UNIVERSIDADE DO ESTADO DE MINAS GERAISFACULDADE DE ENGENHARIACampus João Monlevade

BERILOGeraldo SávioKelly de SouzaLílian Freitas

João Monlevade2012

INTRODUÇÃO

- Beryllos, comumente para gemas verdes;- “Pedra do poder”;- Bolas ‘de cristal’: substituídas por cristal de rocha.

Histórico e definição

Descoberta do Be:- 1798, França – Nicholas L. Vauquelin – precipitação de hidróxido de berílio pela dissolução em hidróxido de potássio;- 1828, Alemanha – Friedrich Wöhler – redução de cloreto de berílio com potássio metálico;- 1898, França – Lebeau – produção de cristais de berílio por eletrólise e preparação da liga de Cu-Be por redução direta de BeO;- 1916, Alemanha – Orterheld – trabalho demonstrando o equilíbrio do Be com Cu, Al, Ag e Fe;- 1932 – Stock e Goldschmidt – primeiro processo comercial através da eletrólise de uma mistura fundida de BeF2 e BaF2;- Foi denominado de berílio e glucínio (do grego glykys, doce, sais) e unificado em 1957 para berílio.

Histórico e definição

- Características do metal: muito leve; ~1,85g/cm3; branca-prateada; pf 1.287°C; maleabilidade 1/3 maior (aço); bastante permeável aos raios X; condições normais resiste à oxidação com o ar;- É um dos mais novos metais em suas aplicações: 1926 (excepcionais propriedades mecânicas Cu-Be); 1932, EUA, produção primeiras ligas; 1940-1950, obtenção do Be metálico com interesse da área nuclear;- Qualidade gema ou industrial: requer cuidado especial (toxicidade);- A partir de 1955: tornou-se estratégico devido às aplicações aeroespaciais;- Emprego mundial: ligas especiais (75%), BeO (15%), Be metálico (10%).

Histórico e definição

MINERALOGIA- 45 diferentes minerais (Be): importantes comercialmente – bertrandita e berilo.

- Bertrandita: Be4Si2O7(OH)2, principal produtor, 0,70-1,0% de BeO;

- Berilo: Be3Al2Si6O18, segunda fonte , 12-13,5% de BeO, ou 5% de Be; impurezas e substituições (Na, K, Li, Rb, Cs; He; H2O) reduz para 11% (BeO);- Dois tipos de berilo:1) Comum ou industrial - branca, verde pálida e/ou verde amarelada, opaco; - cristais diferenciados conforme proporção de álcalis (inferior a 0,5% - prismáticos longos e bem formados; superior - prismáticos curtos e/ou tabulares, pouco desenvolvidos); - cristais podem ser gigantes (Dakota do Sul, 9m por 1,5m de seção, 61ton; Paraíba, agredado de ~200ton).

MINERALOGIA

1) Berilo Comum ou IndustrialMINERALOGIA

MINERALOGIA2) Nobre ou de qualidade gema - transparente e translúcido, vítreo; - belas colorações (variedades preciosas de gemas);

- Água marinha (Fe 2+)

MINERALOGIA- Esmeralda (Cr, V)

MINERALOGIA- Morganita (Mn 2+, Fe e Ti)

MINERALOGIA- Heliodoro (Fe 3+)

MINERALOGIA- Bixbita (Mn 3+), mais rara, Sudoeste de Utah

MINERALOGIA- Goshenita (puro)

GEOLOGIA- Depósitos econômicos de Be, dois tipos de jazimentos:

1) Tufos vulcânicos alterados por hidrotermalismo: - bertrandita ocorrendo em uma sequência de rochas vulcânicas, cuja hospedeira é um tufo alterado; - depósito tabular e concordante com as encaixantes, com extensão de 4Km e espessura média de 15m; - restrito ao depósito epitermal de Utah (EUA).

GEOLOGIA2) Pegmatitos graníticos: - berilo comum ou industrial em quantidade comercial (somente nesta rocha); - também berilo de qualidade gema; - constituem províncias pegmatíticas de dezenas a centenas de quilômetros; - ocorrem na forma de diques que se encaixam em xistos, quartzitos, gnaisses, migmatitos, etc; - concentrações econômicas de outros minerais metálicos e industriais: berilo participa com ~0,35% do pegmatito – co-produto ou subproduto.

GEOLOGIABertrandita: - Utah (EUA): único depósito grande e concentrado o suficiente para minerar comercialmente; - região Nordeste do Canadá;

Berilo (em pegmatito granítico): - Brasil (MG, BA, GO); China, Rússia, Cazaquistão, Índia, França, Argentina, dentre outros.

LAVRA E BENEFICIAMENTOO berilo é produzido em regra geral como co-produto ou subproduto da lavra de minerais de pegmatitos, com dimensões que variam entre 10 e 600 metros de comprimento, 10 a 80 metros de espessura e profundidades comprovadas de dezenas de metros.São aplicados métodos de lavra a céu aberto, fatiando o corpo mineral em níveis horizontais, verticalmente equidistantes de acordo com a sua profundidade, aproveitando-se o desnível topográfico para acessar opegmatito mediante cortes transversais na encaixante. A explotação é desenvolvida ao longo da zona mineralizada, avançando o desmonte em bancadas longitudinais ao corpo.

LAVRA E BENEFICIAMENTONo caso de Mina Subterrânea:

• Desenvolve-se túnel ou poço na encaixante para acessar o pegmatito, abrindo-se galerias de direção ao longo do comprimento do corpo, de onde se bifurcam levantes, aproveitando a gravidade para operar o desmonte.

• Nos corpos constituídos por rochas duras, o desmonte é executado com perfuração pneumática e uso de explosivos. Nas rochas brandas pode ser feita com ferramentas manuais ou com trator de esteira, escavadeiras ou pás mecânicas, que operam simultaneamente no carregamento do minério.

• O berilo é selecionado nas frentes de lavra por meio de cata manual e transportado para fora da frente de lavra.

LAVRA E BENEFICIAMENTO- Esmeralda

Mina de Itabira Utilizam-se máquinas escavadeiras para o trabalho de

extração do material diretamente sobre o xisto esmeraldífero, devido ao seu alto grau de decomposição. Este material é depois transportado para a usina de beneficiamento por meio de carregadeira pneumática. A partir daí, é iniciado o trabalho de recuperação da esmeralda, com a lavagem prévia do conjunto, para depois ser granulométricamente separado e finalmente catado manualmente.

LAVRA E BENEFICIAMENTO Mina de Santa Terezinha de Goiás (GO) e em Carnaíba

e Socotó (BA) A lavra é subterrânea. São desenvolvidos poços verticais

profundos, de onde partem galerias ou grunas, que são estreitas e irregulares, horizontais ou inclinadas, seguindo a rocha mineralizada. O desmonte é feito com a utilização de explosivos. O transporte do material até a superfície é feito com caçambas de borracha, alçadas por sarilhos manuais ou guinchos elétricos e, em alguns serviços, já utilizam elevadores de mina. O xisto mineralizado é conduzido aos lavadores, onde é feita manualmente a catação das gemas. O rejeito desta operação é geralmente revolvido em busca de esmeraldas que escaparam na seleção inicial.

USOS

- Uma fração do berilo bruto é destinada para uso na joalheria em objetos pessoais de adorno.

- A classificação das gemas no mercado internacional apresenta como parâmetros, o seu peso, a cor em graus variáveis com o matiz, o tom e a saturação, a pureza da gema e os aspectos técnicos da lapidação.

- O berilo que não apresenta características para uso como peça de coleção ou gema é comercializado sob a forma de concentrados com teores em torno de 10 a 14% BeO.

- É processado para um estágio intermediário de hidróxido de berílio e posterior transformação industrial para óxido de berílio, berílio metálico ou ligas metálicas.

- O berílio (liga, metal ou óxido) = principal uso em componentes elétricos e em aplicações nucleares.

- Tecnologia e miniaturização em telecomunicações, eletrônica automotiva, computadores e em produtos do meio óptico.

- Quando em cristais bem desenvolvidos e com cores atrativas = (in natura) peça para colecionadores, museus e decoração.

- Utilizado em bombas e pilhas atômicas,(fonte de produção de nêutrons).

- O berilo é importante para o raios X devido sua grande permeabilidade a esses raios.

- Em ligas com o cobre, (fadiga), e com o aço, em ambiente carregado de substâncias ou emanações inflamáveis.

Berilo de qualidade gema

O processo da transformação da pedra bruta em jóia:

- Lapidação;- Design; - Fundição;- Moldagem;- Cravamento da Pedra;- Polimento da Jóia.

ESPECIFICAÇÕES

- A poeira e a fumaça geradas durante o processamento industrial do berilo requerem cuidados especiais para reduzir os riscos potenciais da beriliose.

- No Brasil não existem plantas industriais de berílio ou de seus compostos.

- Produtores = Estados Unidos, Rússia e Cazaquistão.

MINERAIS E MATERIAIS ALTERNATIVOS

- Os minerais usados como peças decorativas e gemas = vidros, madeira, plásticos,sintéticos.

- O berílio pode ser substituído pelo aço e pelo titânio (estrutura), pela grafita (reatores).

- A liga de berílio = liga de fósforo bronze

- O óxido de berílio = nitreto de alumínio (cerâmica).

- Bertrandita (EUA) = berilo como fonte alternativa de berílio.

CONCLUSÃO

O berilo possui grande diversidade de cores e aplicações sendo fortemente utilizado na indústria de gemas.

Devido suas propriedades, a substituição do berílio, muitas vezes pode causar perda no desempenho dos materiais fabricados.

REFERÊNCIASBEZERRA, Marcelo Soares; NESI, Júlio de Rezende. Berilo. Rochas e Minerais Industriais: Usos e Especificações. Rio de Janeiro: CETEM, dez. 2008. pág.339-361.

ELEMENTOS. Berílio. Disponível em: < http://www.cdcc.sc.usp.br/elementos/berilio.html>. Acesso em: 11 abr. 2012.

E-ESCOLA. Bertrandite. Disponível em: <http://www.e-escola.pt/topico.asp?id=591 >. Acesso em: 14 abr. 2012.

MINERIOS. Berilo. Disponível em: <http://mineracaominerios.blogspot.com.br/2010_09_01_archive.html>. Acesso em: 15 abr. 2012.