Universidade do Estado do Rio de Janeiro Centro de Tecnologia Mineral - Cetem Minerais Industriais FELDSPATOS Luiz Carlos Bertolino [email protected] O mineral A termo feldspato derivada do alemão feld (campo) + spath (pedra). Designa um dos grupo de minerais mais importante uma vez que perfaz o maior volume da crosta terrestre, cerca de 60%. Além da grande freqüência esse grupo apresenta ampla distribuição, constituindo-se dessa forma na principal base de classificação das rochas magmáticas, estando ausente apenas em algumas rochas ultramáficas e em raríssimas rochas alcalinas. O termo feldspato cobre uma série de aluminosilicatos alcalinos ou alcalinos terrosos. Os feldspatos naturais são normalmente uma mistura em diversas proporções de alumino-silicatos de potássio, de sódio, de cálcio, de lítio e ocasionalmente de bário e de césio. O mineral Os feldspatos podem ser classificados em dois grandes grupos, Feldspatos alcalinos e sódico-cálcicos (Plagiocásios). A série do plagioclásio da mesma maneira que os feldspatos alcalinos, apresenta termos de alta e baixa temperaturas, além de temperatura intermediária, e podem ser classificados eminentemente com base nas porcentagens "moleculares", aparecendo as denominações albita, oligoclásio, andesina, labradorita, bytownita e anortita, respectivamente para porcentagens de anortita (An) de 0-10, 10-30, 30-50, 50-70, 7090 e 90-100%. Granito 1 - Quartzo 1 2 -Mica (biotita) 2 3 - Feldspato 3 Feldspatos - Grupos Plagioclásios - Albita (Na1-0,9,Ca0-0,1)Al(Al0-0,1,Si1-0,9)Si2O8 - Oligoclásio (Ca,Na)Al (Al,Si)Si2O8 - Andesina (Na0,7-0,5,Ca0,3-0,5)Al(Al0,3-0,5,Si0,7-0,5)Si2O8 - Labradorita (Na0,5-0,3,Ca0,5-0,7)Al(Al0,5-0,7,Si0,5-0,3)Si2O8 - Bytownita (Na0,3-0,1,Ca0,7-0,9)Al(Al0,7-0,9,Si0,3-0,1)Si2O8 - Anortita (Na0,1-0,Ca0,9-1)Al(Al0,9-1,Si0,1-0)Si2O8 K – Feldspatos - Sanidina (KAlSi3O8 ) - Microclínio (KAlSiO3O8) - Adulária (KALSi3O8) - Ortoclásio (KAlSi3O8) Produção Interna A produção bruta de feldspato proveniente de lavras regulares atingiu, em 2004, 280.293t, assim distribuídas: estado de Minas Gerais (MG) – 39,5%, Paraná (PR) – 37,8%, Santa Catarina (SC) – 16,7%, São Paulo (SP) – 3,3%, Paraíba (PB) – 1,9% e .Rio Grande do Norte (RN) – 0,8%. A produção beneficiada totalizou 115.952t ( SP – 33,1%, SC – 30,7%, PR – 30,2%, PB – 4,6% e RN – 1,3%). As principais empresas produtoras foram Tavares Pinheiro Industrial Ltda., Tech Roch Mineração Ltda. (SP), MIVALMineração Vale do Rio Tijucas Ltda. e Ataíde Honorato Floriano (SC), Mineração Ubaeira Ltda. (RN), Mineração Jundu Ltda. (SP e MG), José Valmor Facher (PB), Marc Mineração Indústria e Comércio e INCEPA Revestimentos Cerâmicos Ltda. (PR); Mineração Brasil Ltda., JP Mineração Ltda., Arqueana de Minérios e Metais Ltda. e K2 Mineração e Exportação Ltda. (MG). Consumo As indústrias de cerâmica e vidro são os principais consumidores de feldspato no Brasil. Na indústria cerâmica o feldspato atua como fundente (diminuindo a temperatura de fusão), além de fornecer SiO2 (sílica). Os de maior importância são o patássico (K2O.Al2O3.6SiO2) e o sódico (Na2O.Al2O3.6SiO2), por terem temperatura de fusão relativamente baixa e assim sendo empregados como geradores de “massa vítrea” nas massas cerâmicas e nos vidrados. Na fabricação de vidros o feldspato é utilizado como fundente e fonte de Al2O3, Na2O, K2O e SiO2. A alumina (Al2O3) tem a função de aumentar a durabilidade, a dureza e a resistência à corrosão química. Os álcalis (Na2O e K2O) atuam como fundentes, substituindo parcialmente a barrilha. Matérias-Primas O setor cerâmico é um grande consumidor de matériasprimas minerais. Seus diferentes segmentos consomem uma diversidade de substâncias minerais in natura ou beneficiada, cujas variedades empregadas dependem do tipo de produto e da localização da unidade fabril. O setor produtivo responsável por esse suprimento é o de minerais industriais ou não-metálicos, que congrega, de acordo com os cadastros do DNPM, mais de 500 empresas, das quais cerca de 200, atendem ao setor cerâmico. Cerâmicos e refratários: Feldspato Exemplos de Minérios Utilização Feldspato Ortoclásio , microclínio Feldspatóides Leucita, nefelina Uso como fundente na produção de porcelana, vidro (alumína) Material ornamental Fabricação de esmaltes Cerâmica fina e grossa Cimento dentário Forma de Extração / Modo de ocorrência •Nas rochas graníticas e gnáissicas, formam 60% das rochas ígneas •A mais importante fonte de produção dos feldspatos são os pegmatitos Feldspato Os dados de produção de feldspato no Brasil são bastante imprecisos. Os pegmatitos são lavrados para diversos minerais como quartzo, gemas, berilo, ouro, etc., os quais muitas vezes constituem o principal objeto da lavra. Sempre que isso ocorre o feldspato é obtido por catação no rejeito do beneficiamento. Essa produção não é registrada nas estatísticas. A produção de feldspato é, por isso, estimada a partir de índices de consumo, que também são estimados através de coeficientes técnicos de produção das indústrias consumidoras. Os estados de MG, SP e PR são os principais produtores de feldspato no Brasil. Entre as empresas detentoras de concessão de lavra de feldspato destacam-se: Arqueana de Minérios e Metais, Companhia Brasileira de Lítio e Mineração Estrela do Sul, Tavares Pinheiro Industrial e Fiorelle Peccicacco, Mineração Cambuí e Mineração do Nordeste Ltda Cerâmicos e refratários: Feldspato Exemplos de Minérios Utilização Feldspato Ortoclásio , microclínio Feldspatóides Leucita, nefelina Uso como fundente na produção de porcelana, vidro (alumína) Material ornamental Fabricação de esmaltes Cerâmica fina e grossa Cimento dentário Forma de Extração / Modo de ocorrência •Nas rochas graníticas e gnáissicas, formam 60% das rochas ígneas •A mais importante fonte de produção dos feldspatos são os pegmatitos Pegmatitos da região do Seridó RN Beneficiamento do Feldspato Talco e Pirofilita A produção estimada de talco (300.000 t) e pirofilita (160.000 t) somou 460.000 t em 1999. Os Estados do Paraná (58,0%), Bahia (29,0%), São Paulo (12,0%) e Minas Gerais (1,0%) participaram com o total da produção de talco. Em relação à pirofilita, a totalidade da produção provém de Minas Gerais. Em 1999, foram importadas 10.763 toneladas de talco (esteatita natural, triturada ou em pó), a um custo de US$ 3.192.000. Os Estados Unidos foram os principais exportadores, com aproximadamente 96,0% do total. As exportações de talco, em 1999, totalizaram 6.028 toneladas, gerando uma receita de US$ 1.976.000. O mercado exportador foi formado principalmente pela Argentina (59,0%), Paraguai (8,0%), Uruguai (7,0%), Alemanha (5,0%) e Estados Unidos (5,0%). Magnesita A quase totalidade da produção brasileira de magnesita bruta e calcinada é proveniente do Estado da Bahia (96,0%), contribuindo o Estado do Ceará com apenas 4,0%. O principal produtor do país é a Magnesita S.A., que responde por cerca de 82,0% da produção nacional e os 18,0% restantes estão distribuídos entre as empresas Ibar Nordeste S.A., Magnesium do Brasil Ltda e Indústrias Químicas Xilolite S.A Os principais países fornecedores foram: Noruega (86,0%), México (4,0%), EUA, Ilhas Cayman, China e Israel (2,0%) cada, respondendo por cerca de 98% dessas importações, no valor de US$ 4,2 milhões. Os principais países consumidores, por quantidade, foram: EUA (29,8%), Polônia (20,7%), Argentina (16,2%), Chile (15,5%), Venezuela (7,7%) e Alemanha (4,5%), correspondendo a aproximadamente 94,0% das exportações brasileiras, gerando divisas da ordem de US$ 9,2 milhões. Magnesita A demanda interna de magnesita calcinada está ligada, principalmente, ao parque siderúrgico nacional, que utiliza mais de 80,0% desta commodity para a produção de refratários. Os 20,0% restantes foram consumidos pelas indústrias de cimento e de vidro. Em relação à magnesita cáustica, observou-se, em 1999, paridade entre a oferta e a demanda do mercado consumidor, formado principalmente pelas indústrias de fertilizantes, abrasivos, siderurgia, rações e produtos químicos. Quartzo O quartzo representa entre 20 e 25% do volume da crosta continental; Pode ser natural ou cultivado; Principais fontes de quartzo natural: veios hidrotermais, pegmatitos, quartizitos, arenitos, areias quartzosas, cherts, granitóides e gnaisses graníticos. Propriedades Fórmula química: SiO2 Substâncias polimórficas: Quartzo (alfa e beta), tridimita e cristobalita; Densidade-padrão: 2,6507 g/cm3; Alta resistividade elétrica; Ponto de fusão: 1713ºC; Dureza: 7 na escala de Mohs; Variedades cristalinas: Quartzo hialino, leitoso, esfumaçado, negro (mourion), ametista, citrino e prásio. Aplicações É função das impurezas, defeitos no cristal e outras normas específicas que cada segmento industrial requer. Cristais de melhor qualidade: Indústria óptica, eletrônica e de instrumentação; Cristais de pior qualidade: Indústria em geral (abrasivos, cerâmica, metalúrgica e etc...) Quartzo no Brasil Depósitos de Filões Hidrotermais: MG, BA, GO e TO. Depósitos de Pegmatitos: NE de MG e sul BA 90,875 81,575 83,925 75,725 50 60,025 64,075 68,225 45,825 50,175 40 54,975 36,675 40,325 26,625 20,875 #140 6 25000 20000 15000 10000 5000 0 #80 Quartz low 100.00 % 8 6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 4 2 0 #35 -2 -4 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 -200 8000 6000 B 4000 0 Quartz low 99.45 % Birnessite 0.55 % 8 2000 6 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 4 2 Mag 0 -2 -4 -6 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 10 20 30 2 60 70 80 90 100 Magnesita A quase totalidade da produção brasileira de magnesita bruta e calcinada é proveniente do Estado da Bahia (96,0%), contribuindo o Estado do Ceará com apenas 4,0%. O principal produtor do país é a Magnesita S.A., que responde por cerca de 82,0% da produção nacional e os 18,0% restantes estão distribuídos entre as empresas Ibar Nordeste S.A., Magnesium do Brasil Ltda e Indústrias Químicas Xilolite S.A Magnesita A demanda interna de magnesita calcinada está ligada, principalmente, ao parque siderúrgico nacional, que utiliza mais de 80,0% desta commodity para a produção de refratários. Os 20,0% restantes foram consumidos pelas indústrias de cimento e de vidro. Em relação à magnesita cáustica, observou-se, em 1999, paridade entre a oferta e a demanda do mercado consumidor, formado principalmente pelas indústrias de fertilizantes, abrasivos, siderurgia, rações e produtos químicos. Vermiculita Fórmula Química - (Mg,Ca)0.7(Mg,Fe,Al)6.0[(Al,Si)8O20)](OH)4.8H2O Composição - 14,39 % MgO, 43,48 % Al2O3, 12,82 % FeO, 11,92 % SiO2, 17,87 % H2O Cristalografia – Monoclínico Classe - Prismática Vermiculita Forma Cristalográfica Propriedades Ópticas Biaxial negativo Hábito – Micáceo Clivagem - Perfeita {001} Dureza - 1,5 – 2 Densidade relativa - 2 – 3 Foto Fratura – Ausente Brilho - Sedosos a perláceo Cor - Branco, amarelo, marrom Vermiculita Reserva e produção mundial 90% das reservas mundiais estão situadas nos Estados Unidos e África do Sul. No Brasil, as reservas localizam-se nos Estados de Goiás, Paraíba, Bahia e Piauí. Outros países produtores são: Argentina, Austrália, China, Egito, Índia, Japão, Quênia e Zimbábue. USO INDUSTRIAL Vermiculita Utilizado para absorção de líquidos, isolantes, embalagens na agricultura etc. Utilizada principalmente como isolante térmico e acústico, é absorvida em grande proporção pelo mercado interno (cerca de 76,0% da Quantidade produzida). Existem no mercado vários produtos industriais à base de vermiculita expandida, com suas denominações comerciais de acordo com cada empresa produtora. Outras aplicações são: Condicionador e corretivo de solos. Vermiculita Associação - Associado a coríndon, apatita, biotita, flogopita, clorita, etc. Propriedades Diagnósticas - Hábito, apresenta exfoliação, brilho, cor, absorve líquidos orgânicos. Ocorrência - Ocorre em contato de rochas intrusivas ácidas, básicas e ultrabásicas. Formado pela alteração de biotita, flogopita e clorita. Mineral Enxofre Nativo Sulfetos Pirita FeS2 Utilização Matéria prima da polvora Insetcida, pesticida Produtos médicos Preparação papel Interfere na maioria dos produtos industrializados Modo de ocorrência Impregnados em calcário poroso, acamados com gipso, presentes na rochas sedimentares. Vulcânico (nas crateras de vulcões), secundário Mineral Gesso Gipsita CaSO4.2H2o • Anidrita CaSO4 • Utilização Gipsita •Uso comercial do gesso •Ligantes Modo de ocorrência É um mineral que ocorre em rochas sedimentares salinas O gesso é um produto queimado feito de gipso ou gipsita e de anidrita Mineral Fluorita • Mineral CaF2 Utilização •Fonte de fluor •Fundente na fabricação de aço • Esmaltes cerâmicos Forma de Extração / Modo de ocorrência Sempre agregada a quartzo, calcita, Considerada ganga, nas jazidas de Pb, Zn, Depósito de Fluorita Tanguá - RJ Depósito de Scheelita Currais Novos - RN Mineral Fosfato Exemplos de Minérios Fosfato Apatita Ca[(F,Cl,OH)-PO4)3] Dentes e ossos humanos Fosforita Apatita cripcristalina,fosfato de cálcio amorfo, fonte de fosfóro mais importante Guano Escremento de aves Colofano Fosfato de Ca amorfo Utilização •Preparo de fertilizantes •Compostos orgânicos de fósforo Modo de ocorrência Encontrados nas rochas ígneas, rochas metamórficas, em sedimentares.