below 1%, the material shows potential for use as a soil conditioner or as a raw material in blended REM formulations.
Assunto
Calagem dos solos, Matérias-primas, Rochas silicosas, Intemperismo, Ecologia agrícola - Minas Gerais, Xistos
Palavras-chave
Calagem, Insumo Regional, Agrominerais Silicáticos, Intemperismo Aprimorado, Coprodutos.