G. A. Neves

Recycling of Mine Wastes as Ceramic Raw Materials: An Alternative to Avoid Environmental Contamination

Solid waste management has moved to the forefront of the environmental agenda. Nations are considering restrictions on packaging and controls on products in order to reduce solid waste generation rates. Local and regional governments are requiring wastes to be separated for recycling, and some have even established mandatory recycling targets. However, industrial and everyday activities continue discarding vast amounts of material, some of which contains toxic and environmentally harmful substances. Such substances are not always disposed of in a manner with the avoidance of environmental contamination. Despite the existence of environmental standards, and in spite of the ethical implications of such actions, negligence, cost-cutting and accidents cause contamination of the soil, sediments, water and air. In the last few years, numerous industrial sectors have been mentioned as sources of environmental contamination and pollution due to the enormous quantity of wastes they generate. Mineral extraction and processing are good examples of waste production.

Mapeamento de argilas do Estado da Paraíba

Brazil is a large potential producer of ceramic materials because of the large number of clay deposits. These clays are very important to the production of porcelains, sanitaryware, bricks roof tiles and floor and wall tiles. The State of Paraiba, Brazil, has several areas where an intense activity in ceramic industry can be observed. The researchers have dedicated a great effort for characterizing and evaluating the potential uses of these clays. These works allowed for a mapping of the deposits of the already studied clays. The aim of this work is to complement the mapping of these clay deposits already studied in the State of Paraiba that can be used in the ceramic industry. The performed work is not sufficient for evaluating the whole State and the majority of the work is concentrated in the more dense areas of the State; some basins were not studied properly.

Avaliação de argilas bentoníticas policatiônicas do estado da Paraíba com aditivos para aplicação em perfuração de poços de petróleo e tintas à base de água

Com o surgimento das novas ocorrencias de bentonitas no estado da Paraiba, ha necessidade da otimizacao de sua reologia de forma a adequa-las as exigencias da industria nacional, visando seu uso em fluidos de perfuracao e tintas a base de agua. Foram utilizadas tres argilas (Chocolate Campos Novos, Chocolate Corredor e Chocobofe Primavera) com o objetivo de avaliar as propriedades tecnologicas para uso como agente tixotropico na formulacao de fluidos de perfuracao e tintas a base de agua; esta pesquisa trata da reologia de dispersoes de argilas aditivadas com MgO de forma conjunta e isolada com o Na2CO3. O comportamento reologico foi estudado em viscosimetro em dispersoes de 4,86% e 6,00% (em massa) e com aditivos variando de 2% a 3% (em massa) na forma simples e combinada. Os resultados obtidos foram comparados com as especificacoes da Petrobras, API e ISO. As amostras estudadas apresentaram caracteristicas tipicas das bentonitas oriundas do estado da Paraiba, apresentando os argilominerais caracteristicos esmectiticos, cauliniticos e acessorios; as analises reologicas evidenciaram que as argilas em estudo utilizando o Na2CO3 exibiram resultados promissores para aplicacao tecnologica em fluidos de perfuracao de pocos e que a aditivacao das amostras com Na2CO3 em conjunto com o MgO exibiram resultados promissores para aplicacao tecnologica em tintas a base de agua.

Factorial design and statistical analysis of smectite clay treatment by hydrocyclone

Bentonite clays are materials composed by one or more smectite clay minerals and some accessory minerals, mainly quartz, cristobalite, mica, feldspars and other clay minerals such as kaolinite. These contaminants present in clays have a large distribution of particle sizes which severely restrict their industrial applications, with the use of hydrocyclone as a likely solution for their reduction. This study aims to analyze the treatment of smectite clays from the state of Paraíba using modeling, simulation and optimization of the variable average particle diameter in relation to various process variables related to the hydrocyclone. In this study, the average diameter of smectite clays was evaluated as a function of the factors: pressure, apex diameter and vortex diameter of the hydrocyclone. Complete factorial design and addition in the central points were used to model the hydrocycloning process. The results evidenced reduction in equivalent average particle size of approximately 19.2%. Regarding the simulations, the optimum point with the lowest value was found for the average diameter of 4.033 μm, with a pressure of 4.3 bar, apex opening of 5.3 mm, and vortex opening of 6.3 mm, all at a 95% confidence level.

Influência das variáveis de processo do hidrociclone para tratamento de argilas esmectitícas

Recentemente foram descobertos novos depositos de argilas esmectiticas no estado da Paraiba, localizados nos municipios de Cubati, Olivedos, Sossego e Pedra Lavrada. Estudos preliminares evidenciaram que estes depositos apresentam na sua composicao mineralogica elevados teores de minerais acessorios como mica, silica livre e carbonatos. A presenca desses minerais restringe em muito o uso industrial, sendo necessarios estudos sobre tratamento dessas argilas para reducao desses contaminantes. Estudos recentes mostraram que o uso do hidrociclone e uma alternativa viavel por requerer um baixo investimento de instalacao e manutencao, sendo amplamente utilizado na industria mineral. Este trabalho teve como objetivo estudar as variaveis de processo do hidrociclone para tratamento de argilas esmectiticas de um novo deposito do estado da Paraiba. A argila esmectitica antes e apos hidrociclonagem foi caracterizada fisica, quimica e mineralogicamente, pelas seguintes tecnicas: analise granulometrica por difracao a laser, difracao de raios X, analise quimica por fluorescencia de raios X e analise termica. A argila foi dispersa na concentracao de 4% e com defloculante hexametafosfato de sodio sob agitacao por 24 h. As variaveis de processo utilizadas no hidrociclone foram: pressao, aberturas do vortex e apex. Os resultados conduziram a um aumento do concentrado da fracao argila, reducao do diâmetro medio equivalente das particulas e reducao dos minerais acessorios.

Modelagem de propriedades reológicas de argilas esmectitas do estado da Paraíba para uso em fluidos de perfuração de poços de petróleo

Atualmente mais de 79% das argilas bentoniticas industrializadas sao oriundas das jazidas de Boa Vista, PB. Estes jazimentos vem sendo minerados de forma desordenada ha mais de 40 anos, resultando no esgotamento das variedades mais nobres, havendo serio prejuizo para qualidade do produto final. As empresas mineradoras impoem rigidas condicoes de comercializacao para os produtores, condicionando a aquisicao das variedades menos nobres junto as variedades que ainda apresentam propriedades mais adequadas e frequentemente as variedades menos nobres sao descartadas no processo produtivo. Este trabalho teve o objetivo otimizar as propriedades reologicas das novas ocorrencias de argilas bentoniticas do estado da Paraiba, utilizando a tecnica de planejamento experimental de misturas, a fim de adequa-las as exigencias da Petrobras e da industria nacional. As argilas utilizadas foram provenientes dos municipios de Olivedos e Boa Vista, PB. As amostras de argilas foram misturadas utilizando a tecnica mencionada e caracterizadas fisica, quimica, termica e mineralogicamente. Apos caracterizacao as argilas foram transformadas em sodicas e foram determinadas suas propriedades reologicas para uso em perfuracao de pocos de petroleo de acordo com a norma da Petrobras. As variaveis respostas, viscosidade aparente, viscosidade plastica e volume de filtrado, foram avaliadas mediante analises das superficies de respostas. Os resultados obtidos evidenciaram que as argilas estudadas sao promissoras para usos em fluidos de perfuracao. Observaram-se ainda melhoras significativas de suas reologias apos mistura com as argilas de Boa Vista, PB.

Estudos de caracterização dos novos depósitos de argilas esmectíticas do município de Sossego, PB

The main reserves of bentonite clays in Brazil are located in the states of S. Paulo, Bahia, Piaui and Paraiba, the latter being as a major national producer. Large deposits of these clays are found in Boa Vista, PB, which is currently in depletion phase due to uncontrolled exploitation. Other deposits were discovered in Districts of Cubati, and Pedra Lavrada, PB, and recently in the Sossego district, PB, Brazil, was discovered a new deposit which may represent an interesting alternative technology to future shortages of Paraiba bentonite clays, expansion of mineral production in region and consolidation of the state as the largest producer in the country. This work aims to study the smectite clays from Sossego District, PB. Initially the samples were submitted to characterize physical, chemical and mineralogical through the following techniques: granulometric analysis by laser diffraction, chemical composition by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, thermal differential and thermogravimetric analysis. After those tests, were determined the rheological properties, based on standard Petrobras, for drilling water based fluids. The results showed that mineralogical composition clays were smectite, kaolinite, feldspar and quartz. The rheological properties results indicated that some samples were promising for use in drilling fluids.

Composição de argilas organofílicas obtida com tensoativo não-iônico para fluidos de perfuração base orgânica

INTRODUCAOAs argilas organofilicas foram introduzidas nos fluidos de perfuracao na decada de cinquenta do seculo passado, atuando como controladores da reologia do sistema [1]. Essas argilas sao produzidas, em geral, a partir da reacao de troca cationica de uma argila (hidrofilica) com sais quaternarios de amina ou de amonio [2]. As argilas organofilicas quando dispersa no meio oleofilico promove a capacidade de gelificacao do fluido de perfuracao, em virtude da caracteristica tixotropica da argila [3], sendo utilizadas em concentracoes de 2,0 a 15 lb/bbl (0,0057 a 0,0427 g/mL), dependendo da densidade do fluido formulado [1]. Os fluidos de perfuracao consistem em uma fase liquida continua, tratada quimicamente de forma a adequar suas propriedades as operacoes de perfuracao [4-6]. Suas propriedades principais sao massa especifica (na pratica de fluidos de perfuracao, ha certa imprecisao na nomenclatura, como por exemplo: os termos densidade, massa especifica e peso especifico. Que serao utilizados indistintamente neste texto com o significado de massa especifica), viscosidade, homogeneidade, reatividade, filtrado e salinidade. Os fluidos de perfuracao em relacao ao meio dispersante liquido podem ser de dois tipos: fluidos base de agua e fluidos base orgânica. Os fluidos base orgânica sao formados por uma emulsao na qual a fase continua e um liquido nao aquoso e agua saturada com NaCl, tendo como fase solida argilas organofilicas. Dentre o grande numero de composicoes de argilas organofilicas (argila mais componente orgânico) pesquisadas, as de maior importância industrial sao as