ROCHAS ORNAMENTAIS FELDSPATO E QUARTZO

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1 ROCHAS ORNAMENTAIS FELDSPATO E QUARTZO Ricardo Dutra (SENAI PR) [email protected] Resumo O Brasil possui uma das maiores reservas mundiais de granitos, e a lavra extensiva dos mesmos gera um volume expressivo de resíduos, superior a 50 % do material extraído, o qual provoca um grande impacto ambiental. Em virtude de suas características mineralógicas e petrográficas, alguns granitos apresentam concentrações expressivas de feldspato e quartzo passíveis de recuperação e utilização na indústria cerâmica. Palavras-chave: feldspato e quartzo; rochas ornamentais; minerais industriais. 1. Introdução As rochas ornamentais são materiais que agregam valor principalmente através de suas características estéticas, destacando-se o padrão cromático, desenho, textura e granulação. No tocante à classificação comercial, os principais tipos de rochas ornamentais são os granitos e os mármores. Para o setor, o termo granito designa um amplo conjunto de rochas silicáticas, compostas predominantemente por feldspatos e quartzo. Abrangem rochas homogêneas (granitos, sienitos, monzonitos, charnoquitos, diabásios, basaltos, etc...) e as chamadas movimentadas (gnaisses e migmatitos). O Brasil possui uma das maiores reservas mundiais de granitos (superiores a m 3 ), sendo a extração realizada diretamente dos maciços rochosos, bem como dos matacões isolados sobre existentes. A lavra extensiva de matacões ainda é realizada no sul do País, e o aproveitamento dos blocos obtidos raramente supera 50% do material extraído, gerando um volume significativo de resíduos que consequentemente acabam impactando o meio ambiente. Em virtude de suas características mineralógicas e petrográficas, alguns granitos apresentam concentrações expressivas de feldspatos passíveis de recuperação e utilização na indústria cerâmica, tanto na composição de massas quanto na formulação de esmaltes. Dentro desse panorama, foram identificados 4 corpos graníticos no sul do Brasil, que apresentam em alguns locais as características acima descritas, e assim se constituíram no alvo do trabalho aqui considerado. II Encontro de Engenharia e Tecnologia 1 dos Campos Gerais

2 2. Aspectos geológicos e mineralógicos As rochas graníticas aqui consideradas estão denominadas e caracterizadas a seguir: O Sienito Tunas ocorre ao norte da cidade de Tunas, no Estado do Paraná, onde possui uma área de afloramento superior a 20 Km 2. É uma rocha de coloração verde e de granulação média uniforme. O feldspato potássico pertítico é o constituinte mais abundante, seguido de piroxênios, anfibólios e biotita. Sua composição mineralógica média é de 80% de microclínio pertítico, 10% de aegirina augita, 5% de anfibólio e 5% de biotita. O Granito Três Córregos ocorre a noroeste da cidade de Rio Branco do Sul, no Estado do Paraná, onde possui uma área de afloramento superior a 200 Km 2. É uma rocha porfiróide de cor castanho claro, muito grosseira, rica em megacristais de feldspato potássico com tamanho médio de 5 cm. Apresenta matriz equigranular grosseira onde se concentram feldspato sódico cálcico, quartzo e biotita. Sua composição mineralógica média é de 35% de microclínio, 30% de plagioclásio, 15% de quartzo e 20% de biotita e hornblenda. O Granito Pedras Grandes ocorre a nordeste da cidade de Criciúma, no Estado de Santa Catarina, onde possui uma área de afloramento superior a Km 2. Na porção sudeste desse grande batólito, predomina uma rocha porfiróide de cor cinza claro, grosseira, com cristais tabulares de feldspato potássico que atingem até 3 cm de comprimento. Apresenta matriz equigranular grosseira onde se concentram feldspato sódico cálcico, quartzo e biotita. Sua composição mineralógica média é de 45% de microclínio, 25% de plagioclásio, 20% de quartzo e 10% de biotita. O Granito Viamão ocorre a sudoeste da cidade de Viamão, no Estado do Rio Grande do sul, onde possui uma área de afloramento superior a 100 Km 2. É uma rocha grosseira de cor rosa avermelhado, rica em cristais de microclínio pertítico. O plagioclásio sódico ocorre em prismas subedrais e o quartzo é intersticial. Biotita e moscovita são acessórios. Sua composição mineralógica média é de 50% de microclínio, 19% de plagioclásio, 30% de quartzo e 1% de biotita. A produção de blocos destinados à indústria de rochas ornamentais vem, ao longo de vários anos, acarretando a geração de resíduos sólidos (lascas) num volume crescente e significativo. Esse material, quando disposto em áreas adequadas (bota fora), ainda compromete o uso posterior do solo, permitindo apenas atividades de reflorestamento. Quando simplesmente abandonado no entorno da área de lavra o desastre é bem maior. As características mineralógicas e petrográficas dos granitos acima relacionados, o grande volume de rejeitos disponíveis e a localização próxima dos grandes polos cerâmicos do Brasil, asseguram uma posição privilegiada como fonte alternativa para obtenção de concentrados de feldspato. 3. Ensaios de beneficiamento Amostras representativas de cada tipo de granito foram coletadas em locais apropriados, homogeneizadas e submetidas aos ensaios específicos de beneficiamento. II Encontro de Engenharia e Tecnologia 2 dos Campos Gerais

3 A figura 1, abaixo, descreve o fluxograma básico dos ensaios de beneficiamento realizados. Figura 1 : Ensaios de beneficiamento MINÉRIO BRITAGEM MOAGEM E PENEIRAMENTO (0,6 e 0,15 mm) GROSSOS FINOS (-0,6 + 0,15 mm) (-0,15 mm) SEPARAÇÃO MAGNÉTICA VIA SECA ( GAUSS) SEPARAÇÃO MAGNÉTICA VIA ÚMIDA ( GAUSS) REJEITOS MAGNÉTICOS (GROSSOS) CONCENTRADO DE FELDSPATO E QUARTZO (FFQ.30) REJEITOS MAGNÉTICOS (FINOS) CONCENTRADO DE FELDSPATO E QUARTZO (FFQ.100) Numa primeira etapa, o minério foi submetido à britagem, moagem e peneiramento, gerando dois produtos: grossos (-0,6 + 0,15 mm) e finos (-0,15mm). Numa segunda etapa, os produtos foram submetidos à separação magnética (via seca para grossos e via úmida para finos), visando a obtenção dos concentrados finais de feldspatos e quartzo (FFQ.30 e FFQ.100). Os concentrados finais obtidos foram submetidas à análises químicas e a ensaios cerâmicos básicos ( cone de queima ), visando avaliar suas características e seu comportamento quanto à fusibilidade. As tabelas 1 a 4, em anexo, detalham os resultados obtidos. 4. Conclusões e recomendações A análise crítica dos resultados alcançados permite concluir o que segue. II Encontro de Engenharia e Tecnologia 3 dos Campos Gerais

4 As características e o comportamento dos concentrados finais obtidos dependem diretamente das características da rocha matriz. A quantidade de quartzo presente, bem como sua distribuição granulométrica, condicionam diretamente os teores de SiO 2 e a fusibilidade dos concentrados. As quantidades relativas de feldspato potássico e sódico cálcico condicionam os teores relativos de K 2 O, Na 2 O e CaO, refletindo significativamente na fusibilidade dos produtos. Os minerais portadores de ferro (biotita, horblenda, piroxênios e anfibólios) presentes, apresentam suscetibilidade magnética significativa, permitindo a obtenção de concentrados com teores de Fe 2 O 3 inferiores a 0,15% para os granitos e 0,31% para o sienito, e cor de queima branco. O melhor desempenho foi apresentado pelo Sienito Tunas habilitando-o para usos mais nobres. O Granito Três Córregos também revelou um bom desempenho. Os Granitos Pedras Grandes e Viamão tiveram um desempenho satisfatório, permitindo sua participação na formulação de várias massas cerâmicas. Pode-se observar no decorrer dos ensaios, uma concentração de feldspatos nas frações mais finas (FFQ.100), resultando numa pequena melhora nas características e na fusibilidade das mesmas se comparadas com as respectivas frações mais grossas (FFQ.30). Tal fato se deve à maior suscetibilidade dos feldspatos frente ao processo de moagem. Cabe aqui ressaltar que todos os produtos obtidos são misturas homogêneas de feldspato potássico, feldspato sódico cálcico e quartzo, com baixo teor de ferro. Além disso, o processo produtivo permite recuperações significativas de concentrados com custos de investimento e operacionais relativamente baixos. A questão ambiental também é um quesito fundamental, porque novos produtos estarão sendo gerados a partir de materiais pré descartados, minimizando sensivelmente os impactos hoje existentes. A utilização consciente desses concentrados por parte das indústrias cerâmicas existentes na região sul do Brasil, deverá resultar na otimização da relação custo benefício de suas matérias primas, refletindo diretamente na qualidade final de seus produtos. Bibliografia Azambuja, J.C. - Perfil Analítico dos Mármores e Granitos. DNPM, Costacurta, J.J. - Perfil Analítico do Feldspato. DNPM, Potter, M.J. Feldspar, Nepheline Syenite and Aplite. U.S. Bureau of Mines, 1986 Robbins, J. Feldspar and Nepheline Syenite. Industrial Minerals, Weiss, N.L. Mineral Processing Handbook. Society of Mining Engineers, II Encontro de Engenharia e Tecnologia 4 dos Campos Gerais

5 Tabela 1 : Sienito Tunas PRODUTO FFQ.30 FFQ.100 GRANULOMETRIA (mm) -0,6 + 0,15-0,15 + 0,05 RECUPERAÇÃO (%) 38,46 12,37 MINERALOGIA BÁSICA (%) FELDSPATOS QUARTZO 0 0 ANÁLISE QUÍMICA (%) SiO 2 65,89 65,95 Al 2 O 3 18,77 18,96 Fe 2 O 3 0,29 0,27 CaO 0,34 0,39 Na 2 O 7,57 7,56 K 2 O 6,13 6,16 MnO 0,02 0,02 TiO 2 < 0,01 < 0,01 MgO < 0,10 < 0,10 P 2 O 5 0,12 0,14 P.F. 0,86 0,56 ENSAIO CERÂMICO BÁSICO TEMPERATURA (ºC) COR DE FUSÃO branco branco ABATIMENTO DO CONE (%) 32,00 33,14 RETRAÇÃO DA BASE (%) 16,57 17,43 VITRIFICAÇÃO ótima ótima II Encontro de Engenharia e Tecnologia 5 dos Campos Gerais

6 Tabela 2 : Granito Três Córregos PRODUTO FFQ.30 FFQ.100 GRANULOMETRIA (mm) -0,6 + 0,15-0,15 + 0,05 RECUPERAÇÃO (%) 44,60 7,37 MINERALOGIA BÁSICA (%) FELDSPATOS QUARTZO 12 8 ANÁLISE QUÍMICA (%) SiO 2 71,62 68,61 Al 2 O 3 16,27 16,29 Fe 2 O 3 0,13 0,13 CaO 1,95 3,70 Na 2 O 4,63 4,77 K 2 O 4,71 4,68 MnO < 0,01 < 0,01 TiO 2 < 0,01 0,27 MgO < 0,10 < 0,10 P 2 O 5 0,19 1,23 P.F. 0,49 0,31 ENSAIO CERÂMICO BÁSICO TEMPERATURA (ºC) COR DE FUSÃO branco branco ABATIMENTO DO CONE (%) 19,14 31,71 RETRAÇÃO DA BASE (%) 13,14 17,71 VITRIFICAÇÃO regular boa II Encontro de Engenharia e Tecnologia 6 dos Campos Gerais

7 Tabela 3 : Granito Pedras Grandes PRODUTO FFQ.30 FFQ.100 GRANULOMETRIA (mm) -0,6 + 0,15-0,15 + 0,05 RECUPERAÇÃO (%) 61,29 10,55 MINERALOGIA BÁSICA (%) FELDSPATOS QUARTZO ANÁLISE QUÍMICA (%) SiO 2 76,41 74,45 Al 2 O 3 13,31 14,39 Fe 2 O 3 0,15 0,12 CaO 2,01 2,35 Na 2 O 3,16 3,23 K 2 O 4,34 4,73 MnO < 0,01 < 0,01 TiO 2 < 0,01 < 0,01 MgO < 0,10 < 0,10 P 2 O 5 0,13 0,29 P.F. 0,49 0,43 ENSAIO CERÂMICO BÁSICO TEMPERATURA (ºC) COR DE FUSÃO branco branco ABATIMENTO DO CONE (%) 18,86 19,43 RETRAÇÃO DA BASE (%) 17,43 18,00 VITRIFICAÇÃO regular regular II Encontro de Engenharia e Tecnologia 7 dos Campos Gerais

8 Tabela 4 : Granito Viamão PRODUTO FFQ.30 FFQ.100 GRANULOMETRIA (mm) -0,6 + 0,15-0,15 + 0,05 RECUPERAÇÃO (%) 66,99 12,65 MINERALOGIA BÁSICA (%) FELDSPATOS QUARTZO ANÁLISE QUÍMICA (%) SiO 2 78,76 76,35 Al 2 O 3 11,77 13,08 Fe 2 O 3 0,14 0,10 CaO 0,64 0,91 Na 2 O 3,70 3,52 K 2 O 4,42 5,54 MnO < 0,01 < 0,01 TiO 2 < 0,01 < 0,01 MgO < 0,10 < 0,10 P 2 O 5 0,11 0,16 P.F. 0,45 0,34 ENSAIO CERÂMICO BÁSICO TEMPERATURA (ºC) COR DE FUSÃO branco branco ABATIMENTO DO CONE (%) 17,71 18,00 RETRAÇÃO DA BASE (%) 13,71 16,86 VITRIFICAÇÃO fraca regular II Encontro de Engenharia e Tecnologia 8 dos Campos Gerais