tecnologia mineral prof. rubens müller katuzmann

TECNOLOGIA MINERAL – ROCHAGEM E REMINERALIZAÇÃO DE SOLOS

Instituto de Geociências - UFPA

TECNOLOGIA MINERAL – Prof. Rubens Müller Katuzmann

I - INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA MINERAL – ROCHAGEM

1. APRESENTAÇÃO

O conteúdo da disciplina de Tecnologia Mineral foi pensado para sistematizar o

conhecimento técnico que receberam ao longo desta Especialização em Rochagem. A tecnológica

mineral aplicada ao desenvolvimento de produtos minerais para aplicação direta na agricultura

através da rochagem, ou como insumos minerais, envolve as características, propriedades e

respectivos parâmetros para projetar processos e escolher produtos e métodos de aplicação

agronômica. Além de abordarmos nesta disciplina as características tecnológicas e processos de

produção de Remineralizadores, trataremos paralelamente dos Condicionadores de Solo e Substratos

para Plantas.

A disciplina dará também destaque aos produtos agronômicos originados de rochas

silicáticas, por serem aquelas que passaram a ser mais aplicadas e estudadas como remineralizadores

dentro do movimento da Rochagem de Solos.

O objetivo da disciplina é introduzir o aluno ao conhecimento das propriedades das rochas

cominuídas após sofrerem processos de britagem e moagem em seu estado in natura e mas também

abordar os processos de tratamento mineral geradores de estéreis ou rejeitos, após sofrerem a

extração de substâncias minerais de valor.

Tais conhecimentos de Tecnologia Mineral permitem que o estudante responda a seguinte

pergunta fundamental:

Quais as características e propriedades tecnológicas de um material mineral cominuído

devem ser observadas para sua formulação e aplicação em rochagem, no condicionamento

de solos ou substrato?

A resposta a esta pergunta abrangente deve orientar o aluno à avaliação dos produtos minerais

e orientá-lo na produção, comercialização e sua aplicação agronômica.

2. ESTRUTURA DA DISCIPLINA

A disciplina está dividida em dois momentos principais: inicialmente serão apresentados (ou

reapresentados) as características, propriedades e os parâmetros tecnológicos que envolvem a



produção e uso de produtos minerais na agricultura. A partir do nivelamento e sistematização das

características tecnológicas serão abordados as operações e processos de tratamento mineral, com

foco no tema produção de remineralizadores e outros produtos agrominerais.

A estrutura da disciplina de Tecnologia Mineral tem o seguinte sumário:

I – INTRODUÇÃO A TECNOLOGIA MINERAL - ROCHAGEM

1. APRESENTAÇÃO

2. ESTRUTURA DA DISCIPLIA

3. BREVÍSSIMA HISTÓRIA DO USO DE ROCHA MOÍDA NA AGRICULTURA

I1. CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA PARA ROCHAGEM

1. PARÂMETROS PARA REGISTRO DE PRODUTO MINERAL NO MAPA.

1.1 Parâmetro Físico - Granulometria

1.2 Parâmetros Químicos – Elementos Nutrientes e Tóxicos

1.3 Parâmetro Mineral –Sílica Livre

1.4 Parâmetros Fisico-Químicos – pH, CE e CTC

2 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS DO PRODUTO MINERAL

2.1. Características Físicas

2.2. Características Minerais

2.3. Características Físico-Químicas

2.4. Características Químicas (Lixiviação)

III PROCESSAMENTO MINERAL – PRODUTOS PARA AGRICULTURA

1.1 PROCESSO DE COMINUIÇÃO (BRITAGEM)

1.1 Britador de Mandíbulas

1.2 Britador Girosférico (Cônico)

1.3 Britador (Moinho) de Martelos

1.4 Operação de Britador

2 USINA DE BRITAGEM: CLASSIFICAÇÃO E PÓS

3 APROVEITAMENTO DOS FINOS GERADOS EM USINAS DE BRITAGEM

3.1 Ciclones Coletores

3.2 Filtro Manga

4 ESTÉREIS E REJEITOS DE MINERAÇÃO



4.1 Estéreis para a Agricultura

4.2 Rejeitos e o Aproveitamento na Agricultura

IV. EXERCICIO

Exercício de balanço de massas: Formulação de remineralizador.

3. BREVÍSSIMA HISTÓRIA DO USO DE ROCHA MOIDA NA AGRICULTURA

Os solos que recobrem nosso Planeta são o resultado de processos naturais semelhantes aos

que são empregados no Processamento Mineral: a fragmentação das rochas, a seleção, classificação

e deposição do material fragmentado em faixas granulométricas distintas, e a alteração da natureza

dos minerais de rocha pela exposição a agentes físicos, químicos e biológicos.

A etapa que exigem maior energia mecânica da natureza é a fragmentação das massas pétreas

e a seleção ou exposição dos minerais de rochas, para então sofrerem a ação química e biológica. A

etapa de cominuição (fragmentação, britagem e moagem) de processamento de rocha é a que

interesse ao estudo de produção de remineralizadores e outros agrominerais naturais.

O uso de rochas moídas já era prática conhecida na Grécia e Roma antigas quando margas

de calcário eram utilizadas no preparo dos solos para cultivos (THEODORO, 2016 e PINHEIRO,

218). Pinheiro (2018) faz um resgate da evolução dos estudos de adubação de solos e cita o trabalho

do naturalista francês Palissy (1563) onde expõe o importante papel das substâncias minerais

presentes nos estercos como os responsáveis pelo crescimento dos cultivos. O experimento do

químico inglês Glauber (1656) mostra o efeito da aplicação de salitre (nitrogênio) no rendimento

dos plantios e o livro Pão de Pedra do cientista alemão Julius Hensel (1894) relata experimentos com

“farinhas de pedra” a partir de rochas silicáticas (granitos, basaltos, gnaisses, etc.), todas ricas em

minerais aluminossilicatos passíveis de alteração e liberação dos seus elementos predominantes, os

nutrientes potássio (K), sódio (Na), cálcio (Ca), magnésio (Mg), silício (Si), e também fósforo (P),

ferro (Fe), cobre (Cu), zinco (Zn), entre outros.

Os ensinamentos e teorias de Hesel (1894) de utilizar farinhas de rocha para fertilizar e

remineralizar os solos cultivados no Velho Mundo, surgiram na mesma época dos fertilizantes

químicos, os sais solúveis de NPK. A opção escolhida, e que fez a revolução agrícola no século

passado, foi a de fertilizantes químicos. No livro de Hesel, apesar de citar vários exemplos de

aplicação da farinha de pedra, nada é comentado sobre o processo de produção, mas ressalta que

quanto mais fino for a farinha de rocha, maior sua ação fertilizante. Acredito, que um dos fatores



determinantes do insucesso, naquela época, da difusão e aplicação dos pós de rocha como fertilizante

(rochagem), tenha sido a dificuldade da moagem de rochas “duras” como os granito, gnaisses e

basaltos mencionados nos estudos de Hesel.

Sugestão de Leitura:

Traduções do livro de Hesel indicados nas referências. Observo que a tradução para o

português contém muitos erros de grafia, possivelmente decorrentes do processo de

conversão digital dos testos traduzidos.

Bibliografia de referência.

Referências:

HESEL, Julius. Pães de Pedra (1893). Junquira Candiru. 2018. Disponível em:

http://cepeas.org/wp-content/uploads/2018/06/22-Paes-de-pedra.pdf

HESEL, Julius. Bread from Stones (1894). Tri-State Press. 2009. Disponível em:

https://rockdustlocal.com/uploads/3/4/3/4/34349856/bread_from_stones.pdf

PINHEIRO, Sebastião. A Agroecologia 7.0. Juquira Candiru Styagraha, 2018.

THEODORO, S.H. A construção do marco lega dos remineralizadores. In. Anais, III Congresso

Brasileiro de Rochagem. EMBRAPA, Pelotas, 2016.

http://cepeas.org/wp-content/uploads/2018/06/22-Paes-de-pedra.pdf



II - CARACTERIZAÇÃO TECNOLÓGICA PARA ROCHAGEM

A caracterização tecnológica de produtos para uso como remineralizadores, condicionadores

de solo e substratos para plantas compreendem aspectos físicos, mineralógicos e químicos. As

características técnicas destes materiais estabelecem padrões e parâmetros de qualidade na aplicação

dos produtos agromineral.

Escolheu-se iniciar esta abordagem, observando os padrões de enquadramento dos produtos

remineralizador, substrato de plantas e condicionadores de solos necessários aos respectivos

registros junto ao Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA), constantes nas

Instruções Normativas Nos 05/2016 e 35/2006.

1. PARÂMETROS PARA REGISGTRO DE PRODUTO MINERAL NO MAPA -

MINISTÉRIO DA AGRICULTURA, PECUÁRIA E ABASTECIMENTO (MAPA)

A Instrução Normativa 05/2016 (IN MAPA 05/2016) do Ministério da Agricultura, Pecuária

e Abastecimento trata das especificações, garantias e tolerâncias mínimas de parâmetros para o

registro dos dois produtos agronômico: remineralizador e substrato, assim definidos:

REMINERALIZADOR

O material de origem mineral que tenha sofrido apenas redução e classificação de tamanho

por processos mecânicos e que altere os índices de fertilidade do solo por meio da adição de

macro e micronutrientes para as plantas, bem como promova a melhoria das propriedades

físicas ou físico-químicas ou da atividade biológica do solo.

SUBSTRATO

O produto usado como meio de crescimento de plantas. Compreende as seguintes Classes:

I - Classe "A": produto que utiliza, em sua produção, matéria-prima de origem vegetal, animal

ou de processamentos da agroindústria isentos de despejos sanitários, onde não sejam

utilizados no processo metais pesados tóxicos, elementos ou compostos potencialmente

tóxicos, resultando em produto de utilização segura na agricultura;

II - Classe "B": produto que utiliza, em sua produção, matéria prima oriunda de

processamento da atividade industrial ou da agroindústria isentos de despejos sanitários, onde

metais pesados tóxicos, elementos ou compostos potencialmente tóxicos são utilizados no

processo, resultando em produto de utilização segura na agricultura;



III - Classe "C": produto que utiliza, em sua produção, qualquer quantidade de matéria-prima

oriunda de lixo domiciliar isentos de despejos sanitários ou materiais potencialmente tóxicos,

resultando em produto de utilização segura na agricultura;

IV - Classe "D": produto que utiliza, em sua produção, qualquer quantidade de matéria-prima

oriunda do tratamento de despejos sanitários e industriais, resultando em produto de

utilização segura na agricultura;

V - Classe "E": produto que utiliza, em sua produção, exclusivamente matéria-prima de

origem mineral ou sintética, resultando em produto de utilização segura na agricultura; e

VI - Classe "F": produto que utiliza, em sua produção, em qualquer proporção, a mistura de

matérias-primas oriunda dos produtos das Classes "A" e "E", respectivamente, dos incisos I

e V deste artigo.

O Remineralizador é definido como um fertilizante natural e para sua produção é permitido

apenas empregar etapas de processamento mineral de cominuição e classificação do produto,

operações de ação essencialmente mecânicas sobre a rocha e seus minerais.

Os Substratos para Plantas, como é definido, não tem a função de fertilizar mas dar boas

condições artificiais ao desenvolvimento de um cultura. Os Substratos possuem várias Classes, entre

elas a Classe Mineral (Classe E);

Os condicionadores de solo têm seu processo de registro mais simples, do que um fertilizante,

e suas especificações, garantias e tolerâncias estão estabelecidas pela Instrução Normativa MAPA

No 35/2006.

CONDICIONADOR

Produto que promove a melhoria das propriedades físicas, físico-químicas ou atividade

biológica do solo, podendo recuperar solos degradados ou desequilibrados nutricionalmente.

Compreendem as seguintes Classes:

I - Classe “A”: produto que em sua fabricação utiliza matéria-prima de origem vegetal,

animal ou de processamentos da agroindústria, onde não sejam utilizados no processo o sódio

(Na+), metais pesados, elementos ou compostos orgânicos sintéticos potencialmente tóxicos;

II - Classe “B”: produto que em sua fabricação utiliza matéria-prima oriunda de

processamento da atividade industrial ou da agroindústria onde o sódio (Na+), metais

pesados, elementos ou compostos orgânicos sintéticos potencialmente tóxicos são utilizados

no processo;



III - Classe “C”: produto que em sua fabricação utiliza qualquer quantidade de matéria-prima

oriunda de lixo domiciliar, resultando em produto de utilização segura na agricultura;

IV - Classe “D”: produto que em sua fabricação utiliza qualquer quantidade de matéria-prima

oriunda do tratamento de despejos sanitários, resultando em produto de utilização segura na

agricultura;

V - Classe “E”: produto que em sua fabricação utiliza exclusivamente matéria-prima de

origem mineral ou química; e

VI - Classe “F”: produto que em sua fabricação utiliza em qualquer proporção a mistura de

matérias-primas dos produtos das Classes “A” e “E”, respectivamente dos incisos I e V deste

artigo.

Nota-se que as Classes de Substratos e Condicionadores são praticamente as mesmas. Para a

classificação dos condicionadores inclui a referência quanto a presença de sódio (Na+) na matéria

prima. A Classe E tanto para substrato ou condicionador deve ser produzida unicamente a partir de

material mineral.

1.1 Parâmetro Físico - Granulometria

Na mineração, após o desmonte inicial da rocha que pode ser mecânico ou por explosão os

processos de redução de tamanho ou cominuição são todos mecânicos e, contemplam duas etapas: a

britagem e a moagem, podendo incluir-se a pulverização, para produtos específicos. Os processos

de classificação ou seleção por tamanho, também mecânicos, são em mais categorias: o

peneiramento, a ciclonagem e a separação gravimétrico/densimétrico.

A granulometria é a única característica física constante da IN MAPA 05/2016 e se aplica

apenas para Remineralizadores. É também uma característica que determinará a velocidade ou a

cinética da ação de remineralização dos solos, ou seja, a disponibilidade dos nutrientes. Portanto,

quanto mais fino for as partículas de rocha ou mineral, maior será sua superfície específica e área de

reação de hidrólise dos minerais de rocha, havendo a maximização da disponibilidade de nutrientes

minerais.

O estudo da granulometria, ou caracterização granulométrica, inerente ao processamento

mineral utiliza os mesmos parâmetros de classificação para as texturas de solos e de agregados para

a construção civil, os quais contemplam quatro Classes Texturais: Pedregulho, Areias (grossa,



média e fina), Silte e Argila. A Figura 1.1 traz um exemplo de curva granulométrica e ordenado

classe de texturas de agregados.

Figura 1.1 – Curva Granulométriaca e faixas de texturas de agregados ou solos.

Fonte: Pinto (2006)

A classificação granulométrica adotada pelo MAPA para os produtos agronômicos, em

particular os reminearlizadores está em anexo da IN MAPA 05/2016, e é distinta da classificação

adotada pela mineração. A granulometria dos produtos agronômicos possui três Classes: Farelado,

Pó e Filler, respectivamente da granulometria mais grosseira a mais fina. Estas especificações são

também empregadas para os produtos fertilizantes químicos.

Por isso, na discussão do parâmetro granulometria serão apresentadas comparações entre as

classes especificadas na IN MAPA 05/2016 e aquelas utilizadas na classificação de materiais

minerais. Assim, i) a granulometria do produto Farelado (grosso), correspondendo a da Areia Grossa

(2 mm < 100% < 5 mm), ii) a do Pó (intermediário), correspondendo a textura de Areia Média (0,4

mm < 100% < 2 mm) e iii) o Filler abrangendo faixas granulométricas da Areia Fina e menores (Silte

e Argila). O Quadro 1.1 mostra as três classes granulométricas especificadas para remineralizadores.

Das três faixas de tamanho especificadas na IN MAPA 05/2016, a de Filler é aquela que mais

se assemelha aos materiais disponíveis em pedreiras de agregados e passíveis de emprego na

rochagem de solos. A granulometria do produto Filler pode abranger as faixas da Areia Fina, Silte e

Argila. A granulometria Filler do MAPA, NÃO DEVE SER CONFUNDIDA com o mesmo termo,

também adotado pelo processamento mineral que considera o filler (fino) materiais com



granulometrias menor que 0,074 mm (ou 200 #). Na indústria os materiais filler são utilizados como

cargas inertes em materiais compostos.

Quadro 1.1 – Especificação de natureza física dos Remineralizadores e Tolerâncias admitidas na

formulação (Anexo I - IN MAPA 2016)

ESPECIFICAÇÃO DE

NATUREZA FÍSICA Peneira

Partículas Passantes

(peso/peso) TOLERÂNCIA

FILLER 0,3 mm (ABNT no 50) 100%

Até 5 unidades para

menos no mínimo

passante.

PÓ 2,0 mm (ABNT no 10) 100%


menos no mínimo

passante

0,84 mm (ABNT no 20) 70% mínimo


menos no mínimo

passante



menos no mínimo

passante

FARELADO 4,8 mm (ABNT no 4) 100%


menos no mínimo

passante.



menos no mínimo

passante.

0,84 mm (ABNT no 20) 25% máximo Até 5 unidades para mais

no máximo passante.

As faixas de Pó (Areia Média: 0,4 mm < 100% < 2 mm) e do Farelado (Areia Grossa: 2 mm

< 100% < 5 mm), por apresentarem menor superfície específica em relação ao Filler geram menor

nível de disponibilidade de nutrientes e, portanto, de efeito fertilizante para rochas silicáticas. Rochas

mais reativas, como os calcários para correção de solos, podem ser aplicados em granulometrias

mais grosseiras, neste caso, para prolongar o tempo de sua ação no solo.

A aplicação do produto Farelado e Pó podem ser usados na formulação de substratos e em

casos especiais de condicionamento físico de solos, quando se deseja condições de drenagem mais

favoráveis.

As tolerâncias admitidas pela IN MAPA 05/2016 (Quadro 1.1) mostra a necessidade do

cuidado com a granulometria na especificação e registro do produto agronômico.



A Figura 1.2 apresenta quatro curvas granulométricas de produtos “pó de rocha” de diferentes

pedreiras de basalto do NE do RS. Observa-se a escolha da peneira de 0,6 mm (30#) como

granulometria superior ou top size. Esta granulometria de corte é usual para a produção de areia de

brita (ou areia industrial) para a formulação de massas de concreto. As curvas indicam que estes

materiais são classificados como Pó pelo MAPA, possuindo mais que 70% do material passante na

peneira 0,84mm e 50% passante na peneira 0,3mm.

Figura 1.2 – Curvas Granulométricas de agregados finos gerados na produção de brita, passantes

na peneira 0,6 mm (RAMOS, et al. 2014)

Para os Substratos de Planta a IN MAPA 05/2016 estabelece que deve ser informar a classe

e natureza física do produto, e portanto, a granulometria conforme as especificações no anexo da IN.

No caso dos Substratos a granulometria é importante para o enquadramento do produto aos

parâmetros de: capacidade de retenção de água (CRA), densidade (aparente) e nas leituras de

condutividade e pH.

Para os condicionadores de solo, referidos na IN MAPA 35/2006 não há referência quanto

ao atendimento de especificações de granulometria. No entanto, esta característica terá influência

nos parâmetros físicos e físico-químicos mencionados para os substratos.

Outros parâmetros físicos especificados para Substratos e Condicionadores, mas não para

enquadramento de Remineralizadores, são:

densidade em kg.m-3 (em base seca);

umidade máxima em percentual, em peso/peso; e

capacidade de retenção de água (CRA) em percentual, em peso/peso.



As metodologias de análise destes parâmetros estão descritas na Instrução Normativa SDA

No 17/2007, da Secretaria de Defesa Agropecuária do MAPA.

Perguntas: Observando as curvas dos materiais apresentados na Figura 1.2, responda:

Em qual das categorias de granulometria da IN MAPA 05/2016 eles se enquadrariam?

Quais os produtos que escolheria para aplicação em rochagem?

1.2. Parâmetros Químicos – Elementos Nutrientes e Tóxicos

As qualidades químicas que um remineralizador deve possuir, estabelecidas pela IN MAPA

05/2016 para seu registro, são a soma das bases dos macronutrientes: Ca (cálcio), Mg (magnésio) e

K (potássio); e a ausência, ou níveis mínimos, dos elementos tóxicos: As (arsênio), Cd (cádmio), Hg

(mercúrio) e Pb (chumbo).

A característica química que indica a presença de elemento fertilizante na rocha é obtida pela

análise de fluorescência de raio X em amostra pulvericada. Os resultados desta análise são

apresentados na forma de óxidos simples das principais bases presentes na rocha (SiO2, Al2O3, CaO,

Fe2O3, K2O, MgO, MnO, Na2O, P2O5 e TiO2).

A análise dos elementos tóxicos é realizada por espectrometria de emissão óptica com plasma

(ICP) que lê amostra liquida da digestão ácida da rocha. Para o Hg a técnica de digestão com água

régia não é confiável, sendo empregadas técnicas solubilização especial. A análise em ICP permite

analisar conjuntos de elementos, revelando a presença de outros contaminantes com Cr (cromo) e

Ba (bário), mas também de micronutrientes como o B (bóro), Cu (cobre), Co (cobalto), Mo

(molibdênio), Ni (níquel), Se (selênio) e Zn (zinco).

Para o enquadramento como remineralizador o pó de rocha deve atender aos seguintes

valores composicionais:

I) Soma de Bases; somatório dos teores analíticos de CaO, MgO e K2O. A soma de bases

SB = CaO+MgO+K2O deve ser igual ou superior a 9% da composição analítica do

remineralizador (massa/massa).

II) Teor de K2O: o teor analítico de K2O deve ser superior a 1% da composição analítica

do remineralizador (massa/massa).

III) Elementos potencialmente tóxicos: Os elementos tóxicos e níveis máximos a serem

observados são:

a) Arsênio (As): 15 ppm



b) Cádmio (Cd): 10 ppm

c) Chumbo (Pb): 200 ppm

d) Mercúrio (Hg): 0,1 ppm

A IN MAPA 05/2016 não faz referência específica aos Substratos quanto à presença de

elementos tóxicos. No entanto, deve ser entendido que os mesmos limites para os remineralizadores

devem ser atendidos, quando o produto mineral participar da formulação de substratos, ou for

utilizado como condicionador de solos.

Aos Remineralizadores, Substratos e Condicionadores é permitida a declaração da presença

de outros elementos minerais fertilizantes, desde que atinjam teores superiores aos valores

mínimos apresentados no Quadro 1.2.

Quadro 1.2 – Teores mínimos do macronutriente fósforo e de micronutrientes que podem ser

declarados nos remineralizadores.

Nutriente Teor Total Mínimo

(% em peso/peso)

Fósforo (P2O5) 1

Boro (B) 0,03

Cloro (Cl) 0,1

Cobalto (Co) 0,005

Cobre (Cu) 0,05

Ferro (Fe) 0,1

Manganês (Mn) 0,1

Molibdênio (Mo) 0,005

Níquel (Ni) 0,005

Selênio (Se) 0,03

Silício (Si) 0,05

Zinco (Zn) 0,1

A exceção do silício (Si) e do ferro (Fe), todos os demais elementos nutrientes são

encontrados normalmente em teores menores que os exigidos pela normativa (Quadro 1.2). A

importância do Si para todos os solos e a grande oferta deste elemento pelas rochas silicáticas tem

sido uma das causas do sucesso dos remineralizadores silicáticos (comercialmente tratados como

granitos e basaltos). O Fe, por sua vez, pode ser desejado para algumas culturas e não recomendado



em excesso para outras. A presença do P nas rochas ocorre preferencialmente em ambientes

alcalinos, mas não deve ser desprezada sua presença em rochas silicáticas onde chega a atingir

valores entre 0,1 e 0,5%.

Os demais elementos, mesmo que em teores ao nível de ppm, frequentemente são também

encontrados nas rochas e podem desempenhar papel importante na saúde de culturas que os

necessitam, e isso, em quantidades mínimas,

Como exemplo de comparação, o Quadro 1.3 traz os resultados de análise por espectroscopia

de fluorescência de raio X (FRX) de amostras de rochas vulcânicas ácidas (dacitos) e de granitos.

Observa-se que nutrientes Fe, Na e P (expressos em óxidos simples) apresentam concentrações não

desprezíveis e provavelmente terão papel fertilizador na rochagem de solos.

Quadro 1.3 – Resultado de análises por FRX expresso em porcentagem (%) de quatro amostras de

dacito (B1, C1, NP2, Z1) de pedreiras no NE do RS, e duas amostras de granito (SJS e SBS) de

pedreiras da região SE do RS.

Óxidos

(%) B 1 C 1 NP 2 Z 1 SJS SBS

Al2O3 13,21 13,14 13,66 12,95 13,10 12,80

CaO 3,94 3,54 2,65 3,92 2,41 0,77

Fe2O3 6,99 6,86 7,52 6,98 4,27 2,48

K2O 3,58 3,75 3,26 3,52 4,14 4,64

MgO 1,42 1,39 1,16 1,48 0,91 < 0,1

MnO 0,12 0,12 0,19 0,13 0,08 0,18

Na2O 3,34 3,19 2,65 3,25 2,70 3,70

P2O5 0,27 0,25 0,23 0,26 0,303 0,015

SiO2 65,10 66,00 63,80 65,10 69,60 75,10

Fonte: Projeto DIPLAN - DNPM/RS

Pergunta: A partir dos dados do Quadro 1.3, quais destas amostras indica potencialidade de

serem registradas como remineralizadores?

1.3 – Parâmetro Mineral – Sílica Livre

O único parâmetro mineral estabelecido pela IN MAPA 05/2016 para fins de registro de

Remineralizador é o da Sílica Livre, com presença limitada ao máximo de 25% (volume/volume).

A restrição a rochas com alta presença desta fase mineral, se justifica pela sua alta estabilidade, ou

seja, a reatividade praticamente inexistente. A composição da Sílica Livre é SiO2, e compreendem



os minerais: quartzo, tridimita e cristobalita. Estes minerais silicáticos, pela sua alta estabilidade, são

os únicos preservados após degradação das rochas e são os minerais predominantes nos depósitos de

sedimentos fluviais e marinhos. A aplicação de rochas com altos teores destes minerais, além de

menor oferta de elementos nutrientes pode promover a arenização dos solos. Estes minerais se

distinguem por seus diferentes arranjos poliméricos: o Quartzo, o mais abundante apresente um

reticulo cristalino mais compacto; enquanto a Tridimita e a Cristobalita possuem retículos

respectivamente maiores.

O método analítico recomendado para determinar a participação da fase mineral Sílica em

uma rocha é a espectrometria de difração de raio X (DRX). Apesar de não ser um método de análise

qualitativa, permite estimar a participação percentual dos minerais cristalinos predominantes na

massa rochosa. Esta técnica não tem a capacidade da leitura das fazes microcristalinas e amorfas em

rocha, portanto, as estimativas percentuais devem levar em consideração estudo petrográfico (em

lâmina delgada), que revela em detalhes a presença das fases cristalinas e não cristalinas na rocha

estudada.

A Figura 1.3 mostra o difratograma de um granito analisado para uso em materiais cerâmicos

(DANTAS et al., 2010), onde identifica os picos dos minerais predominantes, com o quartzo entre

eles. O difratograma da DRX fornece informações qualitativas (picos), que podem ser tratadas para

estimar os percentuais relativos da presença dos minerais predominantes e o percentual aproximado

da presença de sílica livre (quartzo) na rocha.

Figura 1.3 – Difratograma de amostra de granito procedente de pedreira em Pernambuco

(DANTAS et al., 2010).



Outro exemplo de análise por DRX, neste caso de um dacito (basalto comercial) de pedreira

no Rio Grande do Sul, é mostrado no difratograma da Figura 1.4, e as respectivas percentagens

relativas dos minerais predominantes no Quadro 1.4 (RAMOS et al., 2014).

Figura 1.4 – Difratograma de amostra de dacito (basalto commercial) de rejeito de pedreira de

pedra de talhe, Nova Prata, RS (RAMOS et al., 2014)

Fonte: Laudo Geociência – UFRGS.

Quadro 1.4 – Composição percentual relative dos minerais predominantes em amostra de dacito

(basalto commercial) de rejeito de pedreira de pedra de talhe, Nova Prata, RS (RAMOS et al.,

2014)

Mineral Participação Relativa (%)

Labradorita 52

Quartzo 15

Augita 12

Esmectita 10

Caolinita 05

Barita 04

Hematita 02

É importante lembrar, que a técnica de DRX detecta apenas os minerais cristalinos. No caso

da amostra de dacito, estima-se que 50% da fase mineral é amorfa ou microcristalina, não sendo

detectada. Portanto, o cálculo do percentual relativo de quartzo apresentado no Quadro 1.5, pode

representar apenas 7,5% na rocha.

SINDICATO

00-014-0164 (I) - Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)4 - Y: 0.52 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Triclinic - I/Ic PDF 1. - S-

01-086-0550 (C) - Hematite - synthetic - Fe2O3 - Y: 0.59 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Rhombo.R.axes - I/Ic PD

00-003-0016 (D) - Montmorillonite, syn - Al2O3·4SiO2·xH2O - Y: 1.03 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - I/Ic PDF 1. -

01-082-1227 (C) - Augite, syn - (Ca0.774Na0.226)(Mg0.901Fe0.099)Fe0.011(Si2O6) - Y: 1.26 % - d x by: 1. -

01-072-1390 (C) - Baryte - BaSO4 - Y: 1.13 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Orthorhombic - I/Ic PDF 2.8 - S-Q 4.0

01-083-1417 (C) - Labradorite - (Ca0.64Na0.31)(Al1.775Si2.275)O8 - Y: 2.79 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Tric

00-033-1161 (D) - Quartz, syn - SiO2 - Y: 5.39 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Hexagonal - I/Ic PDF 3.6 - S-Q 14.

Operations: X Offset 0.092 | Import

CLAUDETE - File: SINDICATO.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 2.000 ° - End: 72.000 ° - Step: 0.020 ° - St

Lin

(C

ounts

)

0

10

20

30

40

50

60

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100

110

120

130

140

150

160

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180

190

200

210

220

230

240

250

260

270

280

290

300

310

320

330

2-Theta - Scale

3 10 20 30 40 50 60 70

d=

6,4

34

d=

4,2

46

d=

4,0

32

d=

3,7

55

d=

3,4

47

d=

3,3

38

d=

3,2

05

d=

3,1

28

d=

2,9

91

d=

2,2

80

d=

1,8

18

d=

1,5

41

d=

1,3

75

d=

2,1

25

d=

2,5

13

d=

14,0

02

d=

3,2

38

d=

2,8

92

d=

2,5

73

d=

1,6

69

d=

2,4

52

d=

2,6

97

d=

7,1

32

Quartzo

Plagioclásio

PiroxênioBarita

Esmectita

HematitaCaolinita

NP2



Deve ser lembrando que a tolerância para o valor de registro de sílica livre em relação ao

valor do produto é 20% para mais.

1.4 – Parâmetros Físico-Químicos: pH, CE e CTC

Para o registro de Remineralizadores é necessário declarar o valor do potencial de hidrogênio

que a rocha induz a uma solução através do pH de abrasão. Já, para os Substratos para Plantas e

Condicionadores de solos não faz referência ao método de análise do pH.

Aos substratos e condicionadores também é necessário declarar a condutividade elétrica (CE)

máxima, em miliSiemens por centímetro (mS.cm-1), obtidas pelos métodos descritos na IN SDA No

17/2007.

Apenas aos Substratos é facultativo informar a capacidade de troca catiônica (CTC), a ser

expressa em mmolc.dm-3 ou mmolc.kg-1, observando também a IN SDA No 17/2007.

O pH de Abrasão, referido na IN MAPA 05/2016, não é de conhecimento e aplicação

corrente na agricultura e tem sido utilizado para a avaliação do intemperismo de rochas silicáticas.

Não foi encontrada normativa específica do MAPA ou em outro órgão de pesquisa agronômica para

o pH de Abrasão. Por isso, escolheu-se como referência o trabalho de Grant (1969) que estudou em

laboratório o efeito do intemperismo, ou lixiviação, de rochas e saprolitos, visando validar estudos

de intemperismo de rochas em clima tropical úmido. Grant observou o pH da dissolução de

elementos minerais contidos em amostras de rocha e saprolito cominuidas, quando lixiviadas em

água pura,

O procedimento de medição do pH de Abrasão realizado por Grant, com algumas

complementações necessárias, foi o seguinte:

Protocolo de Determinação do pH de Abrasão, Grant (1969), com recomendações:

1. Alíquota de rocha ou saprolito: 20 g (desagregada ou cominuido)

2. Ferramenta Moedora: morteiro de ágata de 425 ml

3. Preparação da alíquota: Lavar o material com água destilada (ou deionizada) e secar

(recomenda-se uma lavagem rápida para remover materiais ultrafinos aderidos na

superfície das partículas, que podem interferir nos resultados, e secagem em temperatura

moderada (600C ou menos), para não remover a umidade estrutural eventualmente

presente na fase mineral).

4. Procedimentos do ensaio do pH de Abração:



a) Adicionar à alíquota seca 40 ml de água destilada (ou deionizada)

b) moer o material durante 2 ½ min. (a moagem manual em morteiro de ágata pode ser

substituída por técnica de moagem mecânica).

c) aguardar 2 min. para estabilização do material suspenso.

d) coletar 15 ml (ou volume necessário) da parte sobrenadante em tubos de

centrifugação (não há referência a tempo e nível de centrifugação – recomenda-se

dispensar esta etapa)

e) medir o pH (pH de Abrasão) e o CE diretamente na solução,

f) realizar filtragem da solução para nova leitura, guarda ou envio para análise

elementar.

Nos estudos e caracterização de Remineralizadores, tem-se utilizado a determinação de pH

pelo procedimento adotado para medição do pH de solos, descrito no Manual de Métodos de Análise

de Solos (EMBRAPA, 1997), ou para outros produtos agronômicos como substratos e

condicionadores, descrito na IN SDA No 17/2007.

Procedimento de medição do pH (EMBRAPA, 1997).

1. Colocar 10ml de produto mineral em recipiente de 100ml.

2. Adicionar 25ml de água (destilada ou deionizada);

3. Agitar a amostra com bastão de vidro individual e deixar em repouso uma hora (pode

ser dispensada).

4. Agitar a amostra com bastão de vidro e proceder a leitura de pH, mergulhando o

eletrodo na suspensão homogeneizada.

Quanto a medição do pH de soluções em contato com pó de rochas, deve-se ter em conta

que:

Os resultados obtidos por quaisquer destes métodos serão influenciados, em grande

medida, pela granulometria do material mineral, e,

O pH de abrasão é característica importante, mas ainda não normatizada.

A Condutividade Elétrica – CE mede a corrente elétrica no meio aquoso e é muito usada

nas culturas utilizando Substratos provenientes de compostagem, pois permite uma primeira

avaliação sobre a concentração de nutrientes (sais) na solução nutritiva. Altas concentrações de sais,

e, portanto, alta CE tem efeito tóxico às plantas. A medição do CE é feita utilizando métodos de

laboratório, e também através da medição direta da solução drenada em um substrato. Apenas para

o registro de Substratos para Planta o valor máximo da CE deve declarado.



Para os produtos de pó de rochas é esperado que a liberação de cátions bases, como Ca, Mg,

K e Na implique em valores de baixo a moderado do CE. Um estudo de correlação entre este

parâmetro e o pH de Abrasão poderia ser interessante como procedimento de controle de qualidade

de produtos agrominerais.

A Capacidade de Troca Catiônica – CTC, indica a quantidade de cátions que pode trocar

com o meio aquoso. A liberação ou adsorção de um cátion é controlada pelas respectivas

concentrações deste na fase sólida e líquida, com tendência à busca do equilíbrio das forças iônicas.

É, portanto, um bom parâmetro indicador de fertilidade de um solo, e pode servir como um indicador

de qualidade para Remineralizadores e Substratos.

No caso de Condicionadores de Solos da Classe E (produto que em sua fabricação utiliza

exclusivamente matéria-prima de origem mineral ou química) é exigido para seu registro que possua

CTC no mínimo de 200 mmol c/kg.

Sugestão de Leitura:

Instrução Normativa SDA No 17/2007

Bibliografia de Referência.

2 CARACTERÍSTICAS TECNOLÓGICAS DO PRODUTO MINERAL (PRODUÇÃO E

APLICAÇÃO)

Esta Seção é importante ao Aluno por apresentar as características físicas, mineralógicas e

químicas complementares, à normativa do MAPA, e relevantes a serem consideradas na produção e

aplicação agrícola de um produto mineral.

2.1 Características Físicas

Associada à característica de granulometria (tamanho de partícula) outras características ou

propriedades devem ser levadas em consideração na produção e aplicação do produto

remineralizador, que são:

Consistência do material in natura

Dureza

Forma da partícula



Porosidade

CRA

A consistência do material mineral in natura é aspecto importante para a produção do

produto mineral, implicando diretamente no custo de lavra e processo de cominuição, estando

relacionada diretamente à resistência mecânica da rocha.

Os materiais existentes na crosta terrestre e escavados como produtos minerais apresentam-

se sob os mais diversos aspectos quanto a sua natureza (classe pedológica ou litológica) e

consistência.

O principal critério de classificação que norteia as etapas de escavação e processamento das

rochas e solos é sua maior ou menor dificuldade ao desmonte (resistência mecânica). A classificação

utilizada na construção civil e mineração que melhor se aplica a avaliação da consistência do material

in natura é a Categoria de Materiais de Escavação:

1ª Categoria: solos ou rochas que podem ser escavados com auxílio de equipamentos comuns:

trator de lâmina, motoscrape ou pá-carregadeira.

Exemplos: Materiais coluvionares, sedimentos, horizontes pedológicos superficiais e os

materiais em depósitos de estéril e rejeito.

2ª Categoria: horizontes pedológicos profundos ou rochas removidas com os equipamentos

listados na 1ª Categoria, mas que pela sua maior consistência exigem um desmonte prévio

feito com escarificador ou emprego descontínuo de explosivos de baixa potência.

Exemplos: Saprolitos ou horizontes de alteração de rochas e rochas sedimentares de modera

a alta consistência.

3ª Categoria: rochas de elevada resistência mecânica que só podem ser desmontados com o

emprego de explosivos de alta potência.

Exemplos: Rochas de baixo grau de alteração de formação ígneas, metamórficas ou

sedimentares compactas (p. ex. com alto grau de laterização).

A dureza (D) do produto mineral, que no trato técnico se confunde com a consistência, é

determinado pela natureza mineral da rocha. A dureza pode ser relacionada ao grau de abrasão de

um material, quanto mais duro, maior seu poder de abrasão sobre os equipamentos de cominuição e

beneficiamento.

A distinção entre dureza e consistência é facilmente explicada comparando dois tipos de

rochas conhecidas: o granito e o mármore. Estas duas classes de rocha apresentam-se in natura com



elevada consistência, porém a dureza do granito é significativamente superior a do mármore. Os

minerais constituintes dos granitos, como feldspatos e quartzo apresentam valores de dureza na

escala de Mohs variando de 6 a 7. Os mármores constituídos predominantemente de calcita e

dolomita apresenta valor de dureza em torno de 3.

Enquanto a característica de consistência é importante apenas para a etapa de

escavação/remoção a dureza permanece como característica das partículas. Materiais produzidos a

partir da cominuição de rochas duras, com são a maioria das rochas silicáticas ígneas e

metamórgicas, podem implicar em maior efeito abrasivo e desgaste dos equipamentos de britagem

e moagem, peneiramento e também na aplicação dos produtos por implementos agrícolas.

A forma da partícula está associada à gênese da rocha e aos hábitos de cristalização de seus

minerais. Esta característica não tem sido tratada em estudos de remineralizadores, Seu efeito na

rochagem podem não ser desprezível, mas tem influência no processo de cominuição da rocha,

principalmente na eficiência de peneiramento. Para aplicação como Substratos a forma das partículas

pode implicar em acomodações e compactação do leito de plantio e seu efeito deve ser observado.

A Porosidade (ŋ) é relação que expressa o volume total ocupado pelo material (Vt) e o

volume de vazios entre grãos (Vv), expressa pela equação 1:

ŋ = 𝑉𝑣

𝑉𝑡 [1]

Para materiais agregados como os remineralizadores, a porosidade é um parâmetro fácil de

ser medido, sendo de interesse para as etapas de armazenamento e acondicionamento (forma de

comercialização) dos produtos minerais e fundamental na avaliação de Substratos.

IMPORTANTE: Não se deve confundir porosidade com diâmetro de poros.

A porosidade é uma propriedade vinculada às características de granulometria e, em certa

medida, à forma das partículas. A presença de minerais de estrutura planar, como as micas, e os

argilominerais, como as esmectitas, pode conferir micro e nano porosidades, incrementando a

retenção de água e de elementos nutrientes, que é um efeito desejado aos remineralizadores.

O conhecimento da porosidade das rochas e de sedimentos tem sido motivo de investigação

pela hidrologia e hidrogeologia, o qual pode ser tomado emprestado para uma primeira avaliação

dos materiais para Remineralizadores, Substratos e Condicionadores. O Quadro 2.1 apresenta

valores de porosidade aproximada para categorias de textura granulométrica e de rochas,

considerando a porosidade total (espaços entre grãos ou estruturas litológicas) e a porosidade



responsável pela retenção da água (não removida por processos convencionais de leve aquecimento

e bombeamento).

Quadro 2.1 – Valores de Porosidade Primária e Secundária (HEATH, 1983)

Material Porosidade Ŋ

(%)

Retenção de Água

(%)

Solo 55 15

Argila 50 48

Areia 25 3

Cascalho 20 1

Calcário 20 2

Arenito 11 5

Granito 0,1 0.01

Basalto 11 3

As categorias de porosidade mostram que materiais de texturas finas, como as argilas, quando

presentes no solo, podem incrementar a porosidade do meio. Por outro lado, as rochas apresentam

porosidades menores, exceto os calcários (sedimentares).

As rochas silícáticas (granito e basalto), de maior interesse para produção de

remineralizadores, apresentam uma diferença importante em sua porosidade. A maior porosidade

relativa dos basaltos, e das rochas vulcânicas de maneira geral, indica a maior propensão ao ingresso

de água na massa pétrea, implicando no incremento da alteração dos minerais de rocha, pelas reações

de hidrólise, o que indica também maior eficiência na ação de remineralização.

Sugestão de estudo:

Procure protocolos de ensaios para determinação da porosidade de materiais.

Perguntas:

Qual a relação da porosidade com a superfície específica de um material mineral?

Qual a relação da porosidade com a retenção de água?

A capacidade de retenção de água (CRA) é um parâmetro importante para os Substratos

de Plantas, que tem como uma das funções principais manter a boa condição de umidade no meio de

cultivo para o bom desenvolvimento de plantas. O CRA é determinado pela massa de água retida em

relação à massa seca do produto, expresso em taxa (massa/massa) ou seu percentual.



O CRA não é propriedade relevante para o registro de remineralizadores, pois não tem efeito

significativo para a rochagem de solos. Porém, para o registro de Substratos é obrigatória a

informação do CRA.

A Instrução Normativa MAPA No 35/2006 estabelece que para os Condicionadores de Solo

da Classe E, com a função de melhoria das condições física do solo, o CRA deve ser superior a 60%.

Estudo de CRA para materiais minerais não são comuns na literatura. No Quadro 2.2 são

apresentados valores representativos do CRA para solos, agregados e materiais de substrato

nacionais.

Quadro 2.2 – Valores representativos do CRA para materiais agregados.

Material CRA (%) Fonte

Solos 15 - 35 Davalo (2013)

Areia 15 Rigon et al. (2015)

Pó de Basalto RS 36 Dalmora (2020)

Húmus 56 Rigon et al. (2015)

Fibra de coco 400 Golden Mix *

Casca de Pinus 65 Agriurbana *

Turfa 300 - 700 Green Power *

* Produto Comercial – internet.

Observa-se que o valor do CRA para o pó de basalto é semelhante a valor máximo encontrado

em solos (solos argilosos).

São vários os métodos de determinação do CRA. A metodologia recomendada pelo MAPA

está na Instrução Normativa SDA No 17/2007.

2.2 Características Minerais

A disponibilização dos nutrientes pelos pós de rochas para a remineralização de solos

depende, em primeiro lugar, da natureza dos minerais constituintes da rocha e suas reatividades, ou

facilidade de sofrer alteração (intemperismo químico) pela ação das soluções do solo.

As rochas silicáticas, foco dos estudos e aplicação de remineralizadores em solos brasileiro,

são classificadas quanto às suas características petrográficas e mineralógicas, conforme é

apresentado de forma genérica no Quadro 2.3. A principal análise petrográfica remete a dois tipos

de formação: as rochas plutônicas, com minerais bem desenvolvidos (textura fanerítica) e as rochas

vulcânicas, com minerais de pequenas dimensões em matriz microcristalina (textura afanítica) ou



vítrea. O Quadro 2.3 inclui também a classificação química das rochas ígneas com base na

composição total de Si, expresso como óxido simples (SiO2).

A mineralogia está relacionada à composição magmática e ao ambiente de formação,

resultando em diferentes composições dos minerais predominantes dos Grupos dos Feldaspatos

(aluminossilicato ortoclásios e plagioclásios) e da Sílica (quartzo, tridimita e cristobalita).

Quadro 2.3 – Classificação Petrográfica e Química das rochas ígneas

Minerais

Predominantes

Rochas Ígneas – Minerais Predominantes

Plutônicas Granito Granodiorito Diorito Gabro Peridoto

Quartzo (sílica) 30% a 40% 10% a 30% < 10% ausente ausente

Ortoclásio (K) 30% a 50% <30% ausente ausente ausente

Plagioclásios Na 10% a 30% 30% a 60% 60% a 80% ausente ausente

Plagioclásios Ca ausente ausente < 60% 10% a 60% < 20%

Anfibólios < 5% 5% a 10% 10% a 20% <10% ausente

Piroxênios ausente ausente <20% 10% a 20% < 20%

Olivinas ausente ausente ausente < 60% 60% a 100%

Vulcânicas Riolito Dacito Andesito Basalto

Quartzo 20% a 40% 5% a 20% < 5% ausente

Ortoclásio/Plagioclásio > 5/3 1/3 a 5/3 < 1/3 Ortoclásio ausente

Classe Química Ácidas Intermediárias Básicas Ultrabásicas

Teor de SiO2 > 66% 52% a 66% 45% a 52% < 45%

No trato comercial, normalmente, as rochas granulares (plutônicas) são denominadas como

“granitos” e as vulcânicas como “basaltos”.

Como já foi dito, para o registro de remineralizadores há a restrição de haver no máximo 25%

de sílica livre na matriz mineral, justamente devido à baixa reatividade do Grupo da Sílica,

principalmente o quartzo. Como mostra o Quadro 2.3 as composições de granitos e dioritos pode

não permitir seu enquadramento como Remineralizador.

Já os minerais dos demais grupos são mais susceptíveis ao intemperismo e de interesse ao

uso agronômico. Os feldspatos, anfibólios, piroxênios e olivinas são bastante reativos,

principalmente em condições de intemperismo tropical, Quando sofrem ações de lixiviação pelas

soluções do solo, podendo disponibilidade elementos bases, nutriente, como Ca2+, Mg2+ e K+, além

do Si, Fe e outros micronutrientes, presentes na forma de traços.

A reatividade dos principais minerais constituintes da crosta é expressa pela Série de

Goldish (estabilidade dos minerais) que indica a maior ou menor predisposição destes ao

intemperismo. A Série de Goldch traz como mineral mais estável a hematita (óxido de ferro) e como

o mineral mais instável, ou de fácil alteração (dissolução) a halita, o cloreto de sódio. A Série de



Goldich completa é: Hematita > Gibsita > Quartzo > Minerais de Argila (caulinita) > Muscovita >

Ortoclásio > Biotita > Albita > Anfibólio > Piroxênio > Anortita > Olivina > Calcita > Halita.

As metodologias para análise petrográfica e mineralógica mais empregadas são a

microscopia em lâminas delgadas e a espectrometria de difração de raio X (DRX). É aconselhado

que estas análises sejam complementares, sugerindo sempre o estudo petrográfico preliminar para

orientar a análise por DRX.

PERGUNTA: Observando a composição cristalina de rocha apresentada no Quadro 2.3

especule qual dos tipos de rocha seriam de maio interesse para produzir remineralizadores?

2.3 Características Físico-Químicas

As características físico-químicas de uma rocha ou agregado mineral são decorrência direta

de sua mineralogia. Conforme já comentado na Seção 1.1.4, do ponto de vista da aplicação

agronômica, são de interesse os seguintes parâmetros:

pH (potencial de hidrogênio): expressa a concentração de prótones H+ em solução, sendo

determinante na mobilidade de cátions em solução, nas condições de desenvolvimento de

microrganismos no solo e na absorção de nutrientes pelas plantas.

CE (condutividade elétrica): informa a intensidade da corrente elétrica nas soluções de

solo ou nutritivas (hidroponia), sendo correlacionada à concentração de nutrientes (sais)

em solução.

CTC (capacidade de troca catiônica): indica a quantidade total de cátions adsorvidos pela

fase mineral por unidade de massa, expresso em mmolc.kg-1 ou mmolc.dm-3.

Pergunta:

Qual seria o comportamento da CTC, à medida que ocorre a alteração mineral do pó de

basalto?

2.4 Características Químicas (Lixiviação)

As características químicas (geoquímicas) requeridas para o registro de remineralizadores

constantes da IN MAPA 05/2016 expressam a composições de elementos nutrientes e tóxicos



presentes na matriz mineral, o que não implica, necessariamente, que estes elementos serão

disponibilizados e em qual proporção para as soluções do solo, ou soluções nutritivas.

Como nos ensina os estudos de intemperismo de rochas e a Série de Goldich os minerais de

rocha podem apresentar vários graus de alteração, quando expostos às condições ambientais.

Conforme Formoso (2006), as rochas cristalinas, com matriz aluminossilicática, têm como agente

principal de intemperismo a água, promotora das reações de hidrólise, que é o processo mais

importante na alteração dos aluminossilicatos, mas certamente associado à ação biológico.

As pesquisas para avaliação da disponibilidade de elementos nutrientes em rochas

cominuídas têm empregado soluções extratoras (lixiviantes) de ácidos orgânicos fracos, como os

ácidos cítrico e oxálico (BERGMANN et al., 2010 e RAMOS, et al. 2015). A metodologia

empregada nestes trabalhos é uma adaptação do protocolo de determinação de fosforo solúvel em

ácido cítrico 2%, implicando em um pH da solução extremamente ácido (em torno de pH 2). Este

nível de pH não reproduz as condições normais de solução dos solos, mas seu resultado indica a

máxima abrasão química dos minerais de rocha.

A necessidade de observar o comportamento do material de rocha em condições de menor

acidez já foi discutida quando se tratou do pH de Abrasão, que utiliza a água pura (destilada ou

deionizada) como lixiviante. Outro procedimento foi adotado por Ramos et al., (2017) empregando

a normativa europeia de avaliação da lixiviação de resíduos sólidos (European Committee for

Standardization, 2002). Este procedimento se difere do método proposto por Grant para o pH de

Abrasão, pelo maior tempo de contato sólido/solução e por não incluir o procedimento de moagem

durante a lixiviação.

Sempre deve ser lembrado, que a disponibilidade de nutrientes de uma rocha cominuída por

ação de lixiviação estará sempre associada à granulometria, além da mineralogia desta rocha.

Como exemplo deste tipo de ensaio o Quadro 2.4 traz os resultados brutos da concentração

em solução de alíquotas de uma mesma amostra de rocha cominuída a menos 0,074mm, para os

seguintes procedimentos de lixiviação:

Lixiviação Ácida: i) transferir exatamente 1,0 g da amostra para um erlenmeyer de 250 ml

seco, ii) acrescentar exatamente 100 ml de solução de ácido cítrico contendo 20 g l-1, recém-

preparada, iii) adicionar imediatamente no agitador e agitar durante 30 minutos entre 30 e 40 rpm,

iv) filtrar imediatamente através de papel de filtro de porosidade média, v) desprezar os primeiros

20 - 30 ml e separar, em seguida, um volume de filtrado límpido, para envio à análise de elementos.



Lixiviação Neutra: i) colocar 1g de amostra em tubo Falcon de 15 ml e adicionar 10 ml de

água deionizada, com agitação de 30 rpm em agitador rotativo de frascos durante 24h, ii) filtrar a

polpa do lixiviado até obter um volume de filtrado límpido, para envio à análise elementar.

Na avaliação dos resultados deve-se ter presente os dois níveis de relação sólido/liquido

(g/ml): lixiviação ácida 1:100 e lixiviação neutra 1:10.

Os resultados do Quadro 2.4 mostram a alta solubilidade do silício, que é o grande atributo

que os remineralizadores silicáticos oferecem à fertilização de solos. Em meio neutro os principais

elementos solubilizados são, respectivamente: Si, Mg, Ca, K e P. A utilização de técnica analítica

com limite de detecção em níveis de ppb mostra a liberação de traços de micronutrientes como Cu,

Zn e Mn.

Quadro 2.4 – Concentrações de elementos solúveis para dois ensaios de lixiviação, de amostra de

rocha dacito (vulcânica ácida) cominuida 100% < 0,074mm (200#).

Fonte: Projeto CNPq: Formulação de Remineralizadores.

Por sua vez, a lixiviação em meio ácido pode ser um indicativo da disponibilidade de

elementos em um período mais longo. Porém, a comparação dos dois métodos deve também levar

Elemento

Lixiviação

Ácida

(ppm)

Lixiviação

Neutra

(ppm)

Lixiviação

Neutra

(ppb)

Al 38 0,26 --

As 0,07 -- 2,8

Ca 176 6,49 --

Cd < 0,05 -- < 2

Cr 0,12 -- < 2

Cu < 0,5 -- 10,2

Fe 44 1,37 --

K 9 1,39 --

Mg 22 13,59 --

Mn 3,5 -- 10,5

Mo < 1 -- < 2

P 47 1,04 --

Pb 0,02 -- < 2

S 1,8 0,65 --

Si 47 73,62 --

Zn < 1 -- 16,6



em conta as diferentes solubilidades que os elementos e minerais apresentam em função do pH. O

Si, por exemplo, é menos estável com o acréscimo do pH.

Observa-se também a liberação de elementos tóxicos, porém todos abaixo das concentrações

de investigação preconizadas pela Resolução CONAMA 420/2009 (valores orientativos de

contaminação de solos).

Sugestão de Leitura: Artigo:

Caracterização geoquímica de basalto amigdaloide alterado para uso agronômico. Disponível em:

http://doi.org/10.31419/ISSN.2594-942X.v72020i2a5RMK

Apresenta estudo de avaliação das qualidades remineralizadores de saibro, contenho minerais

adsorventes, minerado para o emprego em aterro.

Referências

BERGMANN M., HOFF, R.; THEODORO, S.M.C.H. 2010. Rochagem: Viabilizando o uso

sustentável dos descartes de mineração no distrito mineiro de Ametista do Sul (DMAS), RS,

Brasil. In: Anais I Congresso Brasileiro de Rochagem, Brasília, EMBRAPA, p. 137-146.

DALMORA, Adilson (RT). Laudo de Análises, Instituto de Qualidade Ambiental, 2020.

DANTAS, Antônio P. A.; ACHAR, Wilson; LEITE, J.Y.P.; ARAUJO, Franciolli S. D.. Utilização

de Resíduos de Rochas Ornamentais na Produção de Cerâmica Branca. Holos, v. 1, 26, pp. 92-108,

2010.

DAVALO, Marcelo J.. Curva de retenção de água no solo estimado pelo Método da Câmara

de Richards e Psicrômetro. 2013. Dissertação (Mestrado) – Universidade Estadual Paulista –

Curso de Mestrado em Agronomia.

EMBRAPA. Manual de Métodos de Análise de Solos. 2ed. Rio de Janeiro, Embrapa, 1997.

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III - PROCESSAMENTO MINERAL - PRODUTOS PARA AGRICULTURA

Nesta segunda parte da Disciplina de Tecnologia Mineral serão abordadas as operações

unitárias de processamento mineral, com foco na cominuição de rochas, ou seja, na produção de pós

de rocha para uso agronômico. Os processos ou operação unitária de cominuição de material rochoso

são a britagem e a moagem.

Considerando que os produtos Remineralizadores, Substratos de Plantas e Condicionadores

de Solo são gerados como coprodutos da britagem, será dado destaque às operações em usinas de

britagem, e àquelas tecnologias empregadas na coleta dos materiais finos (pós). Também será

discutido o aproveitamento dos resíduos da mineração, distinguidos em dois tipos: os estéreis, que

são rochas sem valor econômico, escavadas para acesso ao bem mineral, e os rejeitos, que são as

frações não econômicas separadas da substância de valor econômico através de processos,

normalmente, não mecânicos.

O alto investimento e o custo energético exigido para a moagem de rochas duras (granitos e

basaltos), se mostra difícil de ser viabilizada para a produção de material fino na textura de silte e

argilas para uso agrícola. As tipologias de Pó ou Filer, segundo estabelece a IN MAPA 05/2016, têm

sido obtidas através dos processos de peneiramento e classificação dos materiais britados, como

coprodutos das usinas de britagem. Por isso, nesta disciplina não serão abordados os processos de

moagem convencional de rochas e minérios.

1 PROCESSO DE COMINUIÇÃO (BRITAGEM)

A cominuição ou fragmentação da rocha se inicia na pedreira ou frente de lavra utilizando

desmonte mecânico, quando o material é pouco consistente, ou por explosão controlada.

O processo de britagem, normalmente é realizado por um ou mais britadores em série,

condicionados ao tipo de produtos e pelas operações de classificação de produtos por peneiramento.,

interconectados por correias transportadoras (Figura 1.1)

Os produtos de interesse para aplicação em lavoura são os subprodutos ou coprodutos da

operação de classificação (peneiramento) dos agregados para construção civil, as britas. Estes

coprodutos possuem faixas granulométricas que abrangem, principalmente a faixa das areias média

e fina e do silte, denominados de pedrisco e pó de rocha, e em menor quantidade a faixa das argilas,

A maior parcela do produto de menor finura (Filler) normalmente é perdido para a atmosfera, ou

deprimido por aspersão de água, no controle da poluição atmosférica.



Figura 1.1 – Vista geral de Usina de Britagem, RS.

Fonte: Arquivo do Autor

É interessante ressaltar, serem as faixas de menor granulometria aquelas a incorporar a maior

quantidade de energia gasta na britagem, ou seja, o produto com maior valor energético. E é,

justamente, a poeira mais fina aquela que acaba sendo perdida na atmosfera e, ao final, depositada

ao pé das estruturas da usina de britagem. Este material fino e desperdiçado será chamado de pó de

varrição (Figura 1.2).

Figura 1.2 – Imagem do pó de varrição acumulado ao pé das estruturas de correias e peneiras em

usina de britagem de granito– PA.




1.1 Britador de Mandíbulas

O tipo de britador mais empregado para a primeira operação de fragmentação mecânica,

alimentado com grandes fragmentos de rocha (Britagem Primária), é o Britador de Mandíbulas,

vistos de forma esquemática na Figura 1.3.

Figura 1.3 – Modelo Conceitual do Britador de Madíbulas

Fonte: CETEM (internet)

O britador consiste em uma mandíbula fixa e outra móvel, esta última acionada por um eixo

excêntrico para produzir o efeito de mastigação na fragmentação das rochas. Os parâmetros

operacionais deste equipamento são: o tamanho da boca de alimentação e a abertura máxima das

mandíbulas na descarga do britador, respectivamente relacionados aos tamanhos máximos do

material proveniente da mina e do produto britado.

A imagem da Figura 1.4 dá a ideia de dimensão do britador de mandíbulas, onde se observa,

no nível superior do equipamento o alimentador com grelha, para impedir admissão de rocha com

tamanho incompatível à boca do britador. A Figura 2.2, mais adiante, explica melhor a função da

grelha.

O britador de mandíbulas gera materiais preferencialmente de textura grossa, as britas. A

partir da vivência profissional, pode estimar-se a geração de no máximo 10%, do material pétreo

com granulometria abaixo da classe das britas, classificados comercialmente como pedriscos (classe

das areias) e o pó de brita ou pó de rocha (faixas da areia e silte). A fração de partículas finas (silte



e argila) representa uma massa mínima, que exigem cuidados pelo potencial de impacto ambiental e

à saúde, porém de interesse como produto agrícola, se devidamente coletadas.

Figura 1.4 – Imagem de instalação de britador de mandíbulas.

Fonte: Made-in-China (internet)

O britador de mandíbulas é também utilizado para etapas de rebritagem ou britagens

secundária e terciária. Estas etapas são necessárias para maior redução de granulometria do agregado

comercial em tamanhos normatizados para britas e areias, e são realizadas por outros mecanismos

de britagem como os britadores girosféricos e de martelo.

1.2 Britador Girosférico (Cônico)

Os britadores girosféricos ou cônico, por vezes chamados também de giratórios, se

apresentam em diferentes designes entre os fabricantes, seguindo o princípio de movimento (rotação)

excêntrico do corpo fragmentador (seção de cone) dentro da câmara de britagem, produzindo a

compressão do corpo moedor contra a rocha e as paredes da câmara de britagem (Figura 1.5).

Geralmente os britadores girosféricos são projetados para receber alimentação já britada, e

normalmente empregados para britagens secundárias e terciárias em usinas de britagem.



O atrito e a pressão entre as partículas contribuem para incrementar a cominuição e é

responsável pelo incremento de material fino. A proporção de material fino, além do tipo de rocha,

pode ser controlada: modulando a carga do britador e a granulometria do material que alimenta o

britado. Há modelos desenhados especialmente para a produção de areia de brita (ou areia industrial).

Figura 1.5 - Modelo Conceitual do Britador Girosférico

Fonte: Revista Ibracom

A Figura 1.6 mostra uma imagem da instalação de um britador giratório, que recebe material

previamente britado. Estes equipamentos são de dimensões menores, menor capacidade de produção

e maior valor de investimento se comparados ao britador de mandíbulas.

Figura 1.6 - Imagem de instalação de britador Girosférico.

Fonte: SoloStocks



1.3 Britador (Moinho) de Martelos

Os britadores ou moinhos de martelos são equipamentos indicados para rochas de dureza

mediana como os calcários e mármores. Este tipo de equipamento também exige a alimentação de

material já britado e como pode ser visto na Figura 1.7, promovem a fragmentação pelo impacto do

martelo, girando de forma centrada, contra os fragmentos maiores de rocha e também esmagamento

os fragmentos de rocha contra as paredes internas da câmara de britagem (moagem).

Figura 1.7 - Modelo Conceitual do Britador de Martelos

Fonte: CETEM (internet)

A Figura 1.8 mostra a imagem de uma linha de moagem para calcário com britadores de

martelo em paralelo. As correias descarregam o material em alimentadores para os britadores. A

direita está instalada a unidade de filtros manga para recuperação do material ultrafino.

Figura 1.8 - Imagem de instalação de sistema de moagem de calcário.

Fonte: RMX (internet)



Os britadores ou moinhos de martelo se diferenciam dos britadores de impacto no porte e na

ausência de uma grelha classificadora na base da câmara de cominuição.

1.4 Operação de Britador

Para a boa operação de britadores algumas exigências devem ser contemplas:

Receber fragmentos de rocha compatíveis com o tamanho da abertura do alimentador;

O material rochoso deve possuir baixa umidade, principalmente aqueles de aspecto

terroso ou com facilidade em gerar material fino, o que pode causar o embuchamento da

câmara de britagem. Os britadores cônicos são os mais sensíveis a problemas com

material fino e úmido;

Controlar a geração de poeira: No Brasil, ainda há pouca preocupação com o controle da

geração de poeiras, principalmente em usinas de britagem localizadas em zonas afastadas

de núcleos urbanos ou de moradias. Para minimizar este efeito, via de regra, é

recomendada a colocação de aspersores de água ou de soluções tenso-ativas para eliminar

ou reduzir a emissão de particulados através do abatimento das partículas finas na forma

de flocos.

A umidificação dos materiais britados tem as seguintes consequências:

Embuchamento na britagem secundária e terciária (britadores giratórios – de câmara de

britagem fechada.

Acumulação de material nas passagens de transportadoras.

Menor eficiência do peneiramento por obstrução da peneira.

Menor eficiência por carregar material fino nos produtos de brita e areia.

2 USINA DE BRITAGEM: CLASSIFICAÇÃO E COLETA DE PÓS

As operações que complementam o processo de britagem são o peneiramento (classificação

granulométrica), transporte (correias transportadoras) e de depósitos (pilhas e silos) dos produtos

intermediários e finais. A Figura 2.1 mostra o fluxograma simplificado de uma usina de britagem

(DA LUZ e ALMEIDA, 2012), contemplando duas etapas de britagem: uma primária, empregando

britador de mandíbulas, e outra secundária, empregando britador cônico (girosférico).



Figura 2.1 – Fluxograma simplificado de usina de britagem para produzir material agregado.

Fonte: Manual de Agregados (CETEM)

O fluxo da rocha em uma usina de britagem e os demais equipamentos e operações unitárias

de uma usina de britagem: o transporte, peneiramento e depósito, será apresentada a partir do o

fluxograma simplificado da Figura 2.1:

Grelha de Alimentação: A alimentação do ROM no britador primário é sempre precedida de

uma etapa de classificação em grelha (peneira) fixa ou vibratória, com duas funções: i) impedir a

alimentação do britador com material de tamanho maior ou incompatível a boca de alimentação, ii)

descartar o material fino e terroso (Figura 2.2),

Figura 2.2 – Grelha Vibratória – descarte de material terroso

Fonte: Britamec (YouTube)



e/ou redirecionar o material de granulometria passante para outra etapa de tratamento e reduzindo a

carga de alimentação, otimizando assim a produção do britador (Figura 2.1).

Pilha de Produto 1: No fluxograma da Figura 2.1 o material que sofreu a britagem primária

e o retido na peneira vibratória (Figura 2.3) de scalping são transportados por correias e armazenados

em pilha de produto.

Figura 2.3 – Peneira Vibratória

Fonte: Astec do Brasil (Internet)

Este material, que sofreu a primeira britagem, não sofreu ainda classificação (peneiramento)

sendo considerado um produto intermediário podendo ter duas denominações: Rachão, quando

composto de material graúdo (> 100 mm); ou brita corrida (< 25 mm). Esta pilha é chamada também

de Pilha Pulmão, quando abastece outras operações com britagem secundária ou submetida a a

operação de classificação por peneiramento.

O “separador magnético” posicionado na correia transportadora (Figura 2.9) é um eletroímã

para remover material metálico indesejável e que danificaria o britador cônico.

Britagem Secundária: No fluxograma da Figura 2.1 o material da Pilha de Produto 1 (Pilha

Pulmão) sofre nova britagem em britador cônico,

Classificação: O material da britagem secundária alimenta uma peneira multi deck (Figura

2.4) produzindo uma brita classificada como Produto P2 e um passante ou pó de brita, enquanto o

retido grosseiro retorna ao circuito de britagem secundária (carga circulante).

Depósito de Produtos: As pilhas de produto deste sistema simples, compreendem a Pilha 1

de produto não classificado (Pilha Pulmão), Pilha de Produto 2 (brita classificada) e a Pilha do Pó

de Brita (agregado fino não classificado), aquele utilizado no emprego de rochagem de solos.



Figura 2.4 – Peneira Vibratória montada com três peneiras (multi deck) utilizada para operações de

classificação do agregado entre duas granulometrias.

Fonte: Máquinas Faria (internet)

O material retido na peneira retorna à Pilha de Produto 1 para novo processamento. O Produto

2 (brita classificada) terá a faixa granulométrica entre a abertura da peneira superior (passante) e a

peneira inferior (retido).

A Figura 2.5 mostra a vista geral de uma usina de britagem de granito (PA). Observa-se a

instalação radial de correias a partir da etapa de classificação, após a britagem secundaria, para

depósitos de materiais ou nova classificação (primeiro plano).

Figura 2.5 – Vista parcial de instalação de britagem de granito (PA)




A operação de classificação (peneiramento) é crucial na produtividade e qualidade do

agregado produzido em usinas de britagem. Os equipamentos mais simples são construídos com

inclinação fixa, já determinada para a melhor eficiência de peneiramento, e a uma frequência de

vibração determinada. Atualmente equipamentos com ajustes de inclinação já são produzidos pelo

mercado, mas o emprego de ajustes de frequência e amplitude de vibração são tecnologias novas,

com maior valor de investimento, mas que podem realizar cortes de granulometria mais precisos e

com maior produtividade.

A boa operação das peneirar exige a manutenção ou troca da malha, quando identificado

rompimentos, dobras ou obstrução. O movimento vibratório, necessário para promover o

peneiramento com eficiência, é também promotor da emissão de poeira e consequente perda do

material fino. Equipamentos parcialmente enclausurados reduzem estas perdas, e também protegem

o equipamento de chuvas (que pode ser prejudicial em peneiramento de material fino).

O Quadro 2.1 apresenta a granulometria dos tipos de agregados de rochas produzidos em

uma usina de britagem, adaptado de Da Luz e Almeida (2012).

Quadro 2.1 – Classificação de britas comerciais (Da Luz e Almeida, 2012)

Produto Granulometria (mm)

Mínima Máxima

Brita 3 32 61

Brita 2 22 32

Brita 1 11 22

Pedrisco 4,8 11

Brita Corrida - 25

Pó de Brita - 4,8

Pó de Areia* - 0,6

* Após etapa de produção de areia industrial (denominado também pó de brita)

A Figura 2.6 mostra alguns exemplos de curvas granulométricas de agregados (britas), para

uso na construção civil.

Observando os dois padrões das curvas da brita 0 (zero) na Figura 2.6, nota-se que aquele

mais à esquerda possui uma parcela de 30% constituída de material na faixa semelhante e menor que

areia fina (<4mm), possível de ser enquadrado como produto Farelado. Portanto, esta faixa mais fina

da brita 0, pode facilmente ser separada por peneiramento, obtendo-se uma brita 0 (zero) classificada

(curva à direita) e um produto possível de utilização agronômica.



Figura 2.6 – Curvas granulométricas típicas de agregados (brita).

Fonte: Agragado (intenet)

Sempre é bom lembrar que uma especificação dos agregados grossos é suficiente para avaliar

sua granulometria. Como é observado na Figura 2.6 para materiais de uma mesma classe de brita, a

distribuição granulométrica da faixa de material fino, abaixo de meio milímetro, pode ser bastante

distinta.

A Figura 2.7 mostra as análises granulométricas das frações finas de duas rochas vulcânicas

distintas. Um dacito proveniente de pedreira localizada no topo dos derrames ácidos no RS, e uma

rocha de horizonte vulcânico amigdaloide de basalto, classificado como andesito pelo valor de SiO2,

de saibrera localizada na base dos derrames, sobre arenitos e sedimentos, também no RS.

Como já foi comentado, a distribuição granulométrica de um material agregado dependerá

do processo de cominuição, no caso britagem, mas em grande medida das características de

consistência e dureza das fases minerais da rocha.

Apesar de ambos os materiais serem passantes na peneira de 0,5mm, suas distribuições

granulométricas mostram uma maior proporção de granulometria entre 0,1mm e 0,5mm no dacito,

composto de minerais predominantes de maior dureza. Já, o material de rocha amigdalóide alterada

apresenta fases minerais predominantes de menor consistência e dureza.



Figura 2.7 – Distribuições granulométricas da fração de pó de rocha menor que 0,5mm. A)

andesito: horizonte amigdaloide alterado, Estância Velha, RS; B) Dacito maciço, Nova Prata, RS.

(DALMORA, et al. 2020)

Pergunta Fácil:

A qual das curvas granulométrica corresponde a descrição mineralógica abaixo:

3 APROVEITAMENTO DOS FINOS GERADOS EM USINAS DE BRITAGEM

No Brasil, em regra, as instalações de usinas de britagem são a céu aberto, o que implica em

potencial impacto ambiental por emissão de poluentes atmosféricas e, portanto, na perda do valioso

material fino gerado. Além, das razões ambientais e de saúde causados pela emissão de partículas

finas (pó) na atmosfera, joga-se também aquela parte da rocha que converteu com maior eficácia a



extraordinária energia empregada no processo de cominuição. Ou seja, joga-se fora o produto mais

caro de ser produzido, o mais nobre.

Graças aos estudos de incorporação de material pétreo fino em massas de concreto cimento,

com vantagens na redução do uso de cimento, empresas concreteiras e de pré-moldados instalaram

coletores de finos em suas usinas de britagem.

No caso do concreto asfáltico, é necessário ser feita a coleta do material de alta finura, que

acompanha os agregados (brita e areia) utilizados na mistura, pois implicam em perda da qualidade

mecânica do pavimento. A coleta deste pó mineral ultrafino é feita por filtros manga na etapa de pré-

aquecimento dos agregados, antes da usinagem do concreto asfáltico.

Em resumo, o despoeiramento ou remoção do material fino em instalações de britagem tem

sido empregado nos seguintes casos:

redução de emissões, visando minimizar o impacto ambiental;

coleta de material fino para utilização como carga em concretos cimentícios, e,

remoção do material fino presente nos agregados que alimentam usinas de asfalto.

Os principais equipamentos utilizados em sistemas de despoiramento ou coleta do material

fino e ultrafino são os coletores ciclones e filtros manga. Estes equipamentos tratam materiais secos,

portanto, compatíveis às operações de britagem. Outros equipamentos utilizados em outros

segmentos da indústria na coleta de particulados secos também podem ser utilizados, inclusive à

menor custo, como as câmaras de sedimentação gravitacional.

3.1 Ciclones Coletores

Os Ciclones Coletores, também conhecidos como Classificadores Ciclônicos, utilizam a

combinação das forças gravitacional e centrífuga para promover a coleta de partículas através da

formação de dois vortex (Figura 3.1).

Os ciclones são equipamentos que não possuem partes móveis, constituído um corpo, ou

câmara, de formato cilíndrico-cônico. O funcionamento de um ciclone coletor se dá pelo

recebimento do fluxo de gás ou de atmosfera carregada de partículas, na parte superior do ciclone,

em posição tangencial (ou radial). O ingresso tangencial do fluxo de poeira produz um vortex no

sentido descendente e junto à parede interna do ciclone, denominado vortex externo ou principal,

onde se concentra o material particulado devido a força centrífuga.

À medida que as partículas se chocam com a parede interna do ciclone, perdem energia e

descendem pela força gravitacional sendo coletadas e descarregadas na saída da zona cônica inferior



(under flow). Como reação ao fluxo do vortex externo descendente, forma-se um vortex interno de

menor energia e ascendente, que expulsa o gás limpo (ou com partículas muito finas) pela parte

superior (over flow).

Figura 3.1 – Funcionamento de um Ciclone Coletor

Fonte: Wikiwand (internet)

Nas operações de despoeiramento em britagem são empregados, principalmente, ciclones de

grandes dimensões, os quais apresentam eficiência na coleta de partículas maiores que 10 μm

(textura silte). Equipamentos mais caros, constituídos de um conjunto de pequenos ciclones em

paralelo, possibilita a remoção, com boa eficiência, as partículas de até 1 μm (textura de argilas).

A imagem de uma instalação de despoiramento utilizando um conjunto de ciclones ou

multiciclones é apresentada na Figura 3.2.



Figura 3.2 – Instalação de sistema multiciclone de despoeiramento em instalação de britagem.

Fonte: metso mineração (internet)

3.2 Filtro Manga

Os equipamentos de filtros mangas representam uma das tecnologias de Filtros de Tecidos

aplicadas para remover particulados presentes em gases secos. O princípio de funcionamento dos

filtros de tecido é simples. Trata-se de passar a mistura gasosa com partículas suspensas através de

um tecido, onde o gás atravessa os poros do tecido e as partículas, na sua maioria, ficam retidas na

sua superfície. A remoção da massa de partículas retidas no tecido filtrante deve ocorrer

periodicamente, evitando a colmatação da superfície de filtragem e perda da eficiência na filtragem.

Os filtros de tecido apresentam elevada eficiência de remoção de fumos e poeiras até o

diâmetro de 0,1 μm e são usados na captação de poeira em usinas de produção de corretivo de solo,

sendo um produto nobre com alto poder neutralizante, em moagens de calcários para cimento, e

processamento dos matériais para a indústria cerâmica.

Os filtros manga são elemento filtrante na forma de saco alongado e tubular (manga) e são

geralmente dispostos em baterias ou conjuntos de mangas, de modo a conseguir a área de filtragem

necessária (Figura 3.3).

Os desenhos de filtro mangas são dos mais diversos, tanto na forma de coleta das partículas,

que pode ser na parte interna ou externa da manga, como do processo de descarga das partículas

aderidas no tecido, por sacudimento, ar reverso ou jato pulsante de ar comprimido.



Figura 3.3 – Funcionamento de Filtro Manga – Captura interna na parte interna da manga e

descarga por sacudimento.

Fonte: Taffarel e Kautzmann

O tecido filtrante empregado nas mangas pode ser feito de diversos materiais visando atender

o tipo de ambiente de atmosfera gasosa a ser tratada. Na mineração os gases ou ar carregado de

partículas está na temperatura ambiente, permitindo utilizar tecidos como o algodão ou polipropileno

que apresentam de boa a excelente resistência à abrasão. Para filtragem de gases quentes como em

usinas de asfalto ou cimenteiras utilizam-se tecidos de lã ou fibra de vidro. A Figura 3.4 mostra um

exemplo de sistema de despoeiramento com filtro manga.

Figura 3.4 – Sistema de despoeiraento com filtro manga em usina de asfalto.




4 ESTÉREIS E REJEITOS DE MINERAÇÃO

Os materiais descartados nos processos de lavra (escavação) e beneficiamento

(processamento mineral) são:

Estéreis: massas de rocha ou sedimentos movimentados na atividade de lavra para acessar o

bem mineral, mas sem interesse de aproveitamento econômico (autorizado para ser lavrado).

Rejeitos: material mineral sem valor econômico gerado em um processo de tratamento

mineral de concentração ou seleção do bem mineral de interesse econômico.

Tanto os estéreis como os rejeitos constituem massas significativas de matéria mineral que

preferencialmente deveriam retornar para o interior dos espaços abertos pela lavra, para

reconfiguração topográfica ou enchimento, visando a menor geração de impactos ambientais.

Todavia, pela natureza dos métodos de lavra e dependendo das características destes materiais são

dispostos em pilhas ou barragens, perpetuando-se como passivos ambientais.

A possibilidade do emprego de rochas silicáticas contendo elementos nutrientes ou com

características para usos agrícolas motiva à mineração olhar para seus estéreis e rejeitos como

materiais passíveis de reaproveitamento.

A seguir serão comentados alguns exemplos e possibilidades do reaproveitados para uso

agrícola de estéreis e rejeitos da mineração.

4.1 Estéreis para a Agricultura

Os materiais estéreis, escavados e descartados nas operações de descobertura em ninas a céu

aberto, ou no desenvolvimento da mineração subterrânea são, em sua maioria, rochas silicáticas e,

portanto, potencialmente interessantes a sua utilização como insumo natural agrícola. Alguns

exemplos de estéreis factíveis de serem avaliados para uso em produto agrícola são nas seguintes

atividades de mineração:

Pedreiras de Rochas Duras (silicáticas)

Em pedreiras de rochas vulcânicas (ex. basaltos) ou de rochas plutônicsa (ex. granitos)

ocorrem horizontes ou massas de rochas com altas concentrações de minerais deletérios ao emprego

em concretos, pois reduzem a resistência mecânica e durabilidade do concreto, são descartados como

estéreis ou utilizados como material de aterro. Estes materiais são constituídos principalmente de

altas concentrações de micas, argilas tipo esmectitas, zeolitas e minerais propensos a argilização e

absorção de água.



Nas pedreiras localizadas no domínio dos derrames do Grupo Serra Geral é comum a

ocorrência de zona ou horizontes amigdaloides, principalmente em ambientes de contato da lava

com sedimentos ou rochas quartzosos pré-existentes. A matriz rochosa destes horizontes é propensa

à alteração mineral e adsorção ou perda de água. As Figuras 4.1 e 4.2 ilustram a ocorrência de

horizonte amigdaloide a zeolita em pedreira no RS.

Figura 4.1 – Frente de lavra de material em horizonte amigdaloide. Material descartado na lavra e

destinado a aterros. ICOPEL, Estância Velha – RS

Fonte: Arquivo do Autor.

Figura 4.2 – Detalhe da Frente de lavra (Figura 2.20) do horizonte amigdaloide preenchido com

zeolitas e carbonatos, com baixo grau de alteração.




Os minerais de zeolita e esmectita são deletérios à estabilidade de cimentos quando presentes

em agregados (britas e areias), portanto, com restrições ao seu uso. As massas de rocha com muita

concentração de amígdalas são separadas. Os minerais constituintes de tais massas de rochas aportam

qualidades de troca catiônica e disponibilização de elementos nutrientes como Si, Ca, Mg e K.

O material apresentado nas Figuras 4.1 e 4.2 foi objeto de pesquisa de rochagem em plantio

de eucaliptos (DALMOR, et al. 2020).

Por sua vez, pedreiras desenvolvidas em rochas plutônicas, como de granitos, podem possuir

zonas de intrusão de pegmatitos ou estruturas preenchidas com cloritas e/ou micas, também

inadequado a produção de agregados de qualidade. A Figura 4.3 ilustra zona de falhas preenchidas

material xistoso e presença de minerais de mica.

Os estéreis de pedreiras, muitas vezes são também britados para facilitar sua deposição,

visando a comercialização de material de baixo valor (subproduto), portanto, podendo sofrer um

preparo granulométrico para fins de aplicação agronômica.

Figura 4.3 – Zona de falha preenchida com material xistoso em frente de lavra de pedreira de

granito, NE do Pará.




Pedreiras de Calcário

A lavra de calcário para uso na indústria do cimento, cal ou para corretivo de solo, via de

regra gera expressivas quantidades de estéril pela necessidade da descobertura do pacote rochoso do

bem mineral. Estas rochas estéreis, sem aproveitamento econômico são pouco conhecidas, inclusive

quanto à sua petrografia, e muito menos quanto às suas características químicas e mineralógicas. Isto

ocorre, principalmente, em minerações com título com regime de Registro de Licença

(Licenciamento), onde a pesquisa mineral é facultativa ao minerador.

A Figura 4.4 mostra uma foto panorâmica de um dos depósitos de estéreis da mineração de

calcário (mármore) dolomítico em Caçapava do Sul, RS, onde o acesso às lentes de calcário exige a

descobertura constituídas de rochas metamórficas e granitos encaixantes.

Figura 4.4 – Depósito de estéreis da mineração de calcário para corretivo de solo, Caçapava do Sul,

RS.

Fonte: INDUCAL, RS

Garimpos

Os estéreis de garimpos, principalmente aqueles de lavra subterrânea, onde as rochas

silicáticas são removidas para o acesso ao corpo mineralizados, têm sido alvo da pesquisa para uso

como remineralizadores.

Os estéreis são constituídos de fragmentados com dimensões de dezenas de centímetros

(mataco ou cascalho) e necessitarão serem cominuidos (britagem e/ou moagem) para a aplicação

agronômica. Este é o primeiro aspecto limitante ao seu uso, o custo de investimento em

equipamentos e o custo energético para a cominuição, implicando em avaliação criteriosa da

economicidade do aproveitamento.



A Figura 4.5 mostra o transporte do rejeito gerado na lavra de geodos de ametista em

Ametista do Sul, RS, onde observa-se o grande tamanho dos fragmentos da rocha estéril. No entanto,

o estéril da mineração de ametista tem sido estudado para aplicação como remineralizador em

rochagem de solos (ABREU, et al. 2013), mas com seu aproveitamento associado à produção de

agregados que viabilize a instalação de usina de britagem.

Neste caso, os geodos ocorrem em rocha classificada como “metabasalto” ou basalto

argilizado, apresentando alto teor de argilas (esmectitas e celadonitas) e zeolitas (alteração silicática)

que conferem ao remineralizador propriedade de significativa capacidade de troca catiônica (CTC)

(HARTMANN, ANTUNES e ROSENSTENGEL, 2014).

Pergunta: Conheces alguma mineração fonte de estéreis de rochas silicáticas, carbonáticas ou

fosfáticas? Há uso para esse material? Há potencial para esse material?

Figura 4.5 –Retirada de estéril em garimpo de ametista, RS. Observar o tamanho dos fragmentos

de rocha.

Fonte: Arquivo Autor

Outra atividade mineral onde seus estéreis são estudados para uso agronômico é o de

esmeraldas. O trabalho de Aguiar et al. (2013) estuda material de rochas mica xistos provenientes

de depósitos de estéreis/rejeitos da Província Esmeraldífera entre Itabira e Nova Era, MG. que foram

previamente moídos à granulometria de menos 0,5 mm. Os resultados mostram incremento das bases

(Mg e K) e redução da saturação de alumínio; Como exemplo de primor na caracterização



geoquímica de rocha para uso agronômico é o trabalho de Bergman et al. (2017), onde é estudado o

estéril da mineração de esmeraldas em Campo Formoso e Bindubaçu, BA, como fonte de potássio e

multinutrientes para remineralização de solos.

4.2 Rejeitos e o Aproveitamento na Agricultura

Os rejeitos de mineração que contam com vários estudos para emprego agrícola são aqueles

provenientes do processamento de rochas ornamentais e de revestimento. Os processos de corte,

lixamento e polimento geram materiais de elevada finura de rochas carbonáticas (mármores) e toda

a gama de rochas silicáticas duras. Todos os rejeitos de processamento mineral, a priori, não devem

ser desconsiderados, mesmo aqueles onde há suposta presença de contaminantes na mineralogia do

minério, com o caso dos metais não ferrosos. Isto porque, as técnicas de processamento mineral estão

cada vez mais observando a eliminação de uso de produtos reativos contaminantes que implicam em

rejeitos isentos de cargas tóxicas e avaliando a carga tóxica das fases minerais.

Beneficiamento de Rochas Ornamentais

As pesquisas de caracterização e uso de rejeitos do beneficiamento de rochas ornamentais

não é uma novidade na literatura científica, mas ainda são poucos os produtos comerciais

desenvolvidos a partir desta gama de resíduos.

As operações unitárias do beneficiamento dos blocos de rochas são: i) a serragem dos blocos

em teares, produzindo chapas; e ii) as operações de corte, lixagem e polimento, que darão dimensão

e conformação às peças de revestimento e ornamento.

As operações de beneficiamento para produção de chapas ou elementos de revestimento se

iniciam na produção de placas serradas nos Teares de Rochas com o desdobramento ou fatiamento

dos blocos, vindos das pedreiras. Há dois tipos de processo de corte: um onde a serragem dos blocos

é feita por lâminas de aço utilizando polpa de granalhas de aço (partículas de aço especial) como

meio de abrasão entre a serra metálicas e a rocha, visto na Figura 4.6; e o corte com fio diamantado,

mais eficiente e de menor custo. O uso de granalha como elemento abrasivo faz com que o rejeito

(em polpa) do pó de rocha esteja “contaminado” com partículas de granalha e consequente propensão

a oxidação e geração de hidróxidos de ferro.



Figura 4.6 – Tear para produção de chapas de rocha ornamental. Na imagem dois blocos de rocha

estão sendo serrados.

Fonte: USP (Paraguassú, et al, 2017)

A etapa onde há a maior geração de pó é do preparo da superfície das chapas e peças, através

das operações de lixagem e polimento, quando os materiais abrasivos são mais duros e inertes como

oxido de alumínio (coríndon) ou diamante. Tais operações produzem um material de textura mais

fina que a do corte em teares. A Figura 4.7 ilustra um pequeno galpão de beneficiamento de chapas

de rocha ornamental no RS.

Figura 4.7 – Galpão de beneficiamento de chapas de rocha. Primeiro plano lixadeira/polidora,

segundo plano serra de disco. Camino Pedra, Bento Gonçalves, RS.

Fonte: Arquivo do autor.



Como em todas as operações de beneficiamento de rocha ornamental há o uso de água como

lubrificante e no arrefecimento da temperatura das ferramentas, os rejeitos são gerados na forma de

polpa, a qual é conduzia a sistemas de decantação e secagem em pilhas ou eventualmente filtragem.

Um processo bastante simples de secagem é a colocação do decantado em bags (Figura 4.8), obtendo

assim a redução significativa da umidade (<10%), como é feito pela empresa Camino Pedras, RS.

No caso da Camino Pedras, a destinação do rejeito é uma olaria, onde o pó decantado serve

como carga na massa de cerâmica vermelha.

Considerando o aproveitamento como produto agrícola, os contaminantes possíveis de serem

encontrados neste caso são resíduos de lubrificantes das máquinas e os reagentes de decantação:

coagulantes e floculantes, A presença destes contaminantes é resultado de falha em equipamento

(má manutenção ou operação), ou seja, da negligência às boas práticas de operação, e aplicação

excessiva ou errada dos reagentes depressores do material particulado.

Figura 4.8 – Sistema de disposição e secagem em bags. Camino Pedras, RS

Fonte: Arquivo do autor.

A literatura científica acadêmica possui importante acervo de investigações sobre o uso de

rejeitos do beneficiamento de blocos de rocha. As edições dos Anais dos Congressos Brasileiros de

Rochagem trazem trabalhos interessantes e reveladores. O trabalho de Raymundo et al. (2013),

“Correção de acidez de solo utilizando resíduos da indústria de rochas ornamentais” expressa a

principal objetivo da aplicação destes rejeitos da mineração. Apesar de não estar dito no trabalho,

subtende-se tratar de rejeitos do beneficiamento de blocos de mármores, que foram estudados quanto

à sua ação corretiva, em comparação a um calcário comercial.



Um exemplo de produto agronômico proveniente de rejeitos do processamento de rochas

ornamentais é a linha de produtos Gigamix. A ficha técnica do GigamixPlus está disponível em:

https://issuu.com/gigamix/docs/plus. Trata-se de produto de granulometria micronizada, indicado

como fonte de fósforo, cálcio, magnésio e silício, para ser misturado em água para aplicação por

aspersão. Outros produtos da linha Gigamix são empregados na formulação de misturas de

compostos fertilizantes.

Outros Rejeitos da Mineração

Os processos de tratamento para remoção ou concentração da substância econômica do

minério gera grandes massas de rejeitos. Os minérios de metais não-ferrosos (ouro, prata, cobre,

zinco, chumbo, etc.) podem estar em proporções menores de 10% até valores de algumas miligramas

por tonelada de rocha processada. Esta imensa porção mineral é constituida, na maioria das vezes,

de minerais silicáticos.

No caso do tratamento de minérios não-ferrosos a rocha é moída a frações finas; usualmente

a menos 0,075mm (200#). A redução de tamanho tem a função de individualizar as partículas do

mineral rico ou com o predomínio deste.

Após comunuida, a massa de rocha sofre um ou mais processos de concentração. Os métodos

de tratamento empregados podem ser: gravimétricos e densimétricos, físico-químicos, químicos e

eletromagnéticos, sendo na maioria das vezes empregados de forma combinada.

No caso de processos físico-químicos (flotação) ou químicos (lixiviação) há o emprego de

produtos surfactantes e lixiviantes com potencial de conferir características tóxicas ao rejeito. Sendo

assim, o estudo da utilização destes rejeitos, que tem a vantagem de já estarem cominuidos como pó

ou filler, deve avaliar a persistência da presença dos reagentes utilizados nos tratamentos, como

também a existência de elementos tóxicos associados à mineralogia do minério, principalmente: As,

Cd, Hg e Pb.

A possibilidade de eventuais contaminações dos rejeitos do processamento de minérios não

metálicos, acima citados, não deve descartá-los como passiveis de serem empregados na agricultura.

Isto porque, cada vez mais reagentes e processos ambientalmente corretos são introduzidos no

tratamento (de atividades devidamente licenciadas). Na flotação o uso de reagentes biodegradáveis

já está consolidado; e na lixiviação, processos de neutralização e recuperação das substâncias

lixiviantes, como o cianeto, também são aplicados ao efluentes e na disposição de rejeitos. A análise

de uma amostra (pontual) coletada em barragem de rejeitos do processamento de minério de cobre

https://issuu.com/gigamix/docs/plus



(PA) mostra os parâmetros geoquímicos de enquadramento para remineralizador de solos (Quadro

4.1).

Quadro 4.1 – Análise química de amostra de rejeito do processamento de minério de cobre (PA);

Soma de Bases – SB. Fonte: Projeto Rochagem Pará (ANM/PA).

Amostra

S B

(%)

CaO

(%)

MgO

(%)

K2O

(%)

As

(ppm)

Cd

(ppm)

Hg

(ppm)

Pb

(ppm)

rejeito de minério de cobre 8,86 4,44 3,02 1,4 <1 <0,01 <0,05 3,9

Os resultados da análise desta amostra indicam apenas que o valor da soma de bases de 8,86%

está no limite de tolerância (10%) do valor mínimo exigido para a soma de bases, que é 9%, para

uso como remineralizador. Mas quanto aos componentes tóxicos a amostra atende, perfeitamente,

aos padrões exigidos pela IN MAPA 05/2016.

Outro exemplo interessante de aproveitamento de rejeito mineral é o do xisto retortado,

resíduo do processo de extração de óleo do folhelho pirobetuminoso, no processo Petrosix da

Petrobras em São Mateus do Sul, PR. A presença de teores de CaO, MgO e K2O justificam as

pesquisas sobre sua aplicação, apresentada em três trabalhos no III Congresso Brasileiro de

Rochagem (2017)

Referências:

ABREU, Clarissa T.; BORTOLUZZI, Edson C.; HARTMANN, Léo A.; SILVA, Juliano T. Rochagem de

solos agrícolas empregando-se resíduos da indústria extratora de geodos de ametistas e ágatas, Rio Grande

do Sul. In. Anais II Congresso Brasileiro de Rochagem. Poço de Caldas, 2013.

AGUIAR, Amando P.; HORN, Adolf H.; DA COSTA, Alexandre S.V.; LEAL, José M. Uso do rejeito da

mineração de esmeraldas da Província Esmeraldífera entre Itabira Nova Era – MG, como fornecedor de

nutrientes a solos agrícolas. In: Anais do II Congresso Brasileiro de Rochagem, Poço de Caldas, 2013.

BERGMANN, Magda; BLASKOWSKI, Alessandra; SILVEIRA, Carlos A.P.; CAMARGO, Maria A.;

SIMAS, Margarete W.; CAVALCANTE, Oliveira. Caracterização de flogopititos e outras rochas encaixantes

das mineralizações de esmeralda de Campo Formoso e Pindobaçu (BA) como fontes de potássio e

multinutrientes para remineralização de solos. In: Anais do III Congresso Brasileiro de Rochagem,

Embrapa, Pelotas, 2017.



DALMORA, Adilson C.; RAMOS, Claudete G.: PLATA, Leandro G.: COSTA, Marcondes L. da;

KAUTZMANN, Rubens M.; Silva, Luis F.O. Understanding the mobility of potential nutrients in rock mining

byproducts: An opportunity for more sustainable agriculture and mining. Science of the Total Environment,

710 (2020) 136240

DALMORA, Adilson C.; RAMOS, Claudete G.: OLIVEIRA, Marcos L. S.; PLATA, Leandro G.; SILVA,

Luis F.O.; SCHNEIDER, Ivo, A. H.; KAUTZMANN, Rubens M.. Application of andesite rock as a clean

sourse of fertilizer for eucalyptus crop, Evidence of sustentability. Journal of Cleaner Production. 256

(2020) 120432

DA LUZ, Adão B.; ALMEIDA, Salvador L.M.. (Ed.) Manual de Agregados para a construção civil.

CETEM/MCT, Rio de Janeiro, 2012.

HARTMANN; Léo A.; ANTUNES, Lucas M.; ROSENSTENGEL, Leonardo M.. Stratigraphy of amethyst

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III CONGRESSO BRASILEIRO DE ROCHAGEM (Anais). EMBRAPA, 2017. Disponível em:

https://www.researchgate.net/profile/Eder-Martins-

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PARAGUASSÚ, A.B,; RODRIGUES, J.E.; RIBEIRO, R.P.; FRAZÃO, E.B. Indústria da Pedra: Da

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RAYMUNDO, Valério; NEVES, Mirna A.; CARDOSO, Marcos S. N.; BREGONCI, Izaias S; LIMA, Julião

S. S.; FONSECA, Arthur B. Correção de acidez de solo utilizando resíduos da indústria de rochas

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http://mineralis.cetem.gov.br/bitstream/cetem/1219/1/extracao-ouro%20cap.2.pdf

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Made-in-China. Disponível em: https://pt.made-in-china.com/co_above-power/product_Mining-Machinery-

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Solostocks. Disponível em: https://www.solostocks.com.br/venda-produtos/outros-produtos-minerais-

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CETEM – Centro de Tecnologia Mineral (MCT)

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RMX

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Astec do Brasil

https://www.astecdobrasil.com/produtos/agregados-mineracao/peneiras-vibratorias/

Máquinas Faria

http://maquinasfaria.com.br/project/peneira-vibratoria/

Agragado curva

http://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/14878/material/Gr%C3%A1ficos%20-

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Wiliwand

https://www.wikiwand.com/pt/Separador_cicl%C3%B4nico

ciclone Metso

https://www.metso.com/br/produtos/classificadores/classificadores-de-ar/classificadores-ciclonicos-a-ar-e-

ciclones

Taffarel, S.R.; Kautzmann, R.M. Apostila de Controle da PoluiçãoAtmosférica. (Unilasalle).

Indústria de Calcários Caçapava - INDUCAL, RS (cedido pela empresa)

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tecnologia mineral prof. rubens müller katuzmann

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