ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DO ENSAIO ATRIÇÃO COMO MÉTODO PARA REMOÇÃO DO FERRO CONTAMINANTE DO CALDASITO

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS – CAMPUS POÇOS DE CALDAS 
INSTITUTO DE CIÊNCIA DE TECNOLOGIA 
ENGENHARIA DE MINAS 
 
 
 
 
EDSON ANDRADE CAMPOS JÚNIOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DO ENSAIO ATRIÇÃO COMO MÉTODO 
PARA REMOÇÃO DO FERRO CONTAMINANTE DO CALDASITO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Poços de Caldas 
2021 
 
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALFENAS – CAMPUS POÇOS DE CALDAS 
INSTITUTO DE CIÊNCIA DE TECNOLOGIA 
ENGENHARIA DE MINAS 
 
 
 
 
EDSON ANDRADE CAMPOS JÚNIOR 
 
 
 
 
ANÁLISE DA EFICIÊNCIA DO ENSAIO DE ATRIÇÃO COMO MÉTODO 
PARA REMOÇÃO DO FERRO CONTAMINANTE DO CALDASITO 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de conclusão de curso apresentado à 
Universidade Federal de Alfenas como parte dos 
requisitos para obtenção do título de Engenheiro 
(a) de Minas. 
 
Orientadora: Prof.ª Dr.ª Ana Olívia Barufi Franco 
de Magalhães 
 
 
 
 
Poços de Caldas 
2021 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C157a Campos Junior, Edson Andrade . 
 Análise da eficiência do ensaio de atrição como método para remoção do ferro 
contaminante do Caldasito . / Edson Andrade Campos Junior. 
 
 Orientação de Ana Olívia Barufi Franco de Magalhães. Poços de Caldas: 2021. 
 75 fls.: il.; 30 cm. 
 Inclui bibliografias: fls. 56-61 
 
 Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia de Minas) – 
 Univ ersidade Federal de Alfenas– Campus de Poços de Caldas, MG. 
 
1. Minério . 2. Caldasito . 3 Atrição. I. Magalhães, Ana Olívia Barufi Franco de (orient.). 
II. Universidade Federal de Alfenas – Unifal. III. Título. 
 
 CDD 620.11 
 
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Agradeço aos meus pais, Edson e Andréa, por todo suporte dado desde o 
primeiro segundo que decidi cursar engenharia de minas e pelo apoio durante os 
meses atribulados de pandemia no qual esse trabalho foi desenvolvido. À minha irmã, 
Andressa e minha sobrinha, Aimê, por também terem estado ao meu lado durante 
todo esse tempo. 
Sou grato à Prof.ª Ana Olívia por todo seus ensinamentos durante a graduação 
e orientação, pelo seu bom humor constante nas aulas e conferências e, 
principalmente, por sua paciência, dedicação e entusiasmo com a pesquisa. 
À UNIFAL-MG e, especificamente, ao técnico Guilherme por todo a apoio 
fornecido durante a fase experimental do trabalho. 
À Mineração Curimbaba e ao seu departamento técnico por todo suporte 
fornecido para a realização dos testes que foram necessários durante o trabalho. 
Aos meus amigos que me acompanharam e não desistiram de mim a cada 
desabafo sobre a vida acadêmica. Principalmente àqueles, do intitulado grupo 
Ramalas, que estiveram comigo, mesmo que de longe, desde as indecisões durante 
o cursinho, passando por quando entrei na universidade, pelas pelejas do estágio e 
até agora, enquanto estou escrevendo esse agradecimento. 
 
 
RESUMO 
 
 O Maciço Alcalino de Poços de Caldas (MAPC), situado na divisa do sul de 
Minas Gerais com São Paulo, é uma região de extrema importância tanto no campo 
econômico quanto no de estudos geológicos. Dentre a sua vasta e complexa 
assembleia litológica, destaca-se o caldasito. Essa rocha, também chamada de zirkita, 
é exclusivamente encontrada no MAPC e constituída majoritariamente de dois 
minerais zirconíferos: o zircão (ZrSiO4) e a badeleíta (ZrO2). Visto a tendência mundial 
da queda nas reservas de zircônio, o caldasito passar a ter grande potencial para se 
tornar um importante minério do elemento, que é amplamente utilizado em diversos 
segmentos industriais, como cerâmicas, químicos e refratários. Entretanto, devido à 
sua composição química possuir um valor de ferro considerado elevado para algumas 
dessas indústrias, principalmente a refratária, surge a necessidade de buscar meios 
de beneficiar o minério no intuito de diminuir o teor de ferro no caldasito. Com essa 
problemática, este trabalho buscou avaliar a eficiência do processo de atrição como 
método de remover o ferro contaminante do caldasito. Aliado a isso, para estar 
agregando mais dados sobre o minério, este também foi submetido à alguns ensaios 
de caracterização, como o MEV, DRX, FRX e a análise química total. Como 
resultados, verificou-se a feição concêntrica da badeleíta com o zircão ao serem 
analisados em seções pelo MEV. Ao comparar os resultados do FRX da rocha total 
com suas faixas granulométricas, vê-se que o caldasito possui uma baixa variação 
composicional entre os elementos maiores. Para o processo de atrição foi utilizada 
uma célula de atrição como equipamento e como forma de avaliar a eficiência 
comparou-se os resultados análise granuloquímica do minério antes e após a atrição. 
Ao analisar a variação do teor do ferro, foi visto que não houve a queda almejada, 
tendo sua variação máxima de 38,86% na fração de 180 µm, o que em números reais 
corresponde a um decréscimo de 5,25% para 3,21% do óxido de ferro. Contudo, não 
se pode descartar totalmente o método, já que o experimento realizado foi apenas em 
uma variante, abrindo margem para obter outros resultados ao estar realizando novos 
testes mudando parâmetros operacionais da atrição. 
 
Palavras-chave: Maciço Alcalino de Poços de Caldas. Caldasito. Minério. Zircônio. 
Zircão. Badeleíta. Ferro. Caracterização. Atrição. 
 
 
 
ABSTRACT 
 
The Poços de Caldas Alkaline Complex (PCAC), located on the border between 
southern Minas Gerais and São Paulo, is a highly important region to both economic 
aspects and geological studies. Among its vast and complex lithological assembly, 
caldasite is the one to stand out. This rock, also known as zirkite, is exclusively found 
in PCAC and it’s mostly constituted of two zirconium minerals: zircon (ZrSiO4) and 
baddeleyite (ZrO2). Since the decay of zirconium reserves have become a global 
tendency, the caldasite shows great potential to become an important ore to the 
zirconium element, which is largely used in several industrial segments, such as 
ceramics, chemicals and refractories. However, since its chemical composition holds 
an iron value perceived as high to some of those industries, mostly to refractory 
businesses, it has been noted a great need of research methods that benefit the ore 
when reducing iron content in caldasite. With that in mind, this study intended to 
evaluate how efficiently the attrition process presents itself as a methodology for 
contaminant iron removal in caldasite. In addition, aiming to provide more data 
regarding the ore, it was also submitted to some characterization tests, such as SEM, 
XRD, XRF and total chemical analysis. As results, was verified the baddeleyite and 
zircon concentric feature when the ore were analyzed in sections through SEM. When 
comparing the results of the XRF of the rock as a whole with its grain size range, it can 
be seen that the caldasite has a homogeneous behavior in its composition. An attrition 
cell was used in the attrition process and, so as to achieve an improved efficiency 
evaluation, results of particle size distribution with XRF were compared before and 
after the process. When analyzing the iron content variation, it was noted that it didn’t 
decrease as intended, having its maximum iron content discrepancy of 38,86% at 180 
µm, which corresponds to a 5,25% decay to 3,21% of iron oxide in real numbers. 
However, the attrition method cannot be fully discarded as it should be taken into 
consideration that the experiment was conducted only with one variation, giving rise 
for other results when conducting new tests with different attrition operational 
parameters. 
 
Keywords: Poços de Caldas Alkaline Complex. Caldasite. Ore. Zirconium.ZIrcon. 
Baddeleyite. Iron. Characterization. Attrition. 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Análise química da amostra do Serrote. .................................................. 25 
Tabela 2 - Cenário mundial das reservas de zircônio. .............................................. 27 
Tabela 3 - Cenário mundial da produção do concentrado de zircônio. ..................... 28 
Tabela 4 - Dados de economia mineral do zircônio brasileiro ................................... 30 
Tabela 5 - Resultados da análise química semiquantitativa por FRX. ...................... 43 
Tabela 6 - Resultados da análise química do caldasito por ICP-OES. ...................... 44 
Tabela 7 - Resultados da análise química do caldasito por ICP-MS. ........................ 44 
Tabela 8 - Resultados da análise química por fusão com tetraborato de lítio e 
quantificação por FRX. .............................................................................................. 44 
Tabela 9 - Distribuição granulométrica do caldasito sem atrição. ............................. 46 
Tabela 10 - Distribuição granulométrica do caldasito após o ensaio de atrição. ....... 46 
Tabela 11 - Tabela da taxa de variações dos óxidos após a atrição por faixa 
granulométrica. .......................................................................................................... 52 
Tabela 12 - Análise química total do caldasito. ......................................................... 62 
Tabela 13 - Resultados completos do FRX do caldasito após a atrição na porção 
abaixo de 38 µm. ....................................................................................................... 68 
Tabela 14 – Resultados completos do FRX do caldasito após a atrição na 
granulometria de 38 µm. ........................................................................................... 69 
Tabela 15 – Resultados completos do FRX do caldasito após a atrição na 
granulometria de 53 µm. ........................................................................................... 69 
Tabela 16 – Resultados completos do FRX do caldasito após a atrição na 
granulometria de 75 µm. ........................................................................................... 70 
Tabela 17 – Resultados completos do FRX do caldasito após a atrição na 
granulometria de 90 µm. ........................................................................................... 70 
Tabela 18 – Resultados completos do FRX do caldasito após a atrição na 
granulometria de 125 µm. ......................................................................................... 71 
Tabela 19 – Resultados completos do FRX do caldasito após a atrição na 
granulometria de 180 µm. ......................................................................................... 71 
Tabela 20 - Resultados completos do FRX do caldasito antes da atrição na porção 
abaixo de 38 µm. ....................................................................................................... 72 
Tabela 21 – Resultados completos do FRX do caldasito antes da atrição na 
granulometria de 38 µm. ........................................................................................... 72 
 
 
Tabela 22 – Resultados completos do FRX do caldasito antes da atrição na 
granulometria de 53 µm. ........................................................................................... 73 
Tabela 23 - Resultados completos do FRX do caldasito antes da atrição na 
granulometria de 75 µm. ........................................................................................... 73 
Tabela 24 – Resultados completos do FRX do caldasito antes da atrição na 
granulometria de 90 µm. ........................................................................................... 74 
Tabela 25 – Resultados completos do FRX do caldasito antes da atrição na 
granulometria de 125 µm. ......................................................................................... 74 
Tabela 26 – Resultados completos do FRX do caldasito antes da atrição na 
granulometria de 180 µm. ......................................................................................... 75 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
Figura 1 - Localização do Maciço Alcalino de Poços de Caldas ............................... 18 
Figura 2 - Mapa litológico do MAPC. ......................................................................... 19 
Figura 3 - Esboço estrutural do MAPC, baseado em interpretações de imagem obtidas 
pelo LANDSAT. ......................................................................................................... 21 
Figura 4 - Produto magnético do caldasito do Serrote em aumento de 100 vezes. .. 24 
Figura 5 - Fluxograma do processo de separação magnética pro carrossel na amostra 
do Serrote.................................................................................................................. 26 
Figura 6 - Estrutura esquemática da aplicação industrial do zircônio. ....................... 33 
Figura 7 - Modelo de tambor desagregador ou drum scrubber. ................................ 36 
Figura 8 - Esquematização da célula de atrição tipo Denver. ................................... 37 
Figura 9 - Fluxograma de processos e análises do trabalho. .................................... 38 
Figura 10 - Grãos do caldasito visto sobre MEV, onde Bd refere-se a badeleíta, Zr ao 
zircônio e Zr alt ao zircônio alterado pela badeleíta. ................................................. 41 
Figura 11 - Seção do caldasito visto por MEV, onde a cor cinza escuro representa o 
zircão e cinza claro a badeleíta, a cor preta são vazios. ........................................... 42 
Figura 12 - Interface entre o zircão (Zr) e a badeleíta (Bd) vista por MEV. ............... 42 
Figura 13 - Difratograma do caldasito amostrado. .................................................... 45 
Figura 14 - Difratograma do caldasito. ...................................................................... 65 
Figura 15 - Picos de referências utilizados. ............................................................... 66 
Figura 16 - Legenda dos dados do difratograma. ...................................................... 67 
 
 
 
 
 
LISTA DE GRÁFICOS 
 
Gráfico 1 - Reservas nacionais de zircônio ao decorrer dos últimos anos. ............... 29 
Gráfico 2 - Participação dos segmentos na qual o zircônio é empregado. ................ 31 
Gráfico 3 - Curva granulométrica do caldasito nos dois cenários estudados. ........... 47 
Gráfico 4 – Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 180 µm. .... 48 
Gráfico 5 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 125 µm. ..... 48 
Gráfico 6 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 90 µm. ....... 49 
Gráfico 7 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 75 µm. ....... 49 
Gráfico 8 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 53 µm. ....... 50 
Gráfico 9 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 38 µm. ....... 50 
Gráfico 10 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em frações 
menores que 38 µm. ................................................................................................. 51 
Gráfico 11 - Gráfico da taxa de variação do teor dos óxidos de alumínio, ferro e zircônio 
após a atrição por faixa granulométrica estudada. .................................................... 52 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIAÇÕES E SIGLAS 
 
°C – Grau Celsius 
µm – Micrômetros 
Al – Alumínio 
ANM – Agência Nacional de Mineração 
Ca – Cálcio 
CBA – Companhia Brasileira de Alumínio 
CNEN – Comissão Nacional de Energia Nuclear 
cm – Centímetros 
DERA – Agência de Recursos Minerais da Alemanha 
DRX – Difração de Raio-X 
ETR – Elementos de Terras Raras 
F – Fluor 
Fe – Ferro 
FOB – Free on Board 
FRX – Fluorescência de Raio-X 
g – Grama 
Hf – Háfniokg – Quilogramas 
km – Quilômetros 
kt – Quilotonelada. 
m – Metros. 
MAPC – Maciço Alcalino de Poços de Caldas. 
MEV – Microscópio Eletrônica de Varredura. 
MG – Minas Gerais. 
Mn – Manganês. 
Mo – Molibdênio. 
Na – Sódio. 
NE – Nordeste. 
NW – Noroeste. 
O – Oxigênio. 
PA – Pará. 
PCZ – Pré-concentrado de zircão. 
SE – Sudeste. 
SW – Sudoeste 
t – Tonelada 
Th – Tório 
Ti – Titânio 
U – Urânio 
US$ – Dólar americano 
Y – Ítrio 
Zr – Zircônio 
 
 
 
 SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ............................................................................................... 14 
2. OBJETIVOS ................................................................................................... 16 
2.1. OBJETIVO GERAL ......................................................................................... 16 
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................... 16 
3. JUSTIFICATIVA ............................................................................................. 17 
4. REVISÃO DA LITERATURA .......................................................................... 18 
4.1. MACIÇO ALCALINO DE POÇOS DE CALDAS .............................................. 18 
4.2. CALDASITO .................................................................................................... 21 
4.2.1. ESTUDOS RECENTES .................................................................................. 23 
4.3. ZIRCÔNIO ...................................................................................................... 26 
4.3.1. RESERVAS, PRODUÇÃO E MERCADO INTERNO ..................................... 26 
4.3.2. APLICAÇÕES E USOS .................................................................................. 30 
4.4. ATRIÇÃO ........................................................................................................ 34 
5. METODOLOGIA ............................................................................................. 38 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO ...................................................................... 41 
6.1. MEV ................................................................................................................ 41 
6.2. ANÁLISE QUÍMICA ........................................................................................ 43 
6.3. DRX ................................................................................................................ 44 
6.4. ATRIÇÃO E ANÁLISE GRANULOQUÍMICA................................................... 45 
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS ............................................................................ 54 
8. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ............................................. 55 
 REFERÊNCIAS ............................................................................................... 56 
 APÊNDICE A – RESULTADOS DA ANÁLISE QUÍMICA TOTAL ................. 62 
 APÊNDICE B – RESULTADOS DO DRX ....................................................... 65 
 APÊNDICE C – RESULTADOS DA GRANULOQUÍMICA ............................. 68 
 
 
 
14 
1. INTRODUÇÃO 
 
Alvo de diversos estudos desde o final do século XIX com a descoberta de sua 
característica alcalina, o Maciço Alcalino de Poços de Caldas (MAPC) é um grande 
marco geológico e econômico para o país. Situado na região sul de Minas Gerais e 
fazendo divisa com o estado de São Paulo, possui dimensões de aproximadamente 
35 km de diâmetro com uma área subcircular com cerca de 800 km², moldado por um 
relevo de vales e morros. Devido ao contexto de sua gênese e por processos pós-
genéticos, como as alterações hidrotermais, a região possui uma assembleia 
mineralógica bastante diversificada, constituída de minerais ricos em elementos como 
Zr, Ti, ETR, Y, Th e U, trazendo a grande importância que o local tem até mesmo em 
contexto global (ELLERT, 1959; GARDA, 1990; ALVES, 2003). 
Denominada por Derby como caldasito, essa rocha é de ocorrência exclusiva 
do Brasil, sendo chamada também de zirkita. É comumente encontrada como uma 
rocha dura e compacta, com cores que variam do cinza ao marrom-avermelhado, a 
depender do grau de intemperismo. Sua constituição é principalmente de zirconita 
(ZrSiO4), silicato de zircônio, e badeleíta (ZrO2), óxido de zircônio. O caldasito ainda 
possuí outros minerais em menores quantidades em sua constituição, como os 
portadores de urânio, háfnio, alumínio e ferro (BROWN, 1972; GARDA, 1990). 
O zircônio é elemento de grande importância econômica, sendo utilizado em 
vários segmentos da indústria, com sua maior contribuição na indústria de cerâmicos 
(ELSNER, 2013). Em contraponto a essa demanda da produção, as reservas de 
zircônio vêm tendo uma tendência de queda nos últimos anos, tanto no Brasil quanto 
em escala mundial. Isso se dá justamente pela falta das descobertas de novas jazidas 
aliado com o esgotamento das minas já existente (MONTEIRO, 2019). Assim, nasce 
a necessidade de aproveitar novas fontes dos elementos, tal como o caldasito. 
O uso direto do zircônio do caldasito em algumas aplicações tornam-se inviável 
devido a presença de elementos contaminantes, como é o caso do ferro para a 
indústria cerâmica e refratária, já que afeta diretamente a qualidade do produto final 
ao alterar propriedades microestruturais do material. Com isso, precisa-se submeter 
o minério a etapas de beneficiamentos no intuito de diminuir a concentração das 
impurezas. Com esse mesmo intuito, Pires (2017) submeteu o caldasito à separação 
magnética através de um separador do tipo carrossel, visando os minerais magnéticos 
15 
portadores de ferro que poderiam estar contido no minério. Apesar de uma certa 
diminuição no teor do ferro após o processo, os valores continuavam altos para o uso 
integral do minério nos segmentos industriais apontados anteriormente. Dessa forma, 
o presente trabalho propõe uma nova técnica para a caracterização da mineralogia do 
processo de forma a elucidar características importantes do minério em eventuais 
rotas de processamento mineral, através da atrição. Tal processo, também conhecida 
como escrubagem, visa desagregar partículas não consolidadas num processo de 
baixa-média energia, sendo amplamente utilizado em argilominerais, precipitações 
salinas e grãos fracamente cimentados (COSTA, 2010). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
2. OBJETIVOS 
 
2.1. OBJETIVO GERAL 
 
Avaliar a eficiência do ensaio de atrição como método de remoção do ferro 
contaminante do caldasito encontrado no Maciço Alcalino de Poços de Caldas. 
 
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
 
• Caracterizar o caldasito no intuito de agregar novos dados sobre o minério 
e ter melhor embasamento para definir os parâmetros da atrição; 
 
• Fornecer, com os resultados da atrição, uma possível rota de 
beneficiamento para o minério. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17 
3. JUSTIFICATIVA 
 
Na década de 70, Brown (1972) em seu estudo já estimava que as reservas de 
zircônio potencialmente exploráveis no Maciço Alcalino de Poços de Caldas eram em 
torno de 200 kt. Admitindo a veracidade desses valores e os alinhando com os dados 
mais recentes sobre as reservas nacionais de zircônio fornecidos pela ANM, na casa 
de 2.139 kt em 2016 (MONTEIRO, 2019), fica notável a importância das reservas 
zirconíferas do MAPC. 
Indo além das fronteiras, uma nítida tendencia de queda nas reservas de 
zircônio mundial leva a mesma percepção da criticidade em estar aproveitando as 
reservas do MAPC, no intuito de dar sobre fôlego à indústria do zircônio. Esta que se 
diversifica num gama de segmentos que vão da esmaltes cerâmicos à basede 
zircônio até a ligas metálicas de supercondutores (ELSNER, 2013). 
Trabalhos recentes atestam o que já estudos mais antigos como o de Brown 
(1972) discutiam, o alto teor do zircônio presente no caldasito. Custódio (2017) em 
seu estudo para avaliar a possibilidade de substituir a mulita-zirconita pelo zircônio do 
caldasito, realizou análises químicas que mostraram um teor variando de 65,17% à 
70,39% de ZrO2, variando conforme o local onde foi coletado o material. Entretanto, 
nesse mesmo estudo, como em diversos outros, é visto uma porcentagem 
consideravelmente alta de ferro para a aplicação do zircônio, variando de 3,6% a 
7,15% de Fe2O3 no mesmo estudo citado previamente. 
Assim, ao fazer a junção dos fatores de diminuição das reservas de zircônio 
num panorama mundial, a demanda industrial pelo elemento e a existência de 
reservas potenciais no MAPC, mas que possui contaminantes, surge a necessidade 
de realizar pesquisas que abordam métodos que possam viabilizar o uso do minério 
e a agregar valor econômico ao mesmo, tal como feito por Pires (2017) ao submeter 
o minério à ensaios de separação magnética por separador de carrossel e este vigente 
trabalho, que visa aplicar um método diferente para o mesmo fim. 
 
 
 
 
18 
4. REVISÃO DA LITERATURA 
 
4.1. MACIÇO ALCALINO DE POÇOS DE CALDAS 
 
Geograficamente falando, o Maciço Alcalino de Poços de Caldas, comumente 
abreviado como MAPC, encontra-se na divisa dos estados de Minas Gerais e São 
Paulo. Do ponto de vista geológico simplificado, o MAPC situa-se nos limites da bacia 
sedimentar do Paraná e dos contrafortes da serra da Mantiqueira, como descrito por 
Ellert (1959). Por fim, tratando-se de definições geomorfológicas, o MAPC pode ser 
localizado dentro da área chamada Província do Planalto Atlântico, mostrado na 
Figura 1 (DORANTI, C.; et al, 2008). 
 
 
Figura 1 - Localização do Maciço Alcalino de Poços de Caldas 
Fonte: (DORANTI, C; et al, 2008) 
 
As dimensões do MAPC o colocam como um dos maiores maciços alcalinos do 
mundo, possuindo cerca de 35 km de diâmetro em seu eixo de maior dimensão, 
equivalente ao sentido NE – SW e 30 km no eixo menor, de sentido NW – SE. Em 
termos de área, ocupa aproximadamente 800 km² (ELLERT, 1959; GARDA; 1990; 
BROWN, 1972). Com altitude variando de 1300 m a 1600 m, as bordas do maciço são 
constituídas de diques anelares que formam as serras de São Domingo, Selado, 
19 
Maranhão, Forquilha, Caracol, Monte Belo e de Poços, apresentando desníveis de até 
400m em relação ao interior do maciço (ALMEIDA FILHO; PARADELLA, 1977). 
A constituição litológica da região, ilustrada na Figura 2, é composta 
predominantemente por fonólitos e tinguaítos, nefelina-sienitos e rochas 
vulcanoclástica, sendo essa última em menor proporção em relação aos dois 
primeiros litotipos, como pontuado por Alves (2003). O autor ainda evidencia os 
diversos importantes processos pós-magmáticos que ocorreram no Maciço, como os 
processos hidrotermais que estão intrinsecamente relacionados à mineralização U-
Th-ETR-Zr-F-Mo. Garda (1990) diz que essas regiões afetadas por processos 
hidrotermais correspondem à um quarto da área de todo o maciço, tendo maior 
concentração na região centro-sul. 
 
 
Figura 2 - Mapa litológico do MAPC. 
Fonte: (BASE GEOLÓGICA CNEN-LAPOC, 2019). 
 
Os levantamentos geológicos sobre o MAPC começaram em 1887, com um 
estudo realizado por Derby (1887, apud GARDA, 1990) que, por observações de 
campo, descreveu uma sequência de eventos vulcânicos representado por rochas 
plutônicas e depósitos aerotransportados. Desde então, centenas de estudos foram 
realizados e ajudaram a entender melhor o que de fato é o MAPC em suas diversas 
20 
classificações e as formas de aproveitá-lo economicamente. O trabalho de Tolbert 
(1958) pode ser considerado um dos mais cruciais realizado na região, pois foi neste 
estudo, através de medição radiométricas de amostras de rochas, que foi identificado 
que a radiação presente na região era advinda do urânio. Almeida Filho e Paradella 
(1977) ainda pontua que as mineralizações radioativas, podendo ser chamadas 
chaminés alcalinas em algumas literaturas, estão atreladas à três associações 
distintas, sendo elas U-Zr, Th-ETR e U-Mo. 
Através da análise de imagens do satélite LANDSAT, Almeida Filho e Paradella 
(1977) identificaram diversas feições lineares e circulares no interior e aos arredores 
do MAPC. Para os autores, a formação dessas feições ocorreu após os eventos que 
causaram a subsidência da caldeira vulcânica, que formou a estrutura subcircular 
principal do MAPC. Outro ponto de extrema importância neste estudo são as 
correlações dessas feições circulares secundárias com as mineralizações radioativas, 
como mostrada na Figura 3. Assim, os autores concluem que as condicionantes para 
tais mineralizações são predominantemente estruturais. 
21 
 
Figura 3 - Esboço estrutural do MAPC, baseado em interpretações de imagem obtidas pelo 
LANDSAT. 
Fonte: (ALMEIDA FILHO; PARADELLA, 1977). 
 
4.2. CALDASITO 
 
O termo caldasito foi usado pela primeira vez por Derby (1887), ao falar sobre 
os cristais de zircônio encontrados na região de Parreiras, levando-o a suspeitar que 
poderia ser encontrado ali algum tipo de zircônio-sienito ou foiaito zirconífero. A 
alcunha zirkita também é encontrada em algumas bibliografias para designar ao 
minério de zircônio (FRANCO,1945). 
Atualmente sabe-se que o caldasito ou zirkita é uma rocha dura e compacta, 
com cores que variam entre cinza, amarelo, marrom e marrom-avermelhado, 
22 
composta majoritariamente de zirconita e badeleíta, silicato e óxido de zircônio, 
respectivamente. De caráter uranífero, o elemento pode ser encontrado em 
proporções variáveis entre 0,15% e 1% de U3O8, de forma a ser um dos minerais de 
soluções sólidas substitucionais da zirconita e badeleíta (GARDA, 1990). Outro 
elemento comumente encontrado relacionado ao caldasito é háfnio, devido a sua 
quantidade encontrada na zirconita, que varia de 1% a 4%, numa proporção de 50:1 
de zircônio para háfnio, tendo casos excepcionais de ter sido encontrado a valores 
24% de HfO2 (LOBATO, 2009). Na questão de minerais acessórios aos principais 
citados, encontra-se cromita, fluorita, muscovita, ricita, magnetita, rutilo, manganita, 
gibbsita, caulinita e óxidos amorfos de ferro (ULBRICH, 1984). 
A zirconita, também chamado de zircão ou silicato de zircônio, tem como 
fórmula química ZrSiO4 e composição formada de 67,2% de ZrO2 e 32,8% de SiO2. 
Usualmente são encontrados outros elementos em sua composição como Fe, Ca, Na, 
Mn e o já citado Hf. Devido a tais contaminantes, a cor da zirconita varia entre amarelo, 
laranja, vermelho, azul, marrom e verde. Possui brilho vítreo a adamantino em 
condições normais de formação, passando a ter brilho gorduroso quando 
metamitizado. A zirconita é cristalizada no sistema tetragonal, sendo comumente 
encontrada em hábito piramidal ou como cristais prismáticos com seções quadradas. 
Algumas outras de suas propriedades mineralógicas são de clivagem pobre e fratura 
conchoidal, com dureza em torno de 7,5 e densidade entre 4,6 e 4,7. O mineral ainda 
é definido como estável quimicamente e fortemente resistente a intemperismo, 
entretanto sofre o processo de metamitização. Tal fenômeno provoca um grande dano 
à estrutura do mineral, ficando gravado em sua rede cristalina os eventos pelos quais 
a rocha hospedeira foi submetida, sendo assim, o mineral é importante indicador 
geocronológico (BERTOLINO, 2008; ANTHONY et al, 2001; SABEDOT, SAMPAIO, 
2002; LOBATO, 2009; FRANCO, 1945). 
A badeleíta é definida como um mineral raro de zircônio. Nos primeiros estudos 
relacionados ao caldasito, ela era descrita como favas e material fibrorradiados. 
Atualmente, sabe-se que a badeleíta é um óxido de zircônio de fórmula ZrO2 que 
possui elevada pureza, variando o teor entre 96% e 98,5%. É cristalizadono sistema 
monoclínico e encontrado com hábito tabular ou em agrupamentos botrioidais, uma 
característica bastante marcante. Sua cor também varia de acordo com os 
contaminantes e oxidação do mineral, variando de transparente a amarelo, verde, 
23 
bege, marrom-avermelhado, marrom e preto. O brilho do mineral também varia de 
gorduroso a vítreo (BERTOLINO, 2008; ANTHONY et al, 2001; FRANCO, 1945). 
Tolbert (1966) definiu em seu estudo os tipos de depósitos nos quais o caldasito 
são encontrados, sendo eles depósitos em veios e lenticulares, eluvionares e 
aluvionares. Constatou-se também a presença do caldasito na forma de pequenas 
massas de 1 a 4 cm disseminados em rochas alcalinas. 
Como resultado da deposição dos minerais que formam o caldasito em falhas 
e fraturas, originam-se os depósitos em veios e lentes, também chamado de venulares 
em algumas bibliografias. Em geral, possuem espessuras bastante variadas, saindo 
de 1 cm indo além de 1 m (GARDA, 1990; BROWN, 1972). A exemplo, a área do 
Morro do Serrote é uma das regiões que possuem esse tipo de depósito. Garda (1990) 
ainda cita que no Serrote houve uma exploração em um veio de 30 cm de espessura 
no qual o material retirado atingiu 85% de ZrO2. 
Os depósitos eluvionares de caldasito são o resultado do intemperismo dos 
veios e lentes aflorantes, assim são comumente encontrados ao longo das encostas 
de morros. Uma de suas principais características é que são encontrados junto de 
limonita, lateríta ferromanganesífera e bauxita em forma de fragmentos angulares, 
seixos e blocos de caldasito. Esses depósitos tem espessura média de 0,5 m com 
teor de ZrO2 variando entre 65% e 80% (GARDA, 1990; BROWN, 1972). 
Quanto aos depósitos aluvionares, estes ocorrem no curso de margens d’água. 
As favas de badeleíta são predominantes nesse tipo de depósito, formado por seixos 
de aspectos rolados e com estrutura fibroradiadas. Da mesma forma que o anterior, 
esses depósitos são formados pela degradação dos veios de caldasito, que neste 
caso, tem como principal agente o arraste do material argiloso por fluxos fluviais e 
pequenos cursos d’água permanente ou torrenciais. Os teores de ZrO2 neste caso 
atingem a marca de 95% (GARDA, 1990; BROWN, 1972). 
 
4.2.1. ESTUDOS RECENTES 
 
Como visto, os estudos sobre o caldasito são diversos tanto em tema quanto 
em data. Para trazer dados mais atualizados sobre as características do minério, 
neste tópico serão abordados alguns trabalhos recentes desenvolvido também por 
estudantes da UNIFAL-MG, tendo como foco os resultados obtidos do caldasito da 
região do Serrote, o mesmo a ser estudado neste trabalho. 
24 
Pereira (2015) elaborou um estudo sobre a caracterização tecnológica do 
caldasito, recolhendo amostras de quatro pontos diferentes no MAPC: CNEN, 
Curimbaba, CBA (Serrote) e Taquari. Tais amostras foram submetidas a diversos 
ensaios como análise visual, análise granulométrica, separação por líquidos densos, 
separação magnética, dentre outros. O resultado da separação magnética, Figura 4, 
indicava que o ferro poderia estar na porção magnética em forma de magnetita, 
entretanto, a mesma não foi encontrada em seu ensaio de DRX. 
 
 
Figura 4 - Produto magnético do caldasito do Serrote em aumento de 100 vezes. 
Fonte: (PEREIRA, 2015). 
 
Com o objetivo de estar utilizando o caldasito na indústria de refratários, 
substituindo ao mulita-zirconita, Custódio (2017) também submeteu o caldasito à 
alguns testes de caracterização e utilizou um imã em formato de grade para a amostra 
do Serrote para estar fazendo a separação do produto magnético. Com um foco maior 
no material dessa região, a autora ainda realizou a análise de composição por FRX 
nos produtos das fases de britagem, moagem e separação magnética, mostrado na 
Tabela 1. 
 
25 
Tabela 1 - Análise química da amostra do Serrote. 
 
Fonte: (CUSTÓDIO, 2017) 
 
 Quando comparado o resultado da composição após a separação magnética 
com os materiais antes da separação, é perceptível que houve uma baixa eficiência 
no método. O que levou a autora a concluir que não seria possível utilizar o minério 
para o uso proposto, já que o valor ainda estava elevado. 
 Seguindo a mesma linha, Pires (2017) propôs submeter o caldasito à 
separação magnética por carrossel, um método de separação magnética mais potente 
que o utilizado por Custódio (2017). O ensaio foi feito em quatro ciclos, variando a 
amperagem do equipamento em 2 A, 10 A, 18 A e 22 A. O produto magnético de cada 
ciclo era separado, enquanto o não-magnético seguia para o próximo ciclo com maior 
amperagem. O fluxograma da Figura 5 representa esses ciclos e seus resultados. 
26 
 
Figura 5 - Fluxograma do processo de separação magnética pro carrossel na amostra do Serrote. 
Fonte: (PIRES, 2017) 
 
 A redução do teor de ferro na amostra foi de 75%, saindo de 3,6% para 0,9% 
de óxido de ferro. Além disso, é notado uma constante redução no teor do ferro em 
cada produto do ciclo, ou seja, com o aumento da amperagem. Dessa forma, a autora 
conclui que o método é eficiente para estar removendo o ferro contaminante do 
caldasito. 
 
4.3. ZIRCÔNIO 
 
4.3.1. RESERVAS, PRODUÇÃO E MERCADO INTERNO 
 
Na data de confecção deste trabalho, os dados mais recentes fornecidos pela 
USGS, preparados por Sangine (2020) tendo como base o ano de 2019, mostram que 
no cenário global do zircônio a Austrália é o país que possui as maiores reservas do 
minério, chegando à 67,3% das reservas mundiais. Outras participações significantes 
são da África do Sul e de Moçambique, sendo responsáveis por 10,4% e 2,9%, 
respectivamente, das reservas mundiais. Com os dados preparados por Bedinger 
(2018), tendo como ano-base 2017, a Índia também aparece como um dos principais 
detentores das reservas mundiais de zircônio com 3.400 kt, representando 4,6% do 
total de 74.000 kt daquele ano. É nítida a tendência de diminuição das reservas 
mundiais de zircônio. Comparando os dados dos últimos cinco anos, explicitados na 
27 
Tabela 2, têm-se uma queda de aproximadamente 15.000 kt nas reservas, indicando 
que a produção do minério está maior que a descoberta de novas jazidas. 
 
Tabela 2 - Cenário mundial das reservas de zircônio. 
Países Reservas de Zircônio (kt) 
 2015 (%) 2016 (%) 2017 (%) 2018 (%) 2019 (%) 
Estados Unidos 500 0,6 500 0,7 500 0,7 500 0,7 500 0,8 
Austrália 51.000 65,6 48.000 64,4 47.000 63,2 42.000 57,5 42.000 67,3 
China 500 0,6 500 0,7 500 0,7 500 0,7 500 0,8 
Quênia ... .. ... .. ... .. 3.600 4,9 120 0,2 
Moçambique 1.100 1,4 920 1,2 1.800 2,4 1.800 2,5 1.800 2,9 
África do Sul 14.000 18,0 14.000 18,8 14.000 18,8 14.000 19,2 6.500 10,4 
India 3.400 4,4 3.400 4,6 3.400 4,6 ... .. ... .. 
Outros Países 7.200 9,3 7.200 9,7 7.200 9,7 10.600 14,5 11.000 17,6 
Total 77.700 100,0 74.520 100,0 74.400 100,0 73.000 100,0 62.420 100,0 
Fontes: (SANGINE, 2020; BEDINGER, 2016, 2017, 2018, 2019). 
 
Quanto à produção, semelhantemente às reservas, a Austrália segue no topo 
dos maiores produtores de zircônio no cenário mundial, correspondendo à 38,2% da 
produção do ano de 2019. A África do Sul e os Estados Unidos são os países 
seguintes na lista dos principais produtores, sendo responsáveis por 25,7% e 6,9% da 
produção no mesmo ano-base de 2019. Como feito anteriormente, os valores 
absolutos, como a participação de outros países, estão evidenciados na Tabela 3. 
Sangine (2020) também aponta uma questão importante referente à produção da 
China em 2019, a qual passou por uma intensa inspeção ambiental em diversas de 
suas províncias no mês de julho, resultando no fechamento de várias minas de 
zircônio. Dessa forma, o país teve uma queda de produção de 140 kt em 2018 para 
80 kt em 2019, representando 5,6% da produção total deste ano, perdendo o posto 
de terceiro lugar e sendo principal responsável pelo pequeno decréscimo na produção 
mundial do zircônio, que até então possuíatendência de se manter estável. 
 
 
 
28 
Tabela 3 - Cenário mundial da produção do concentrado de zircônio. 
Países Produção (kt) 
 2015 (%) 2016 (%) 2017 (%) 2018 (%) 2019 (%) 
Estados Unidos 80 5,3 ... .. 80 5,2 100 6,5 100 6,9 
África do Sul 380 25,0 400 27,5 377 24,3 350 22,9 370 25,7 
Austrália 567 37,3 550 37,8 505 32,6 500 32,7 550 38,2 
China 140 9,2 140 9,6 140 9,0 150 9,8 80 5,6 
Índia 40 2,6 40 2,7 ... .. ... .. ... .. 
Indonésia 110 7,2 110 7,6 110 7,1 100 6,5 ... .. 
Quênia ... .. ... .. 44 2,8 45 2,9 50 3,5 
Moçambique 52 3,4 55 3,8 74 4,8 80 5,2 50 3,5 
Senegal 45 3,0 50 3,4 82 5,3 80 5,2 70 4,9 
Outros Países 105 6,9 110 7,6 138 8,9 125 8,2 170 11,8 
Total 1519 100,0 1455 100,0 1550 100,0 1530 100,0 1440 100,0 
Fontes: (SANGINE, 2020; BEDINGER, 2016, 2017, 2018, 2019) 
 
As informações nacionais quanto ao zircônio, fornecidas pela ANM através do 
sumário mineral, têm o ano de 2016 como última base para as reservas do país. Neste 
ano, as reservas brasileiras eram de 2.319 kt, correspondendo a 3,12% do total 
mundial de 74.200 kt. Sendo elas disseminadas nos estados de Minas Gerais, 
Amazonas, Rio de Janeiro, São Paulo, Paraíba, Rio Grande do Sul, Tocantins e Bahia, 
ambos últimos apontados como de menor significância em questão de quantidade 
(MONTEIRO, 2019). Análogo ao cenário global, as reservas nacionais possuem 
tendência de decréscimo ao longo dos últimos anos. Com os dados fornecidos pela 
ANM desde 2011, é possível ver nitidamente tal queda no Gráfico 1. Comparado com 
o último pico, em 2012, a diminuição das reservas nacionais se aproximam de 15%. 
Os teores das reservas lavráveis de zircônio, distribuídos entre ZrO2 e ZrSiO4, variam 
de 0,37% a 67%, como apontado ainda pelos dados da ANM. Do ponto de vista 
mineralógico, os principais depósitos brasileiros desse minério são constituídos 
principalmente de zirconita, podendo ser encontrado também na badeleíta e no, aqui 
estudado, caldasito. A zirconita é comumente encontrada associada aos depósitos de 
ilmenita e rutilo, ambos minerais pesados de titânio, como também em depósitos de 
minerais de estanho, como a cassiterita (BERTOLINO et al., 2008) 
 
29 
 
Gráfico 1 - Reservas nacionais de zircônio ao decorrer dos últimos anos. 
Fontes: (MONTEIRO, 2013, 2014, 2015, 2016, 2018, 2019) 
 
A produção de zircônio no Brasil mostra uma tendência de queda nos últimos 
anos. Em valor absoluto de produção, pelo último dado divulgado referente a 2016, o 
Brasil produziu cerca de 21 kt de minério de zircônio, contrapondo com às 23 kt de 
2014 e 22 kt de 2015. Esse valor também mostra uma participação ínfima de 1,5% na 
produção mundial daquele ano. As principais contribuições dessa produção brasileira 
vieram das empresas Cristal Mineração do Brasil Ltda., Mito Mineração Tocantins 
Ltda. e INB S.A (MONTEIRO, 2019). 
 Visto a baixa produção do minério do zircônio no país, atrelado ao consumo 
interno de 99% do que é produzido nacionalmente, o Brasil ainda é dependente dos 
insumos importados. A avaliação da importação pode ser segmentada pelo tipo de 
bem importado. Como apresentado por Monteiro (2019), ainda como base 2016, na 
questão de bens primários de zircônio como as areias de zircônio micronizadas e 
zirconitas, houve importação 11.366 t, que, economicamente falando, representou 
US$ 10,712 milhões, vindo de países como Senegal, Espanha, Estados Unidos da 
América, Ucrânia e África do Sul. Os manufaturados, correspondendo aos tijolos e 
cerâmicas refratárias, foram cerca de 245 t importadas, num valor de US$9 milhões. 
Por fim, naquele ano, os produtos químicos foram importados numa quantidade de 
4.147 t, cerca de US$ 23,543 milhões. 
 Ainda que dependente de importação, como mencionado anteriormente, o 
Brasil também exporta parte dos seus insumos de zircônio. Da mesma forma que a 
2.684
2.717
2.566
2.485
2.402
2.319
2.100
2.200
2.300
2.400
2.500
2.600
2.700
2.800
2011 2012 2013 2014 2015 2016
R
e
s
e
rv
a
 (
k
t)
Ano
Reservas nacionais de zircônio no tempo
30 
importação, a exportação pode ser analisada de forma segmentada. Para os bens 
primários, exportados para Argentina e Bolívia, foi gerado uma receita de US$ 1,912 
milhões, num total de 1.455 t exportadas de areia de zircônio micronizadas e zirconita. 
Para os manufaturados, os principais importadores do Brasil são Argentina, México, 
El Salvador, Estados Unidos da América e Guatemala, que totalizaram 33 kt em 2016 
no valor de U$706 mil. Quantos aos produtos químicos, renderam US$4,146 milhões 
em 1.263 kt exportados para países como Argentina, Bolívia, Colômbia, Estados 
Unidos da América e Costa Rica (MONTEIRO, 2019). 
 Não é possível definir tendências quanto à importação e exportação do zircônio, 
como mostra a Tabela 4, elaborada por Monteiro (2019), já que houve variações tanto 
negativas quantos positivas, ao comparar os últimos 3 anos. 
 
Tabela 4 - Dados de economia mineral do zircônio brasileiro 
 
Fonte: (MONTEIRO, 2019). 
 
4.3.2. APLICAÇÕES E USOS 
 
A abrangência na aplicação do zircônio é bastante difusa, tendo inúmeros usos 
em diferentes segmentos indústrias, esse perfil funcional é devido principalmente às 
suas características físico-químicas. É visto também diferentes nuances de aplicação 
a depender do seu grau de pureza. Num estudo publicado pela Agência de Recursos 
Minerais da Alemanha (DERA), com autoria de Elsner (2013), o zircônio é consumido 
31 
principalmente pelas indústrias cerâmicas, químicas, de fundição e refratárias, 
conforme apresentado no Gráfico 2. 
 
 
Gráfico 2 - Participação dos segmentos na qual o zircônio é empregado. 
Fonte: Traduzido de Roskill (2011 apud Elsner, 2013) 
 
No Brasil, de forma análoga ao cenário mundial, a principal utilização do 
zircônio pode ser atribuída também às industrias cerâmicas, de fundição e de 
refratários, com uma menor participação da indústria química (BERTOLINO et al., 
2008). Lobato (2009) aponta que 97% do zircônio produzido no Brasil é consumido 
internamente na fabricação de materiais cerâmicos, revestimentos e pisos. Ressalta-
se, que do ponto de vista global, a indústria química é tida como uma porção crescente 
na aplicação do zircônio (ELSNER, 2013). 
No segmento cerâmico, uma das principais aplicações do zircônio é como 
opacificante de cerâmicas, devido ao seu alto índice de refração, característica que 
também permite sua aplicação como colorante branco para louças. Os pisos e 
revestimentos de parede são os principais mercados do zircônio cerâmico (ELSNER, 
2013). Além dos usos citados, Bertolino et al. (2008) traz também a pigmentação de 
porcelanas esmaltadas como uma das principais aplicações do zircônio na indústria 
cerâmica brasileira. Salienta-se que tais aplicações ainda podem ser segmentadas de 
Cerâmica
54,7%
Químicos
13,8%
Fundição
13,7%
Refratários
10,7%
Outros
7,2%
Segmentos industriais do zircônio
Cerâmica Químicos Fundição Refratários Outros
32 
forma mais minuciosa ao variar características do insumo de zircônio utilizado. A 
exemplo, diferentes faixas granulométricas do pó de zircônio trazem diferentes 
produtos na seção de porcelanas esmaltadas (ELSNER, 2013). 
Algumas características do zircônio são ideais para o seu uso como material 
refratário, passando a depender do tipo e da quantidade de outros materiais 
agregados ao minério para de fato poder ser aplicado nesse segmento. Seus 
principais produtos são os tijolos e revestimentos refratários, amplamente usados na 
indústria siderúrgica, sua principal consumidora, como também na indústria de 
fundição de alumínio e vidros (ELSNER, 2013). A exemplo específico de uso, o 
zircônio, na forma de zirconita (ZrO2.SiO2) é usado juntamente da alumina (Al2O3) na 
indústria refratária, num composto chamado mulita-zirconita. A discussão de 
contaminantes é crucial neste caso, pois afetam diretamente a estrutura 
microcristalina do material e comprometemsuas características refratárias. Dessa 
forma, as indústrias costumam definir valores máximos que certos contaminantes são 
permitidos no produto final. Para os refratários a base de mulita-zirconita, Togni (2010) 
define que o teor de ZrO2 precisa estar na faixa de 35% a 41% e que os contaminantes 
devem estar limitados a Fe2O3 ≤ 0,15%, TiO2 ≤ 0,5% e Na2O ≤ 0,25%. 
As aplicações do zircônio se estendem ainda de forma ampla, como na 
indústria de fundição onde é comumente usado como base de moldes, devido 
principalmente a sua característica de estabilidade química sob grandes temperaturas 
(ELSNER, 2013). Pode ser usado também em ligas metálicas, como na liga de níquel 
que promove uma alta resistência à corrosão química; na liga de nióbio que em baixas 
temperaturas se transforma num supercondutor; e na liga de zinco, que possui 
propriedades magnéticas em temperaturas em torno de 308ºC (BERTOLINO et al., 
2008). 
Os produtos químicos a base de zircônio também são diversos, visto que o 
elemento em si é altamente reativo, produzindo ligações estáveis com elementos 
como oxigênio, enxofre, nitrogênio e carbono. Elsner (2013) traz alguns dos principais 
compostos químicos produzidos com o zircônio: oxicloreto de zircônio (ZrOCl2.8 H2O), 
sulfato básico de zircônio [Zr5O8(SO4)2.H2O], carbonato básico de zircônio 
(ZrOCO3.nH2O), carbonato de amônio e zircônio [(NH4)2Zr(CO3)2(OH)2], sulfato ácido 
de zircônio [Zr(SO4)2.4H2O] e ainda alguns compostos orgânicos de zircônio, em sua 
maioria acetatos. 
33 
As aplicações descritas acima, como algumas outras, podem ser vistas de 
forma sintetizadas na Figura 6, que as demonstram através de um fluxograma 
estrutural do processo de obtenção das mesmas. 
 
 
Figura 6 - Estrutura esquemática da aplicação industrial do zircônio. 
Fonte: Traduzido de TMZI (2011, apud ELSNER, 2013) 
 
Um fator importante a ser mencionado quanto às aplicações são as 
substituições do zircônio. Como na indústria de fundição, na qual a zirconita pode ser 
trocada por olivina ou cromita. Na siderurgia, ela é substituída pela alumina sílica no 
revestimento de panelas de aço. Lobato (2009) ainda traz que como pigmento ela 
pode ser substituída por óxido de estanho. Tais substituições geralmente são feitas 
baseada em decisões econômicas, quando os preços do minério estão altos ou pela 
falta do recurso mineral. Assim, é comum encontrar diversos estudos quanto a 
substituições de um mineral por outro em determinada aplicação. Tal como o estudo 
conduzido por Montazerian, Javadi e Shahriyari (2014), no qual fazem testes para 
substituir a zirconita por fluorita, andalusita e wollastonita como colorante branco em 
cerâmicas, um dos principais usos do zircônio no segmento como descrito 
anteriormente. 
 
 
AREIA DE ZIRCÔNIO 
(ZrO2, SiO2) 
BADELEÍTA 
(ZrO2) 
MOAGEM PARA 
PÓ DE ZIRCÔNIO 
PROCESSAMENTO 
QUÍMICO 
PROCESSAMENTO 
QUÍMICO & 
REMOÇÃO DE Hf 
DECOMPOSIÇÃO 
QUÍMICA OU 
TÉRMICA 
ALUMINA-
ZIRCÔNICA-SILICA 
(AZS) 
ZIRCÔNIA 
(ZrO2) 
PROCESSO DE 
REDUÇÃO KROLL 
MICRONIZAÇÃO 
PARA OPACIFICANTE 
FUSÃO PARA 
FRITA 
ESTABILIZAÇÃO 
(ZrO2) 
ZIRCÔNIA TOTAL 
OU PARCIALMENTE 
ESTABILIZADA 
AREIA DE 
FUNDIÇÃO 
VIDRO REFRATÁRIOS ABRASIVOS 
ESMALTES 
CERÂMICOS 
REVESTIMENTOS 
DE PORCELANATO 
CERÂMICAS DE 
ZIRCÔNIA 
QUÍMICOS DE 
ZIRCÔNIO 
PIGMENTOS 
CERÂMICOS 
ZIRCÔNIO 
METÁLICO 
34 
4.4. ATRIÇÃO 
 
Taggart (1945, apud MOREIRA, 2018) define a operação de atrição, também 
denominada de escrubagem, como a desagregação de partículas não consolidadas 
através da aplicação de forças relativamente fracas, quando comparadas com as 
forças atuantes na cominuição. Ainda descreve que na atrição ocorre a fricção entre 
grãos grandes e de alta dureza, como também a colisão das partículas minerais como 
um todo, enquanto a polpa está sob grande agitação. Além disso, em alguns casos, a 
força provocada por jatos de água já é suficiente para que ocorra a desintegração 
desejada. 
Apesar de todas possuírem o mesmo objetivo de liberar partículas minerais, é 
importante salientar as diferenças entre os processos de atrição, escrubagem, 
lavagem e cominuição. Trajano (1966, apud COSTA, 2010) conceitua a lavagem de 
minério como a segregação de duas fases mineralógicas de um determinado minério 
que se distinguem pela granulometria, à exemplo: materiais argilosos que estão 
recobrindo um material grosseiro. O autor completa que a atrição e a escrubagem 
acabam sendo operações precedentes ou simultâneas à etapa de lavagem. As 
operações de atrição, escrubagem e cominuição se diferenciam principalmente pela 
quantidade de energia utilizadas em cada uma. Enquanto as duas primeiras usam 
uma quantidade baixa e média, respectivamente, de energia, a operação de 
cominuição demanda um alto valor de energia a ser aplicado no minério, à fim de gerar 
a desagregação das partículas que estão ligadas através de uma grande força de 
coesão (COSTA, 2010). Outro fator levantado pelo autor é a faixa granulométrica que 
difere a aplicação da atrição e escrubagem, sendo o primeiro aplicado em frações 
abaixo de 10 mm, ou seja, em finos, enquanto que a escrubagem é utilizada na 
segregação de finos aderidos em partículas grossas. 
Como mencionado anteriormente, a aplicação da atrição se dá em agregados 
não consolidados, sendo estes, principalmente, argilominerais, precipitações salinas 
e grãos que estão cimentados por ligações fracas (TAGGART, 1945 apud MOREIRA, 
2018). Fortes (2010) atesta que no Brasil o uso da operação de atrição se dá em 
diversos casos como no beneficiamento de zircão, areia, fosfato e hematita/goethita. 
Acrescenta-se as aplicações cruciais da etapa de escrubagem no beneficiamento da 
bauxita de algumas empresas nacionais, como apontado no estudo de Costa (2010) 
na mina de Miltônia 3 em Paragominas (PA) e no estudo de Gonçalves et al. (2011) 
35 
em Miraí (MG). Nestes casos, a bauxita é submetida à operação de escrubagem no 
intuito de remover, principalmente, os argilominerais portadores da sílica reativa, a 
qual afeta diretamente o posterior processo de obtenção da alumina. 
Outro exemplo relevante, é o estudo conduzido por Sabedot e Sampaio (2002) 
no intuito de contornar o problema dos contaminantes do pré-concentrado de zircão 
(PCZ). Em síntese, o PCZ possuí grande quantidade de zircão e uma baixa 
quantidade de contaminantes, os quais são removidos através de processos 
eletroestáticos e magnéticos. A problemática do caso é que parte desses 
contaminantes estão envolvidos por uma camada argiloferruginosa, causando uma 
baixa eficiência na remoção dos contaminantes. Dessa forma, autores do estudo 
submetem o PCZ ao processo de atrição através de células de atrição com quatro 
haletas e duas hélices ligadas ao eixo. As variáveis operacionais para os ensaios 
foram a porcentagem de sólidos, concentração de NaOH e tempo de residência da 
polpa. Por fim, foi considerada satisfatória a operação de atrição para contribuir no 
melhor resultado da remoção dos contaminantes do PCZ, pois na maioria variações 
dos parâmetros escolhidos foi vista uma melhora. 
O estudo previamente citado, feito por Costa (2010), que objetivou criar um 
modelo matemático visando fornecer parâmetros para um melhor desempenho e 
otimização da operação, mostra a influência de cada variável operacional definida na 
desagregação da bauxita. Neste caso, foram escolhidos os parâmetros de grau de 
enchimento, tempo de residência da polpa e a velocidade de rotação do tambor 
desagregador, equipamento utilizado no experimento. O autor chegou ao resultado de 
que, para os cenários estudados, o grau de enchimento foi o parâmetro que mais 
influenciou nos resultados, enquanto que o tempo de residência foi o menos influente. 
E ainda destaca a importância de estar realizando os mesmos testes em outros tipos 
de minério. 
Nos exemplos citados, como em outros que podem ser encontrados, é visto 
que o sucessona atrição depende fortemente dos parâmetros operacionais, das 
características dos minérios e também do equipamento utilizado. 
Os principais equipamentos encontrados para a operação de atrição são os 
tambores desagregadores e as células de atrição. O primeiro e mostrado na Figura 
7, também chamado de drum scrubber, é comumente usado para materiais grossos 
que possuem argilas solúveis em sua matriz. Sua operação ocorre de forma simples, 
onde o material, misturado com água, entra num cilindro giratório. Internamente, o 
36 
tambor é constituído de aletas ao redor de sua superfície, que possuem a função de 
atritar e levantar a polpa, além de impulsioná-la para a saída (METSO MINERALS, 
2005). O diâmetro e comprimento do cilindro do tambor são suas características 
estruturais de maior importância, sendo a potência instalada função desses 
parâmetros. Quanto aos parâmetros operacionais intrínseca ao equipamento, o 
tambor de desagregação trabalha com as variáveis de volume útil, velocidade de 
rotação e o tempo de residência da polpa (COSTA, 2010). 
 
 
Figura 7 - Modelo de tambor desagregador ou drum scrubber. 
Fonte: (CORREIA, 2010). 
 
As células de atrição são tidas como equipamentos simples, porém de alta 
eficiência. São usadas para materiais com lama em polpa com concentração de 
sólidos na faixa de 50% a 80% (COSTA, 2010). Estruturalmente falando, são tanques 
retangulares atrelados à agitadores verticais com um conjunto de duas ou três hélices 
por eixo, como esquematizado na Figura 8. As hélices são colocadas de forma em 
que os fluxos criados por cada agitador possuem sentidos contrários, mecanismo 
descrito como crucial para o efeito de atrição no equipamento, pois devido a este 
cenário de fluxos opostos, as partículas são forçadas a se chocarem uma contra as 
outras. A atrição através das células de atrição é também efetuada na flotação, sendo 
apontada por Chaves, Leal Filho e Braga (2010) como uma das operações que mais 
37 
se fazem necessárias e que se realizam com mais frequência. Seu intuito é de 
remover a cobertura de lamas e óxidos do minério, assim promovendo uma superfície 
mais limpa e eficiente para ser coletada durante a flotação. 
 
 
Figura 8 - Esquematização da célula de atrição tipo Denver. 
Fonte: (CHAVES; LEAL FILHO; BRAGA, 2010) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
38 
5. METODOLOGIA 
 
Para realizar o estudo, delimitou-se como área de coleta do caldasito a região 
do Morro do Serrote, localizada na porção noroeste do MAPC, o local atualmente 
pertence à CBA. A escolha foi feita em virtude da facilidade em acessar o local, além 
de ter sido uma área já minerada nos anos 60 e que, comprovado através de trabalhos 
anteriores, possui um elevado teor de zircônio. No local, foi retirado cerca de 30 kg de 
minério de bruto de caldasito e levado para ser submetido a rota de processamento e 
análise escolhida, esquematizada na Figura 9. 
 
 
Figura 9 - Fluxograma de processos e análises do trabalho. 
Fonte: Autor. 
 
A primeira etapa empregada foi a cominuição do minério, na qual o caldasito 
passou pela britagem primária através de britador de mandíbula. Seu produto foi 
encaminhado para uma segunda etapa de britagem, no intuito de obter uma menor 
granulometria. 
39 
Devido a grande quantidade de material, foi realizado o quarteamento através 
de quarteador Jones para a redução da quantidade de minério a ser trabalhado nas 
próximas etapas. É de importância ressaltar que a homogeneização do material foi 
feita por pilha alongada anteriormente ao quarteamento, evitando que alíquotas não 
representativas fossem utilizadas no restante do processo e análises. 
Com a quantidade de material reduzida, seguiu-se para a moagem do minério 
utilizando um moinho periquito. Aqui destaca-se a crucialidade dessa etapa por fatores 
tais como a liberação do grão mineral e a necessidade de se trabalhar com partículas 
menores tanto para análises de caracterização, quanto para a atrição na célula 
disponível no laboratório da UNIFAL-MG, devido ao seu tamanho laboratorial. Ainda, 
baseando-se nos trabalhos de Pereira (2015), Custódio (2017) e Pires (2017), tem-se 
que o melhor grau de liberação ocorre na faixa de 212 µm, dessa forma foi escolhido 
trabalhar com o minério numa faixa passante de 190 µm para o processo de atrição, 
dando uma margem para garantir que o minério a ser trabalhado estava de fato com 
os grãos liberados. 
Para a caracterização do caldasito, uma alíquota de minério moído foi 
destinada Departamento de Geologia da Unesp/Rio Claro, na onde foi submetido ao 
MEV de modelo JEOL – JSM 60/0LA, calibrado com referências padrões. Outra 
alíquota foi submetida a análise mineralógica através de DRX, o qual foi feito no 
Departamento Técnico da Mineração Curimbaba, em Poços de Caldas. Para esse 
ensaio, o equipamento utilizado foi um difratômetro de raios-x modelo XRD-6000, 
Shimadzu, com ânodo de cobre e varredura do ângulo 2θ variando de 5º à 75º. Uma 
terceira alíquota também foi enviada ao Departamento Técnico da Mineração 
Curimbaba para a realização da análise química através da técnica de Fluorescência 
de Raio X (FRX). Por fim, outra alíquota foi submetida à análise química total, 
realizado pela empresa SGS Geosol Ltda. Nela, foi feita a quantificação total da 
amostra pelos métodos de fusão com metaborato de lítio – ICP OES, fusão com 
metaborato de lítio – ICP MS e fusão com tetraborato de lítio e quantificação por FRX. 
Mais uma porção da moagem seguiu para a classificação a seco, na qual 
pretendeu separar o minério na faixa de 190 µm. A parte retida foi estocada e não 
seguiu para restante do processo e o passante dessa faixa seguiu para uma nova 
classificação. Essa segunda classificação foi feita à úmido com uso de NaOH como 
dispersante, o equipamento utilizado foi uma peneira vibratória vertical com as 
seguintes malhas 80# (180 µm), 120# (125 µm), 170# (90 µm), 200# (75 µm), 270# 
40 
(53 µm) e 400# (38 µm). O produto de cada malha e do fundo foram repartidos em 
mais duas alíquotas, na qual uma foi enviada para a análise granuloquímica, que 
consiste numa análise química semiquantitaiva através FRX em cada faixa 
granulométrica do minério, enquanto que a outra foi alíquota submetida ao ensaio de 
atrição. É válido ressaltar que o produto do peneiramento passou por um processo de 
secagem numa estufa antes de ser dividido nas duas alíquotas. 
O ensaio de atrição foi realizado no próprio laboratório de materiais da UNIFAL-
MG, campus Poços de Caldas, utilizando uma célula de atrição de escala laboratorial 
como equipamento. Os parâmetros definidos para o ensaio tiveram como inspiração 
os ensaios realizados no estudo de Sabedot e Sampaio (2002) que buscou remover 
argilominerais que recobriam o minério de zircônio extraído numa mina do Pará. A 
massa de caldasito utilizada, vinda da classificação da moagem, foi cerca de 600 g. 
Para formação da polpa escolheu uma porcentagem de sólidos de 70%, dessa forma, 
a quantidade de água na polpa foi de 257 g. O tempo de residência, ou tempo de 
atrição, foi definido em 30 minutos e a rotação da hélice em 1000 rpm. Para o teste 
em questão também foi adicionado NaOH na polpa, com intuito de ser agente 
dispersante. A proporção definida do dispersante foi de 600 g/t, assim, para os 857 g 
de polpa, foi adicionado 0,5 g de NaOH. 
O produto da atrição foi secado e classificado novamente seguindo as mesmas 
faixas granulométricas empregadas anteriormente. Semelhante com o produto da 
primeira classificação à úmido, antes da atrição, cada faixa classificada foi separada 
individualmente e encaminhada para análise granuloquímica também pelo 
Departamento Técnico da Mineração Curimbaba. 
 
 
 
 
41 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
A estruturação dos resultados começa pelos adquiridos dos ensaios de 
caracterização do minério, seguido então pelos resultados da atrição e suassubsequentes análises. 
 
6.1. MEV 
 
As imagens obtidas através do MEV trouxeram resultados que ajudaram a 
compreender melhor a textura da rocha, principalmente quanto a relação entre a 
badeleíta e o zircão, mostrada na Figura 10. 
 
 
Figura 10 - Grãos do caldasito visto sobre MEV, onde Bd refere-se a badeleíta, Zr ao zircônio e Zr alt 
ao zircônio alterado pela badeleíta. 
Fonte: Autor. 
 
Um dos principais pontos a se atentar é como a badeleíta se dispõe sobre o 
zircão, ficando evidente que se comporta como uma cobertura superficial. Corrobora-
se também sua característica de ser um mineral com hábito botrioidal, ou seja, 
42 
assemelhando-se a agregados de minerais fibrorradiados. A interface da badeleíta 
com o zircão torna-se ainda mais interessante quando vista por seções, como nas 
Figura 11 e 12. 
 
 
Figura 11 - Seção do caldasito visto por MEV, onde a cor cinza escuro representa o zircão e cinza 
claro a badeleíta, a cor preta são vazios. 
Fonte: Autor. 
 
 
Figura 12 - Interface entre o zircão (Zr) e a badeleíta (Bd) vista por MEV. 
Fonte: Autor. 
43 
 
Ao submeter a lâmina petrográfica ao MEV, foi possível ver a feição concêntrica 
da badeleíta com o zircão. Um comportamento que reforça a disposição superficial da 
badeleíta, além de dar margem para novas discussões sobre a gênese do mineral. 
 
6.2. ANÁLISE QUÍMICA 
 
Como descrito na metodologia, a análise química foi dividida em duas. Os 
resultados da análise semiquantitativa, contidos na Tabela 5, estão dentro do 
esperado, com a maior participação dos óxidos de zircônio e silício. O ferro também 
se encontra numa quantidade esperada, vista em outros trabalhos, de 4,06% 
 
Tabela 5 - Resultados da análise química semiquantitativa por FRX. 
Óxido Composição (%) Óxido Composição (%) 
Zircônio 67,20 Urânio 0,132 
Silício 11,00 Cério 0,124 
Alumínio 7,32 Bário 0,118 
Háfnio 4,91 Potássio 0,114 
Ferro 4,06 Cálcio 0,08 
Titânio 1,43 Estrôncio 0,041 
Manganês 0,447 Itérbio 0,035 
Ítrio 0,318 Tungstênio 0,02 
Nióbio 0,282 Érbio 0 
Tório 0,184 ... ... 
Fonte: Autor. 
 
Com a análise química total, apresentada nas Tabelas 6, 7 e 8, completa-se o 
estudo da composição química do caldasito. Devido aos diferentes métodos 
empregados, algumas diferenças na porcentagem da composição podem ser notadas, 
como a do óxido de silício, de alumínio e do próprio ferro, aqui estudado. Os resultados 
completos da análise química total podem ser consultados no Apêndice A. 
 
 
44 
Tabela 6 - Resultados da análise química do caldasito por ICP-OES. 
ICP95A 
Al2O3 
(%) 
Ba 
(ppm) 
CaO 
(%) 
Cr2O3 
(%) 
Fe2O3 
(%) 
K2O 
 (%) 
MgO 
(%) 
MnO 
(%) 
Na2O 
(%) 
1,79 132 0,07 <0,01 2,69 0,02 <0,01 0,12 0,04 
Nb 
(ppm) 
P2O5 
 (%) 
SiO2 
(%) 
Sr 
(ppm) 
TiO2 
(%) 
Zn 
(ppm) 
Zr 
(ppm) 
V 
(ppm) 
... 
1457 0,07 22,57 158 0,78 46 >100000 107 ... 
Fonte: Autor. 
 
Tabela 7 - Resultados da análise química do caldasito por ICP-MS. 
IMS95A - Composição (ppm) 
Ce Co Cs Cu Dy Er Eu Ga Gd Hf 
638,2 1,2 <0,05 10 201,65 212,05 26,04 <0,1 93,28 >500 
Ho La Lu Mo Nb Nd Ni Pr Rb Sm 
54,11 146,3 46,09 6 >1000 0,2 94 42,82 1,2 59,1 
Sn Ta Tb Th Tl Tm U W Y Yb 
10 7,72 23,4 2454,8 <0,5 39,4 2609,65 20,9 1591,42 299,2 
 
Tabela 8 - Resultados da análise química por fusão com tetraborato de lítio e quantificação por FRX. 
XRF79C - Composição (%) 
SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2 
22,5 1,98 2,86 0,07 <0,1 0,83 
P2O5 Na2O K2O MnO U3O8 ZrO2 
0,1 <0,1 0,03 0,13 0,31 >70 
Fonte: Autor. 
 
 
6.3. DRX 
 
Os principais picos apontados no difratograma, visto na Figura 13, 
correspondem ao zircão, picos vermelhos, e a badeleíta, picos verdes, os dois 
principais constituintes do caldasito. 
45 
 
 
Figura 13 - Difratograma do caldasito amostrado. 
Fonte: Autor. 
 
Outros dois minerais também tiveram picos relevantes, sendo eles identificados 
como a gibbisita e a anatásio, óxidos de alumínio e titânio, respectivamente. Atenta-
se ao fato de que não foram identificados picos relacionados à alguma fase mineral 
ferrífera, indicando que esse elemento está associado a outros minerais, como 
mencionado anteriormente. Os resultados completos do DRX podem ser consultados 
no Apêndice B. 
 
6.4. ATRIÇÃO E ANÁLISE GRANULOQUÍMICA 
 
 As análises para avaliar a eficiência de atrição foram feitas a partir dos 
comparativos com o resultado do processo sem atrição. Como apresentado 
anteriormente, a primeira etapa após a moagem foi a classificação do material. A 
Tabela 9, Tabela 10 e o Gráfico 3 abordam a análise granulométrica das alíquotas 
submetidas ao peneiramento à úmido. 
 
 
 
46 
Tabela 9 - Distribuição granulométrica do caldasito sem atrição. 
Abertura (µm) Retido (g) Retido (%) 
Retido 
Acumulado (g) 
Passante 
Acumulado (%) 
180 18,38 4,41 18,38 95,59 
125 50,42 12,10 68,8 83,49 
90 36,23 8,70 105,03 74,79 
75 24,25 5,82 129,28 68,97 
53 41,92 10,06 171,2 58,91 
38 39,51 9,48 210,71 49,43 
Fundo 205,95 49,43 416,66 0,00 
Fonte: Autor. 
 
Tabela 10 - Distribuição granulométrica do caldasito após o ensaio de atrição. 
Abertura (µm) Retido (g) Retido (%) 
Retido 
Acumulado (g) 
Passante 
Acumulado (%) 
180 14,75 3,82% 14,75 96,18% 
125 47,62 12,34% 62,37 83,84% 
90 35,42 9,18% 97,79 74,66% 
75 24,06 6,23% 121,85 68,43% 
53 22,65 5,87% 144,5 62,56% 
38 47,57 12,33% 192,07 50,23% 
Fundo 193,87 50,23% 385,94 0,00% 
Fonte: Autor. 
 
47 
 
Gráfico 3 - Curva granulométrica do caldasito nos dois cenários estudados. 
Fonte: Autor. 
 
A distribuição granulométrica do minério com e sem atrição teve um 
comportamento bastante similar em todas suas faixas. A principal mudança foi na 
faixa de 53 µm, a qual teve uma maior porcentagem de passante na alíquota 
submetida ao ensaio de atrição. A tendencia esperada era um leve aumento do 
passante principalmente em granulometrias maiores como 180 µm e 125 µm, tendo 
em vista que também era esperado a remoção da camada de badeleíta através da 
atrição, assim diminuindo a granulometria dos grãos. Entretanto, é fundamental 
ressaltar que em cada cenário foi utilizado uma alíquota diferente, assim, mesmo 
tendo realizado a homogeneização do minério, podem ter pequenas variações em 
função da amostragem. Logo, não é possível afirmar através da distribuição 
granulométrica se houve o efeito de desagregação esperado. 
A principal forma de avaliar se de fato aconteceu a remoção do ferro 
contaminante do caldasito foi através da análise química por FRX. As comparações 
dos resultados entre o produto sem atrição e com atrição, estão nos Gráficos 4 ao 10, 
que aqui foram resumidas nos seis principais óxidos que constituem o minério. Os 
resultados completos podem ser encontrados no Apêndice B. 
 
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
100%
38 53 75 90 125 180
P
a
s
s
a
n
te
 A
c
u
m
u
la
d
o
Malha (µm)
Curva granulométrica do caldasito Sem Atrição
Com Atrição
48 
 
Gráfico 4 – Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 180 µm. 
Fonte: Autor. 
 
 
Gráfico 5 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 125 µm. 
Fonte: Autor. 
 
 
5,43% 5,25% 4,96%
8,53%
1,58%
69,80%
3,64% 3,21%
5,28%
13,60%
1,05%
69,20%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Alumínio (Al) Ferro (Fe) Háfnio (Hf) Silício (Si) Titânio (Ti) Zircônio (Zr)
Resultado da granuloquímica em 180 µm 
Sem Atrição Com Atrição
5,33% 5,49% 5,04%
7,58%
1,52%
70,60%
5,70%
4,17% 5,39%
9,61%
1,38%
69,60%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Alumínio (Al) Ferro (Fe) Háfnio (Hf) Silício (Si) Titânio (Ti) Zircônio (Zr)
Resultado da granuloquímica em 125 µm 
Sem Atrição Com Atrição
49 
 
Gráfico 6 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 90 µm. 
Fonte: Autor. 
 
 
Gráfico 7 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 75 µm. 
Fonte: Autor. 
 
5,55%5,41% 5,11%
7,64%
1,70%
70,10%
5,30% 3,95% 5,18%
10,80%
1,41%
69,30%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Alumínio (Al) Ferro (Fe) Háfnio (Hf) Silício (Si) Titânio (Ti) Zircônio (Zr)
Resultado da granuloquímica em 90 µm 
Sem Atrição Com Atrição
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Alumínio (Al) Ferro (Fe) Háfnio (Hf) Silício (Si) Titânio (Ti) Zircônio (Zr)
Resultado da granuloquímica em 75 µm 
Sem Atrição Com Atrição
50 
 
Gráfico 8 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 53 µm. 
Fonte: Autor. 
 
 
Gráfico 9 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em 38 µm. 
Fonte: Autor. 
 
5,77% 4,96% 5,29%
7,91%
1,80%
70,10%
3,82% 3,35%
5,33%
13,00%
1,25%
69,50%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Alumínio (Al) Ferro (Fe) Háfnio (Hf) Silício (Si) Titânio (Ti) Zircônio (Zr)
Resultado da granuloquímica em 53 µm 
Sem Atrição Com Atrição
5,38% 4,23% 5,24%
9,15%
1,62%
70,50%
5,05% 3,55%
5,49%
9,50%
1,51%
71,20%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Alumínio (Al) Ferro (Fe) Háfnio (Hf) Silício (Si) Titânio (Ti) Zircônio (Zr)
Resultado da granuloquímica em 38 µm 
Sem Atrição Com Atrição
51 
 
Gráfico 10 - Comparação dos resultados da análise granuloquímica em frações menores que 38 µm. 
Fonte: Autor. 
 
Os resultados do FRX mostram que a atrição não teve um efeito relevante de 
remoção do ferro em nenhuma das faixas granulométricas trabalhadas. Os maiores 
decréscimo foram nas faixas de 180 µm, 90 µm e 53 µm, entretanto, como já abordado 
anteriormente, a alíquota na qual foi feita a atrição não é a mesma que foi feita a 
análise por FRX sem atrição, já que este é um ensaio destrutivo. Dessa forma, não é 
possível afirmar se essas variações são de fato devido apenas à atrição ou se há 
influência das características das alíquotas, já que são variações mínimas podendo 
estar inserida dentro do erro de amostragem. 
Aos comparar o ferro com os outros óxidos, nota-se que o alumínio teve uma 
tendência parecida em algumas faixas granulométricas, mesmo que de forma menos 
acentuada, como mostrado na Tabela 11 e Gráfico 11. Enquanto o zircônio, elemento 
de interesse para usar como produto, mostrou estabilidade em todas as faixas, tendo 
mínimas variações no teor. Outros óxidos importantes como titânio e háfnio também 
manteve essa tendência estável. 
 
 
 
6,03%
4,07% 5,11%
10,70%
1,59%
67,20%
6,35%
3,47%
5,20%
11,90%
1,64%
67,20%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
Alumínio (Al) Ferro (Fe) Háfnio (Hf) Silício (Si) Titânio (Ti) Zircônio (Zr)
Resultado da granuloquímica em frações menores que 38 µm 
Sem Atrição Com Atrição
52 
Tabela 11 - Tabela da taxa de variações dos óxidos após a atrição por faixa granulométrica. 
Óxido 180 µm 125 µm 90 µm 75 µm 53 µm 38 µm Fundo 
Al 32,97% -6,94% 4,50% 17,91% 33,80% 6,13% -5,31% 
Fe 38,86% 24,04% 26,99% 25,31% 32,46% 16,08% 14,74% 
Zr 0,86% 1,42% 1,14% -0,14% 0,86% -0,99% 0,00% 
Fonte: Autor. 
 
 
Gráfico 11 - Gráfico da taxa de variação do teor dos óxidos de alumínio, ferro e zircônio após a 
atrição por faixa granulométrica estudada. 
Fonte: Autor. 
 
O Gráfico 11 também fornece a informação de que o óxido de ferro sofreu 
redução em todas as faixas, tendo a maior variação de 38,86% na faixa de 180 µm, 
seguido da faixa de 53 µm, com uma redução do teor de 32,46%. Já o alumínio teve 
duas reduções negativas, ou seja, seu teor após a atrição foi maior do que o teor antes 
da atrição, sendo elas na faixa de 125 µm e na porção menor que 38 µm. É válido 
lembrar que esses resultados mostram proporção de teor na massa analisada, dessa 
forma, se houve diminuição em algum óxido é natural que haja aumento em outro, já 
que sua participação no todo passará a ser maior, como é o caso do silício na faixa 
de 53 µm, que houve um grande salto de teor na alíquota com atrição. Outro fato a se 
atentar nessa faixa é a diminuição dos teores de ferro e alumínio, sendo umas das 
maiores variações de todas as faixas, principalmente para o óxido de alumínio. Pode-
-10,00%
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
180 125 90 75 53 38 Fundo
V
a
ri
a
ç
ã
o
 d
o
 T
e
o
r 
Faixa Granulométrica
Al Fe Zr
53 
se correlacionar esse fato com o aumento da porcentagem de passante nessa faixa 
granulométrica, como apontada anteriormente. 
Ao comparar a granuloquímica sem atrição com o resultado da rocha total, fica 
perceptível também que o caldasito mostra certa homogeneidade para maioria dos 
elementos analisados, principalmente com o zircônio, que mostrou uma aderência em 
todas as faixas granulométricas. As maiores discrepâncias vistas são do silício e do 
alumínio na faixa de 125 µm e 75 µm, respectivamente. 
Alguns pontos ainda podem ser levantados quanto aos resultados da atrição 
como foi conduzida. A montagem do ensaio pode ser feita em diversas maneiras, 
variando desde o equipamento até parâmetros operacionais. Logo, como foi 
trabalhado com apenas um cenário, não se pode descartar que outros resultados 
poderiam ter sido alcançado ao estar alterando algumas dessas variáveis, como, por 
exemplo, realizar o processo em um tambor desagregador ao invés de uma célula de 
atrição. Essa variação teria uma característica mais energética, subtendendo-se uma 
maior desagregação dos minerais. A alteração do reagente também poderia vir surtir 
efeito, ao estar trabalhando em níveis diferente de alcalinidade da polpa. Por fim, outro 
ponto a ser alterado são os parâmetros operacionais, como a rotação por minuto do 
equipamento, tempo de residência da polpa, porcentagem de sólidos na polpa e 
volume útil preenchido, todos apontados como fatores importantes na atrição. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
54 
7. CONSIDERAÇÕES FINAIS 
 
Os resultados da atrição mostraram que o método, da forma que foi conduzido, 
não foi suficientemente eficiente para o propósito determinado. Ou seja, a redução do 
teor de ferro no caldasito não foi a esperada e desejada, não enquadrando para o seu 
uso industrial. Apesar disso, foi possível notar uma pequena variação nos teores, o 
que ajuda reforçar que a atrição não é totalmente descartável, podendo ser trabalhado 
em outras composições de parâmetros de processo à fim de obter possíveis novos 
resultados e compará-los. Em detrimento a isto, não é possível traçar uma rota de 
beneficiamento para o minério, como foi proposto. 
Em contraponto, os ensaios de caracterização realizados trouxeram resultados 
positivos com alguns pontos de interesse. A granuloquímica do caldasito mostrou que 
o minério é heterogêneo em suas frações, ou seja, mantém um teor parecido para a 
maioria dos óxidos mais importantes em todas suas faixas granulométricas. A análise 
química total trouxe mais uma gama enorme de elementos que podem ser 
encontrados no caldasito, que, mesmo sendo de valores na casa do ppm, mostram a 
complexidade do minério. Por fim, as imagens em seções produzidas pelo MEV 
evidenciam muito bem como a badeleíta está relacionada com o zircão, se 
comportando como uma camada superficial de cristais fibrorradiados, como descrito 
na literatura. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
55 
8. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS 
 
Como visto e mencionado, o trabalho apresentou apenas uma variação na 
montagem experimental. Em suma, não houve variações nos parâmetros do processo 
para analisar se haveria outros resultados para a redução do teor de ferro no caldasito. 
Os parâmetros definidos para este trabalho tiveram como inspiração o trabalho de 
Sabedot e Sampaio (2002), entretanto, os próprios autores realizam diversos testes 
com diferentes variações. Com isto, sugere-se para os próximos trabalhos dentro 
deste tema que faça a mudança desses parâmetros, tais como o tempo de residência, 
porcentagem de