Caracterização Granulométrica de Quartzitos da Formação Taboões

Granulometric Characterization of Quartzites from the Taboões Formation

Bruno Natali Gervásio

Tavares1Felipe Motta e Silva Mendes2

Jorge Roncato 3

Resumo: Objetivando conhecer as características granulométricas e identificar a aplicabilidade de quartzito da Formação Taboões, quatro produtos foram amostrados na Mina Pau de Vinho, localizada em São Joaquim de Bicas/MG e operada pela ERG Mineração e Comércio ltda. Testes foram realizados em laboratórios, onde os materiais foram submetidos a separação por peneiramento vibratório, com a utilização de padrões internos da empresa. Então, foi possível a analise das possibilidades de utilização em diferentes mercados, de acordo com suas exigências, tanto em relação aos tipos de grão quantos aos tamanhos considerados ideais. Além disso, as necessidades de adaptação foram desenvolvidas com intuito de utilizar as areias industriais provenientes desta formação em diversos mercados, tais como vidro, fundição, fraturamento hidráulico, filtração, trípoli e agregados.

Palavras-chave: Quartzito; Areia industrial; Granulometria.

Abstract: Aiming to understand the granulometric characteristics and identify the applicability of quartzite from Taboões formation four products were sampled in the Pau de Vinho quarry located in the city of São Joaquim de Bicas, in the state of Minas Gerais, Brazil, and operated by ERG Mineração e Comércio Ltda. Tests were carried out in laboratories where the materials were submitted to separation by sieve shakers, using internal company standards. So it made possible analyze the adaptation of use in several markets, according to the needs, both in the types of grain and how the sizes considered ideal. Furthermore, adjustment necessities have been developed in order to use the industrial sands from this formation as glass, smelting, hydraulic fracturing, filtration, tripoli and aggregates.

Keywords: Quartzite; Industrial sand; Granulometric.

1 1Acadêmico do curso de Engenharia de Minas da Faculdade Kennedy. brunonataligt@gmail.com 2Acadêmico do curso de Engenharia de Minas da Faculdade Kennedy.felipesrad@yahoo.com.br 3Profº de Geologia Estrutural e Depósitos Minerais da Faculdade Kennedy.roncatojr@yahoo.com.br

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1. Introdução

Sendo representados em sua grande maioria por minerais não metálicos, os

minerais e rochas industriais são somente a segunda categoria mineral que gera mais

renda ao país. Isto se dá pelo fato de não possuírem alto valor agregado, apesar das

maiores quantidades de jazidas medidas (mais de 104 bilhões de toneladas) sendo que

os metálicos possuem mais de 24 bilhões de toneladas medidas (DNPM, 2010). Seu

uso é em quase sua totalidade destinado ao mercado interno.

A exploração de minerais industriais, por se tratarem de mais de 200 tipos de

rochas e minerais, apresentam diferentes maneiras de lavra e beneficiamento,

principalmente pela grande variação de tipologia e características mineralógicas das

jazidas, sendo este ponto em que se condicionam as diversas aplicações industriais.

Visando entender o comportamento físico do quartzito proveniente da

Formação Taboões em etapa de produção, o estudo foi desenvolvido com intuito de

estabelecer quais as aplicabilidades do material no mercado a partir do conhecimento

granulométrico.

2. Mineralogia eGeologia

A composição mineralógica das areias pode variar, uma vez que, qualquer

tipo de rocha existente na superfície da crosta terrestre as pode originar. As areias mais

comuns são as areias quartzíticas, de cor clara, que apresentam o quartzo como

componente predominante, o que se explica pela maior resistência deste mineral às

ações dos agentes externos. Outros minerais como feldspato, mica, magnetita, ilmenita,

monazita, obsidiana, granada, cassiterita, zircão, cromita, olivina, fragmentos de rochas

basálticas e carbonáticas, matérias orgânicas e fósseis de organismos vivos também

podem ser encontradas em areias. Contudo, existem areias que majoritariamente são

constituídas por minerais ferromagnesianos (olivinas, piroxênios, anfibólios), ou por

componentes líticos, tais como fragmentos de calcário, basalto, etc.

As areias industriais encontram-se no domínio dos sedimentos e das rochas

sedimentares. Este ambiente reúne as condições para formação de extensos depósitos

de areia, tais como: grandes volumes de quartzo nos sedimentos e rochas, ampla rede

de bacias e elevada competência das drenagens etc. Neste contexto, encontram-se as

baciassedimentares do interior do cristalino, as bacias costeiras e as bacias

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hidrográficas (Azevedo e Ruiz, 1990). Segundo esses autores, as areias industriais

explotadas estão associadas a pacotes rochosos definidos como formação geológica, a

coberturas sedimentares ou a depósitos litorâneos. A Mina Pau de Vinho é localizada

em São Joaquim de Bicas/MG, região metropolitana de Belo Horizonte. A mineralogia é

composta predominantemente de quartzo e frações menores de moscovita, caulinita e

traços de hematita e goethita, sendo esses responsáveis pela coloração do maciço

(Bueno, 2013).

Quadrilátero Ferrífero

O Quadrilátero Ferrífero (Fig. 1) consiste em uma das mais importantes

províncias minerais do Brasil, sendo sua complexa geologia regional caracterizada,

principalmente, por quatro grandes unidades litoestratigráficas (Alkmim e Marshak

1998), da base para o topo: Embasamento Cristalino, Supergrupo Rio das Velhas,

Supergrupo Minas e o Grupo Itacolomi.

Figura 1: Mapa geológico do Quadrilátero Ferrífero/MG. Fonte: Baltazar & Zucchetti, 2004

Supergrupo Minas

Segundo Rosiere e Chemale (2000), a estratigrafia do Supergrupo Minas

pode ser dividida em duas megassequências principais: a primeira é uma sequência

entre fluvial deltaica e marinha plataformal que inclui os grupos Caraça, Itabira e

Piracicaba, sendo a segunda sequência representada pelos depósitos marinhos

imaturos do Grupo Sabará.

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Segundo Alkmim e Marshak (1998), a partir da gênese do material de origem

– sedimentos clásticos ou químicos – o Supergrupo Minas pode ser subdividido da base

para o topo em quatro grupos: Caraça, Itabira, Piracicaba eSabará.

O Grupo Piracicaba é constituído por espesso pacote de sedimentos

clásticos intercalados na base com lentes de carbonatos (Alkmim e Marshak, 1998), de

idade estimada entre 2,4 e 2,159 bilhões de anos (Renger et al., 1994). Encontra-se

dividido, da base para o topo,em:

• Formação Cercadinho, constituída por filitos, dolomitos, quartzitos, quartzitos

ferruginosos;

• Formação Fecho do Funil, constituída por filitos quartzosos, filitos dolomíticos e

dolomitossilicosos;

• Formação Taboões, constituída por quartzitos lenticulares de granulação fina, na

qual a área em estudo se encontrainserida;

• FormaçãoBarreiro,constituídaporfilitosefilitosgrafitosos(DorrIIetal.,1957).

A Formação Taboões, é uma unidade estratigráfica, onde a sequência de

rochas metassedimentares encontra-se orientadas de Leste para Oeste com variações

locais e mergulhos nos quadrantes NE e NW sensivelmente próximos da vertical.

Nos afloramentos é possível identificar diversas famílias de fraturas com

mergulhos fortes e com percolação de fluidos hidrotermais (Bueno, 2013). A porção

superior do Taboões é constituída de pelitos dolomíticos e siltíticos de cores marrom

claro a marrom escuro e cinzento. A seção esquemática abaixo demonstra como são as

encaixantes das formações.

Área de Estudo

Os vértices limítrofes de estudo são indicados pela tabela 2. É possível

observar as instalações de beneficiamento e as frentes de lavra pela figura 3. Nomaciço

no qual estão expostas as frentes de lavra, conforme as figuras 4 e 5 aflora,

predominantemente, o ortoquartzito da Formação Taboões. O quartzito, localmente,

apresenta textura fina, granoblástica com cristais subarrendondados, com baixa

esfericidade, de cor amarelada, bastanteintemperizado.

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Tabela 1: Limites da áreaestudada

Figura 3: Imagem aérea da Mina Pau de Vinho Fonte: Google Earth, 2016.

Figura 4 - AfloramentoquartzitoW Figura 5 - Afloramento quartzitoY

Durante toda a extensão da área de direito minerário concedido a ERG

Mineração e Comércio ltda., existem, no total, onze corpos de quartzito, devidamente

enumerados. O alvo deste trabalho está no corpo 1, como demonstrado no mapa

geológico local, figura 6.

Figura 6 - Mapa geológico local - Fonte: ERG Mineração e Comércio Ltda.

Vértices das proximidades da área de estudo

Coordenadas em SAD 69 Pontos E N

1 578.544 7.776.000 2 578.710 7.776.000 3 578.544 7.775.760 4 578.710 7.775.760

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Areia Industrial

Areia é um material resultante de desagregação natural ou cominuição de

rochas, mais ou menos cimentadas. Os termos areia industrial, areia de quartzo, areia

quartzosa ou mesmo areia de sílica (sílica sand) são atribuídos geralmente a areias que

apresentam alto teor de sílica (SiO2) na forma de quartzo, e são materiais

extremamente importantes em vários segmentos industriais, tais como na fabricação de

vidros, na indústria de fundição, na indústria cerâmica, na fabricação de refratários e

cimento, na indústria química, fabricação de ácidos e de fertilizantes, no faturamento

hidráulico para recuperação secundária de petróleo e gás, como carga e extensores em

tintas e plásticos, também em aplicações não industriais como horticultura e locais de

lazer, computadores que usam chip, até fibra óptica usada nas comunicações (Davis e

Tepordei, 1985; Zdunczyk e Linkous, 1994; Ferreira, 1997; BGS,2004).

Quartzo, na forma de areia e arenito, é um dos minerais industriais mais

comuns. É encontrado em todos os tipos de rocha, de todas as idades geológicas. O

primeiro uso industrial da sílica, há mais de 4.000 anos, é o vidro (Davis e Tepordei,

1985), sendo atualmente sua principal utilização.

Segundo a NBR 7211/1983, a granulometria da areia divide-se, em: areiafina

(entre 0,06mm e 0,2mm), areia média (entre 0,2mm e 0,6mm) e areia grossa (entre

0,6mm e2,0mm).

Possibilidades de Aplicações:

• Vidro A areia para a indústria de vidro deve apresentar um teor elevado de quartzo,

baixo teor de ferro e de material refratário. Como a areia é o principal insumo na

manufatura do vidro, a localização da jazida de areia, na maioria dos casos, influencia

na escolha do local da fábrica (Shreve e Brink Jr.,1977).

Há muitos tipos de vidros, com diferentes propriedades. A maioria dos vidros

comerciais usados no nosso cotidiano é produzida com três ingredientes principais:

areia, cal e barrilha, correspondendo a 90% das matérias primas que alimenta os fornos

de fabricação de vidro. O vidro normalmente contém 70-74% SiO2, sendo esta sílica

provida principalmente pela areia industrial e, de modo crescente, por vidro reciclado.

Osoutros componentes, como CaO, MgO (na forma de dolomita) e Al2O3 (como

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minerais feldspáticos), são adicionados para conferir estabilidade e durabilidade ao

vidro (Shreve e Brink Jr., 1977; BGS,2004).

Tabela 2: Especificações granulométricas (% retida acumulada) das areias para as indústrias vidreiras - Fonte: Zdunczyk e Linkous (1994)

• Fundição

Na indústria de fundição, o metal, ou liga, é fundido em moldes nos quais a

areia é usada como o principal material para sua confecção. A areia tem a função de

resistir às solicitações térmicas, mecânicas e químicas a que estão submetidos os

moldes, desde o vazamento do metal fundido até a solidificação das peças produzidas

(Nava, 1997b). As propriedades físicas e químicas da areia são importantes e

dependem de vários fatores, tais como do tipo de metal e de produto a ser fundido e do

tipo de aglomerante utilizado. Atualmente, a demanda é por areias sem argilas

(lavadas), com alto teor de sílica. Devem também apresentar uma distribuição

granulométrica estreita e grãos com alta esfericidade. O agente ligante, uma argila

(geralmente bentonita) ou resina, é adicionado e misturado à areia para a fabricação do

molde (BGS, 2004).

Em termos de tonelagem consumida, a areia de quartzo para a fundição

possui um mercado expressivo. Essa deve conter acima de 98% de SiO2e restrição

quanto aos teores de CaO e MgO. Quanto maior o teor de óxidos alcalinos terrosos,

especialmente CaO, mais ligante sintético será necessário para a fabricação dos

moldes de fundição (Zdunczyk e Linkous,1995).

Granulometria (mm/#Tyler)

Vidro Plano

Vasos de Cristal

Fibra de Vidro

1,18 / 16 - - - 0,850 / 20 <0,01 - - 0,60 / 30 - - -

0,425 / 35 <0,10 <4,0 - 0,250 / 60 - - <0,01 0,106 / 150 >92,0 <25,0 - 0,075 / 200 >99,5 >95,0 <0,6 0,045 / 325 - - >3,0

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A caracterização da areia de quartzo se da a partir de medições, tais como:

módulo de finura (AFS - American Foundry Society), superfície específica teórica, o

coeficiente de angularidade e outros parâmetros também importantes para

caracterização de uma areia, tais como aspectos de superfície dos grãos obtidos ao

microscópio eletrônico de varredura (Mariotto, 1981). As principais propriedades

requeridas de uma areia de quartzo para a fundição são: forma do grão, distribuição

granulométrica (Tabelas 4 e 5), permeabilidade, ponto de sinterização e composição

mineralógica.

Peneiras ABNT % Retida Malha

(#Tyler) Abert. (mm) Mínimo Máximo

20 0,850 - 1,0 30 0,600 - 7,0 40 0,425 20,0 45,0 50 0,300 7,0 60,0 70 0,212 15,0 25,0

100 0,150 - 10,0 140 0,106 - 5,0 200 0,075 - 1,0 270 0,053 - 0,1

Fundo <0,053 - - Tabela 3: Granulometria de areia para fundição,

produto 40/50 - Descalvado Mineração Fonte: Descalvado Mineração - Especificação

Técnica de Fornecimento - Produto 40/50. 21/03/2012

• Fraturamentohidráulico

Tabela 4: Granulometria de areia para fundição, produto 35/45 - Descalvado Mineração

Fonte: Descalvado Mineração - Especificação Técnica de Fornecimento - Produto 35/45.

21/03/2012

A areia com alto teor de sílica é utilizada no fraturamento hidráulico de

rochas reservatório de poços de petróleo e gás. Um fluido, com areia em suspensão, é

bombeado sob alta pressão na formação produtora de petróleo, com a finalidade de

aumentar e criar novos poros na rocha. A seguir, o fluido é extraído da formação, no

entanto a areia permanece, atuando como mantenedor dos poros da rocha abertos –

propante (Harben e Kuzvart;1996).

Algumas especificações para a areia de quartzo ser usada no faturamento

hidráulico de formações contendo óleo ou gás são esfericidade, granulometria entre as

malhas 20 e 40, e separação de alguns materiais tais como feldspato, calcita, argilas e

etc. (Davis e Tepordei, 1985).

Peneiras ABNT % Retida Malha

(#Tyler)

Abert. (mm) Mínimo Máximo

20 0,850 - 1,5 30 0,600 - 13,0 40 0,425 20,0 45,0 50 0,300 27,0 60,0 70 0,212 10,0 23,0 100 0,150 - 7,0 140 0,106 - 2,0 200 0,075 - 0,3 270 0,053 - 0,1

Fundo <0,053 - -

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Malha(#Tyler) % peso % peso 14 11,99 11,99 20 82,91 94,9 28 4,75 99,65 -28 0,35 100

Tabela 5: Distribuição granulométrica de uma areia usada para fraturamento hidráulico nos campos de petróleo de Taquipe (BA).

Fonte: Livro Rochas e Minerais Industriais – CETEM

• Filtração

Para esta finalidade, as areias são usadas no preparo de leitos (filtros)

destinados à filtragem e purificação de águas e efluentes industriais. A areia para

filtração deve ser isenta de impurezas (argilas, pó, materiais micácios ou orgânicos).

Não há restrições ao formato dos grãos, no entanto é desejável que não sejam

alongados ou planos. Grãos angulares ou arredondados propiciam porosidade e

permeabilidades adequadas aos leitos de filtração. A areia deve apresentar tamanho

uniforme e estar distribuída em faixas granulométricas estreitas, como pode ser visto na

tabela 7. São duas as especificações que uma areia para filtração deve atender:

tamanho médio dos grãos e uniformidade (Zidunczyk e Linkous, 1984).

Granulometria (mm) % Material Observações 4,7 - 7,2 0 - 7,5

Camada Suporte 2,35 - 4,75 7,5 - 15 1,7 - 2,3 10 - 15

Camada Intermediária 0,8 - 1,7 10 - 15 0,6 - 0,1 10 - 15 0,3 - 0,6 40 - 60

Meio filtrante principal 0,4 - 0,7 40 - 60 Tabela 6: Granulometria mais comuns para confecção de filtros d'água

Fonte: Empresa SNatural - Filtros para água com Areia Especial

• Tripoli

A areia de quartzo é utilizada na fabricação de sílica amorfa, em borracha,

plástico e tinta. A alvura (brightness), o baixo índice de absorção de óleo e a mobilidade

para granulometrias específicas permitem que areia de quartzo seja usada como carga

na indústria (Harben, 1995). No estado de Illinois e Missouri, EUA, é explorada uma

sílica denominada tripoli, frequentemente descrita como sílica amorfa, devidoà sua

semelhança com a diatomita. Narealidade, trata-se de uma sílica

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cristalina finamente moída (Hanson, 1995). Nas tintas denominadas arquiteturais, a areia

de quartzo melhora a retenção, a durabilidade e a resistência à sujeira, ao mofo, à

fissuração e ao intemperismo. Em coberturas marinhas e de manutenção, a durabilidade

do quartzo confere excelente resistência à abrasão e àcorrosão.

A sílica usada como carga ou extensor, na forma finamente moída (flour) ou

tripoli, torna a tinta mais resistente a ataques químicos, devido à sua resistência, além

de contribuir com a melhora em relação a retenção da tinta, durabilidade e fluidez

(Kendal, 1991). Na tabela 8, observa-se a granulometria típica do tripoli.

Granulometria (µm)

% retida

>10 0,5 <10 99,5

Tabela 7:Granulometria típica do tripoli Fonte: Bradbury e Ehrlinger,1983

• Agregados

A granulometria dos agregados é uma propriedade muito importante,

visto que no concreto de cimento Portland, pavimento betuminoso, lastro de ferrovia,

filtro e enroscamento são usados na forma granular. A distribuição granulométrica do

agregado tem uma relação significativa com o índice de vazio do agregado e

influenciará no grau de compacidade do concreto e do pavimento. Quanto menor o

índice de vazios do agregado, menor o consumo de cimento no concreto hidráulico e

menor o consumo de betume no concreto betuminoso para pavimento. (Luz e Almeida,

2012).

Sua aplicação depende da natureza da rocha (mineralogia,

propriedades mecânicas e físicas), das condições de lavra e processamento

(características geométricas e distribuição granulométrica) e das proporções que entra

cada um dos agregados. A caracterização tecnológica dos agregados para determinar

as suas propriedades visando ao seu uso na construção civil, é de vital importância,

visto que os ensaios de laboratório têm dupla finalidade – quantificar as propriedades

físicas, mecânicas e químicas, de forma a orientar a dosagem correta do concreto e de

outros materiais e antecipar seu comportamento futuro, quando em serviço (Tauren &

Dennis, 2000; Loemco, 2003; Frazão, 2002; Frazão, 2007). Na tabela 9 estão definidas

as granulometrias e as principais aplicações para cada tipo de areia.

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Especificações granulométricas e aplicações para a areia

Tipos Granulometrias (mm)

Aplicações

Grossa 1,2 a 2,4 Concreto Média grossa 0,6 a 1,2 Argamassa de assentamento

Média 0,3 a 0,6 Argamassa de revestimento externo

Fina 0,15 a 0,3 Argamassa de revestimento interno; reboco

Tabela 8: Aplicações da areia conforme a variação granulométrica Fonte: Manual prático de materiais de construção. Ernesto Ripper, 1995

Caracterização Granulométrica dos Quartzitos

Um dos principais fatores que envolve a produção de quartzito é a relação

granulométrica. Então, estudos serão realizados com principal objetivo conhecer o

comportamento das curvas de partição dos produtos gerados pela planta, com intuitode

verificar quais mercados consumidores são adequados para o quartzito emquestão.

Como base para o estudo foi realizado o acompanhamento do método de

extração e beneficiamento desenvolvido na mina Pau de Vinho. O quartzito possui duas

tonalidades que os distinguem visualmente, sendo um chamado de quartzito W(branco)

e outro de quartzito Y (amarelado). Ambos os materiais são enviados ao ROM (Run Of

Mine) e alimentados, separadamente, no silo da planta de beneficiamento por pá

carregadeira. As etapas de beneficiamento estão demonstradas na figura 7, naforma de

fluxograma para melhorcompreensão.

Figura 7 - Fluxograma de beneficiamento da Mina Pau de Vinho

Pilhas dos quatro produtos (quartzito W fino e médio, e quartzito Y fino e

médio) foram amostradas para caracterização do comportamento do material ao ser

beneficiado. Foramcriadas imagens (figuras 8, 9, 10 e 11), utilizando Microscópio

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Eletrônico Digital dos produtos gerados pelo teste. Testes de fracionamento foram

realizados através de uma sequência de peneiras, série Tyler, com um agitador de

peneiras. As baterias de testes alternando a frequência de peneiramento, variandoentre

5 a 20Hz, o tempo de residência do material, entre 10 a 20 minutos, e a quantidade de

material a ser fracionado, se fez necessária para a melhor padronização dos resultados.

Com os experimentos, foi vislumbrado a necessidade de baixa frequência na agitação

da peneira, 5Hz, pois o material é composto por diversos grânulos, e quando estes são

agitados em maiores frequências, são desaglomerados e aumentam a quantidade de

material fino, fazendo com que os resultados não sejam representativos. Para uma

melhora no desempenho de separação do material, foi eliminada toda a umidade

domaterial.

Sendo assim, foram determinados os seguintes parâmetros para cada

tipodeproduto:

• Quartzito W - fino: aproximadamente 130g, 10 minutos e5Hz;

• Quartzito W - médio: aproximadamente 130g, 20 minutos e 5Hz;

• Quartzito Y - fino: aproximadamente 130g, 10 minutos e 5Hz;

• Quartzito Y - médio: aproximadamente 130g, 20 minutos e 5Hz.

3. Resultados Utilizando estes padrões, foram realizados testes com as quatro amostras

recolhidas, e os resultados foram dispostos da seguinte maneira:

Figura 8 - QuartzitoWfino Figura 9 - Quartzito Wmédio

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Figura 10 - QuartzitoYfino Figura 11 - Quartzito Ymédio

Tabela 10 :Análise granulométrica produto quartzito SJB W Fino

Tabela 11 :Análise granulométrica produto quartzito SJB W Médio

Através do teste realizado, é possível observar pela tabela 10 que oQuartzito

SJB W - Fino possui pouco material acima de 0,5mm (17,9%), além de se acumular

majoritariamente retido em 0,15mm (23,1%). É importante destacar sua baixa umidade,

1,73%, e seu D50, aproximadamente 0,15mm, o mais fino dentre os produtos.

Verificando seu aspecto através da figura 8, pode-se observar uma regularidade

granulométrica, com alguns grãos maiores que 1mm, porém poucaesfericidade.

O comportamento do produto Quartzito SJB W - Médio inicialmente se

destaca por possuir grande fração retida em 2mm (20,2%). Mais da metade (61,5%) é

retido acima de 0,15mm (Tabela 11). Apesar disso, o material considerado médio

também apresenta grande percentual de finos, sendo 24,9% passante em 0,053mm.

Seu D50 é próximo a 0,25mm, e sua umidade é de 3,88%. Verifica-se na figura 9 a

existência de material muito fino, abaixo de 0,5mm, e alguns grãos com mais de 1mm.

Em geral, um material pouco esférico.

Produto: Quartzito SJB W - Médio Umidade = 3,88% g % retida

simples % retida

acumulada Material Seco 131,4 - -

+6,35mm (#1/4") 0,0 0,0% 0,0% +2mm (#9) 26,5 20,2% 20,2%

+1,41mm (#14) 10,0 7,6% 27,8% +1,19mm (#16) 1,3 1,0% 28,8% +0,60mm (#28) 6,3 4,8% 33,6% +0,50mm (#35) 8,0 6,1% 39,7% +0,30mm (#48) 7,6 5,8% 45,5%

+0,150mm (#100) 21,1 16,1% 61,5% +0,075mm (#200) 12,1 9,2% 70,7% +0,053mm (#270) 5,7 4,3% 75,1% +0,044mm (#325) 17,6 13,4% 88,5% -0,044mm (#325) 15,1 11,5% 100%

Produto: Quartzito SJB W - Fino Umidade = 1,73% g % retida

simples % retida

acumulada Material Seco 131,4 - -

+6,35mm (#1/4") 0,0 0,0% 0,0% +2mm (#9) 0,0 0,0% 0,0%

+1,41mm (#14) 2,8 2,1% 2,1% +1,19mm (#16) 0,5 0,4% 2,5% +0,60mm (#28) 7,8 5,9% 8,4% +0,50mm (#35) 12,4 9,4% 17,9% +0,30mm (#48) 13,2 10,0% 27,9%

+0,150mm (#100) 30,3 23,1% 51,0% +0,075mm (#200) 15,4 11,7% 62,7% +0,053mm (#270) 5,2 4,0% 66,7% +0,044mm (#325) 21,8 16,6% 83,3% -0,044mm (#325) 22,0 16,7% 100,0%

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Importante ressaltar a quantidade de material retido acima de 0,5mm(31,3%),

além de possuir menor percentual de material passante em 0,15mm (34,4%),

demonstrando ser um material mais grosseiro que o produto Quartzito SJB W - Fino.

Sua fração que mais reteve material, que é a de 0,15mm (20,4%). O D50 é próximo a

0,25mm e sua umidade é de 1,32%, e através da figura 10 observa-se a grande

quantidade de material abaixo de 0,5mm e alguns grão com 1mm, todos pouco

esféricos.

Tabela 12 :Análise granulométricaproduto quartzito SJB YFino

Tabela 13 :Análise granulométrica produto quartzito SJB Y Médio

Destaca-se a quantidade de material retido em 2 mm (17,4%), e sua maioria

é retido acima de 0,15mm (68,9%). Mesmo sendo considerado um material de

granulometria média, possui 20,8% de sua massa passante em 0,053mm. O D50 é

aproximadamente 0,40mm e sua umidade de 3,80%. É possível visualizar, pela figura

11, sua baixa esfericidade e grãos maiores que 3mm, além da existência de grande

percentual de material fino (<0,5mm). As figuras abaixo demonstram gráficos

comparativos dentre os quatro produtos, tanto em relação ao retido acumulado (fig. 12)

quanto para o retido simples (fig.13).

Aplicabilidade dos Produtos

Vidro: Necessitando pelo menos 95% menores que 0,075mm, os produtos

Quartzito SJB W- Fino (37,3%), W- Médio (29,2%), Y - Fino (25,7%) e Y - Médio

Produto: Quartzito SJB Y - Médio Umidade =

3,80% g % retida

simples % retida

acumulada Material Seco 131,5 - -

+6,35mm (#1/4") 0,0 0,0% 0,0% +2mm (#9) 22,9 17,4% 17,4%

+1,41mm (#14) 9,2 7,0% 24,4% +1,19mm (#16) 1,8 1,4% 25,8% +0,60mm (#28) 10,8 8,2% 34,0% +0,50mm (#35) 14,5 11,0% 45,0% +0,30mm (#48) 13,2 10,0% 55,1%

+0,150mm (#100) 18,2 13,8% 68,9% +0,075mm (#200) 9,5 7,2% 76,1% +0,053mm (#270) 4,1 3,1% 79,2% +0,044mm (#325) 12,6 9,6% 88,8% -0,044mm (#325) 14,7 11,2% 100,0%

Produto: Quartzito SJB Y - Fino Umidade =

1,32% g % retida

simples % retida

acumulada Material Seco 134,9 - -

+6,35mm (#1/4") 0,0 0,0% 0,0% +2mm (#9) 0,0 0,0% 0,0%

+1,41mm (#14) 5,9 4,4% 4,4% +1,19mm (#16) 1,7 1,3% 5,6% +0,60mm (#28) 14,4 10,7% 16,3% +0,50mm (#35) 20,2 15,0% 31,3% +0,30mm (#48) 18,8 13,9% 45,2%

+0,150mm (#100) 27,5 20,4% 65,6% +0,075mm (#200) 11,7 8,7% 74,3% +0,053mm (#270) 4,7 3,5% 77,8% +0,044mm (#325) 13,1 9,7% 87,5% -0,044mm (#325) 16,9 12,5% 100,0%

15

(23,9%) não possuem tal finura para aplicação direta em vidros. Dentre entes, o que

pode se adequar ao mercado de vidros é o Quartzito SJB W - Fino.

% Retida Acumulada - Produtos W e Y

Figura 12: Comparação por % retida acumulada dos quatro produtos SJB

% Retida Simples - Produtos W e Y

Figura 13 : Comparação por % retida simples dos quatro produtos SJB

Fundição:

• Produto 40/50 - Possuindo baixa quantidade de material acima de 0,6mm

(máximo 8%) e passante em 0,15mm (máximo 6,1%), suas maiores concentrações

então entre 0,425mm (de 20 a 45%) e 0,3mm (de 7 a60%).

• Produto 35/45 - Possuindo no máximo 14,5% de material acima de 0,6mm

e no máximo 2,4% passante em 0,15mm. Suas maiores concentrações então entre

0,425mm (de 20 a 45%) e 0,3mm (de 27 a60%).

Os produtos gerados são comparados da seguinte maneira:

• Quartzito SJB W - Fino: Acima 0,6mm (8,4%), passante em 0,15mm

(49%), retido em 0,3mm (10%) e retido em 0,5mm(9,4%).

• Quartzito SJB W - Médio: Acima 0,6mm (33,6%), passante em 0,15mm

(38,4%), retido em 0,3mm (5,8%) e retido em 0,5mm(6,1%).

16

• Quartzito SJB Y - Fino: Acima 0,6mm (16,4%), passante em 0,15mm

(34,4%), retido em 0,3mm (13,9%) e retido em 0,5mm(15%).

• Quartzito SJB Y - Médio: Acima 0,6mm (34%), passante em 0,15mm

(31,1%), retido em 0,3mm (10%) e retido em 0,5mm(11%).

Com relação ao produto 40/50 da Descalvado Mineração, existe a

necessidade de redução nas frações acima de 0,6mm nos produtos Quartzito SJB W –

Médio, Y - Fino e Y - Médio, além de cortes em frações abaixo de 0,15mm em todos os

produtos. Das frações medianas, de 0,425mm (aproximada pela fração0,5mm), nenhum

produto SJB se adequa, já na fração 0,3mm, apenas o Quartzito SJB W - Médio não

atinge o percentualmínimo.

Comparando ao produto 35/45, necessitaria de redução na fração 0,6mmnos

produtos Quartzito SJB W - Médio e Y - Fino. Já a diminuição da fração abaixo de

0,15mm deveriam ser realizados em todos os produtos. Em relação as frações

medianas, nenhum produto se adequa nas faixas de 3mm e0,425mm.

Fraturamento hidráulico: Necessitando que 99,65% do material retido de

1,41mm até 0,6mm, os produtos Quartzito SJB Y - Médio (16,6%), Y - Fino (16,4%), W -

Médio (13,4%), W - Fino (8,4%), e possuem pouca quantidade de material nesta

margem granulométrica.

Filtração:

• Camada Suporte: Existe pequeno percentual dos produtos Quartzito SJB

W - Médio (20,2%) e Y - Médio (17,4%) acima de 2mm, que poderia se adequar a faixa

granulométrica da camada suporte de 2,35mm a4,75mm.

• Camada intermediária: Já na camada intermediária, existem faixas de 1,7

a 2,3mm, em que se adequariam os produtos Quartzito SJB W - Médio (20,2%) e Y -

Médio (17,4%) acima de 2mm. Na faixa de 0,8 a 1,7mm, nenhum dos produtos se faz

adequado ao percentual mínimo (10%). Na faixa de 0,6 a 0,1mm, os produtos Quartzito

SJB Y - Fino (ao menos 49,3%) W - Fino (ao menos 42,5%), Y - Médio (ao menos

34,8%), e W - Médio (ao menos 28%), faz-se necessária adaptação ao percentual desta

faixa granulométrica (10 a15%).

17

• Meio filtrante principal: As faixas de meio filtrante principal são 0,3a 0,6mm

e 0,4 a 0,7mm, ambas com percentual de 40 a 60%. Nenhum produto se adequaria a

estepercentual.

Trípoli: Sua aplicação se restringe em quase sua totalidade abaixo de0,1mm.

Dos produtos que poderiam ser utilizados para a fabricação de trípoli o Quartzito SJB W

- Fino possui mais de 49% de sua massa adequada, e os Quartzitos SJB W - Médio

(mais de 38,4%), Y - Fino (mais de 34,4%) e Y - Médio (mais de 31,1%) também

possuem bonspercentuais.

Agregados:

• Concreto (1,2 a 2,4mm): Dos produtos gerados, temos Quartzito SJB W -

Fino (2,5%), W - Médio (28,8%), Y - Fino (5,7%) e Y - Médio (25,8%). Os produtos

denominados médios (Quartzitos SJB W e Y) são os que possuem maior probabilidade

de serem utilizados para a fabricação deconcreto.

• Argamassa de Assentamento (0,6 a 1,2mm): Osprodutos Quartzito SJB

W - Fino (6,3%), W - Médio (5,8%), Y - Fino (12%) e Y - Médio (9,6%). O percentual de

todos os produtos é consideradobaixo.

• Argamassa de revestimento externo (0,3 a 0,6mm): Os percentuais dos

produtos são assim dispostos: Quartzito SJB W - Fino (19,4%), W - Médio (11,9%), Y -

Fino (28,9%) Y - Médio (21%) o que possibilita a utilização dos Quartzito SJB Y -Fino.

• Argamassa de revestimento interno, reboco (0,15 a 0,3mm): Os produtos

Quartzito SJB possuem os seguintes percentuais: W - Fino (23,1%), W - Médio (16,1%),

Y - Fino (20,4%) e Y - Médio (13,8%). O Quartzito SJB W - Fino demonstra ser o mais

indicado, seguido pelo Quartzito SJB Y -Fino.

•

4. Conclusões Para a indústria vidreira, além de nenhum produto possuir percentual

granulométrico elevado, se trata de um material que é concomitante ao Quadrilátero

Ferrífero, possuindo como contaminante Fe2O3, o que altera a coloração dos vidros.

Estes dois fatos podem inviabilizar a utilização dos produtos para este fim.

Na fundição, por se tratar de um produto com granulometria muito específica,

há grande complicação emadaptação dos produtos gerados estudados, o quetorna

18

difícil sua aplicação. A aplicação para fraturamento hidráulico se faz difícil, além de

baixo percentual em granulometria adequada, máximo 16,6%, pode-se notar baixa

esfericidade em todas as amostras, o que torna o quartzitoineficiente.

As camadas de filtração intermediária e suporte apresentam bons resultados

na aplicação do produto Quartzito SJB W - Médio, onde podem ser utilizados até 48,2%

de sua massa. A utilização como tripoli demonstrou que o produto Quartzito SJB W -

Fino seria ideal, além de seu alto percentual granulométrico adequado, sua coloração

necessitaria menos tratamento químico para atingir a alvura ideal para carga

(principalmente de tintas).

Para uma empresa voltada para o ramo de argamassas, a opção pelo

produto Quartzito SJB Y - Fino é ideal, visto que é adequado para argamassas de

assentamento, revestimento externo, interno e reboco, totalizando um aproveitamento

de 61,3% do produto. Concreteiras devem avaliar os critérios de viabilização, visto que

o máximo 28,8% do produto Quartzito SJB W - Médio poderiam serutilizados.

É importante ressaltar que o presente estudo se baseia em dados de

granulometria, fazendo necessário conhecimento químico em todas as possíveis

aplicações.

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