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1 SUMÁRIO RESUMO ............................................................................................................................ 2 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 3 2. A ENGENHARIA E O TRABALHO COM REJEITOS DE MINERAÇÃO E REAPROVEITAMENTO ....................................................................................................... 7 3. METODOLOGIA ................................................................................................................ 16 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES ....................................................................................... 17 5. CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 27 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................ 29 2 RESUMO O Brasil é um país que está entre os maiores produtores mundiais de minérios. Os principais minerais brasileiros de valor econômico incluem entre outros, o minério de ferro, minério de nióbio e minério de alumínio ou bauxita. A motivação para a realização do presente estudo veio do fato de o campus onde foi realizado o presente estudo, estar localizado numa região de mineração. O objetivo do presente trabalho é realizar uma pesquisa sobre trabalhos relacionados a rejeitos minerais e seu reaproveitamento no Brasil e possíveis tendências, em algumas das principais fontes de informação desta área num período de dez anos. Realiza-se uma pesquisa exploratória, quantitativa, na qual se buscam fontes de informação em periódicos, levantamento em bases como é o caso do SciELO Brasil, dados de pós graduações “stricto sensu” e entrevista com executivos da área. Procurou-se informação sobre as maneiras de se reaproveitar os rejeitos de minério produzidos no Brasil entre 2002 – 2012 e a atuação da engenharia de materiais na área. Tudo indica que nos próximos anos haverá um desenvolvimento nesta área de estudos, avanços tecnológicos e aumento na quantidade de reaproveitamento de rejeitos de mineração no Brasil. Palavras-chave: reaproveitamento, rejeito, minério, engenharia de materiais. 3 1. INTRODUÇÃO O Brasil é um dos países que possui grande desenvolvimento de mineração no mundo. Em alguns casos é o maior produtor de minério como é o caso do minério de nióbio, é o segundo como é o caso do minério de ferro e é o terceiro em produção de bauxita que é minério de alumínio. A mineração é uma área de trabalho na qual frequentemente se geram rejeitos de processos e esses são armazenados, geralmente, em lagos ou locais para serem represados. Além disso, contam, em geral, com boa porcentagem de minério útil ou de valor econômico. O objetivo do presente estudo é realizar uma pesquisa sobre trabalhos relacionados a rejeitos minerais e seu reaproveitamento no Brasil e possíveis tendências, em algumas das principais fontes de informação desta área num período de dez anos. E observar como o profissional de engenharia de materiais vem sendo utilizado nesta área de reaproveitamento de rejeitos de minério no Brasil. Realiza-se uma pesquisa com levantamento de dados com executivos da área, em literatura por meio de periódicos relevantes na área em estudo e também em trabalhos de pós- graduação “stricto sensu”. Os resultados mostraram a tendência a aumentar a quantidade de reaproveitamento de rejeitos minerais no Brasil, para os próximos anos, bem como a necessidade em se preparar mão-de-obra especializada e em condições de atuar nesta importante área para nosso País. 1.1. Delimitação do tema Reaproveitamento de rejeito de minério no Brasil. Haveria alguma forma de verificar tendências na área de recuperação de rejeitos de materiais de mineração? 4 1.2. Formulação dos problemas As atividades mineradoras geram muitos impactos para o meio ambiente como é o caso da poluição de bacias, rios pelos resíduos sólidos e também do ar pelo material particulado em suspensão e a ocupação de áreas para armazenamento de rejeitos (GOMES et al, 2009, AMARAL; KREBS, 2010). A possibilidade de recuperação desse material pode aumentar a sustentabilidade nesses negócios, pois o material rejeitado muitas vezes contem o elemento químico desejado e que ainda pode ser processado e reaproveitado. Tanto no garimpo, quanto, na extração de minérios que se encontram no solo e subsolo. Muito de seus danos são irreversíveis, como a modificação da paisagem com a remoção de morros de minério de ferro. Assim, a exploração de uma jazida deve-se levar em consideração sua viabilidade econômica e ambiental. Os rejeitos podem ser considerados um dos grandes impactos ambientais e econômicos para a indústria extrativa de minério. Os rejeitos de mineração podem ser descritos como sendo o material descartado proveniente de plantas de beneficiamento de minério (Conselho Nacional de Recursos Hídricos – CNRH, 2002), ou, “fração do minério destituída de mineral útil ou valor econômico, originada no processo de beneficiamento mineral” (Associação Paulista de Engenheiros de Minas – APEMI, 1987), ou, portanto, formada predominantemente por material sem valor econômico para sua empresa extrativa. A produção de mineral pode ter formas direta ou indiretamente quanto à degradação ambiental; gerando a poluição de reservatórios de água, local para disposição e armazenamento de rejeitos, contaminação do solo de plantio, etc. Além de gerar problemas socioambientais, por exemplo, com o remanejamento de famílias de seus locais para dar lugar às empresas mineradoras. Apesar dos problemas causados ao meio ambiente, a mineração é inevitavelmente essencial a humanidade uma vez que possibilita qualidade de vida e desenvolvimento sustentável. O maior desafio da indústria mineral é reduzir essas interferências no meio ambiente para níveis mais admissíveis, nos seus diferentes estágios de exploração, produção, utilização e disposição de resíduos. Assim, é de extremo interesse identificar os diferentes tipos de rejeitos de minério para desenvolvimento de formas de se realizar o reaproveitamento desses materiais. 5 O presente trabalho visa estudar as tendências de reaproveitamento de rejeitos de mineração e de que maneira a Engenharia de Materiais pode auxiliar nesse sentido no trabalho com rejeitos de minério no Brasil. Uma das formas importantes de se buscar as respostas para as questões mencionadas é pela análise dos periódicos técnico-científicos das áreas em foco, bem como o levantamento da produção científica de grandes universidades que contam com viés de cursos nessa área de atuação e também a entrevista anônima com quatro executivos da área mineral feita por e- mail no local de trabalho para se verificar a opinião dos mesmos com relação a tendência em reaproveitamento de rejeitos e o emprego para engenheiros de materiais nesta área. 1.3. Objetivos Os objetivos deste trabalho são: Identificar os rejeitos gerados pela exploração de recursos minerais em áreas de minas; Apresentar se a tendência em reaproveitar os rejeitos de minério vai ser maior, menor ou igual nos próximos anos a partir de 2012, com base na revisão de literatura, entrevistas com executivos da área. Buscar qual a formação do profissional selecionado para trabalhar com rejeitos na área de mineração. Pesquisar e explicar as formas mais utilizadas para reaproveitamento de rejeito de minério utilizadas atualmente. Contribuir para futuros estudos na área de reaproveitamento de rejeito de minério no Brasil, visto que as informações sobre o assunto são relativamente escassas e nem sempre estas são bem trabalhadas no meio acadêmico. Coletar e analisardados do período de 2002 a 2012, da base da SciELO Brasil, com relação à trabalhos relacionados com o tema: “Rejeitos na área de Mineração, seus reaproveitamento e seus desdobramentos” para verificar assuntos, tais como os métodos mais utilizados para se reaproveitar rejeitos de minério, tipo de rejeito de minério mais estudado e a interface com engenharia de materiais. 6 1.4. Justificativa Uma mineração inicia suas atividades lavrando depósitos de alto teor, sem preocupação em maximizar seu aproveitamento e o material cujo processamento conta com alguma dificuldade vai para os rejeitos. Estes podem conter material bom e recuperável. Ainda hoje, milhões de toneladas de minerais úteis são descartados anualmente para as barragens de rejeitos. O valor dos metais tem aumentado consideravelmente nos mercados mundiais e investimentos milionários está recebendo o Brasil. Nesse contexto a Engenharia tem como proposta resolver problemas para atender as necessidades da sociedade por projetos, instalações, peças, dispositivos, maquinas, indústrias, etc. A motivação para a realização do presente estudo veio do fato de o campus onde foi realizado o presente estudo, estar localizado numa região de mineração. Nesta região, se encontram algumas das maiores empresas mineradoras do mundo como é o caso de empresas de porte mundial como a Vale e a Anglo American, o que motiva os alunos a se interessarem pelo assunto. Na indústria da mineração, frequentemente se encontram grandes jazidas, e a reconstituição da paisagem original é quase impossível por questões do tempo e economia. Porém, por meio da condução adequada das operações de lavra e de um projeto de recuperação, que visem o futuro, a degradação ambiental pode ser reduzida e em alguns casos, até eliminada. Sendo assim, cuidados como, por exemplo, a busca do reaproveitamento de rejeitos industriais deve ser tomada pelas mineradoras e pela a sociedade. 7 2. A ENGENHARIA E O TRABALHO COM REJEITOS DE MINERAÇÃO E REAPROVEITAMENTO Engenharia é uma área de conhecimentos antiga e das mais importantes para a sociedade. Nesta, busca-se a solução para os problemas de produção, construção, transportes, esgotos, armazenamento de alimentos, fabricação de materiais, peças, instalações, comunicação e itens relacionados direta ou indiretamente (BAZZO; PEREIRA, 2008). A Engenharia tem se preocupado com os rejeitos, descartes, poluição e como reaproveitar os materiais provenientes dessas fontes de modo a minimizar os impactos ambientais e gerar renda. Os trabalhos com rejeitos e descartes existem em várias áreas como é o caso da indústria madeireira (DUTRA; SOARES; CARLETTO, 2010). Há trabalhos voltados para a construção civil (PINTO, 1995) e indústria de papel, resíduos oriundos de computadores, plásticos e outros (CATARINO, 2008). O Brasil já é um dos países do mundo onde se pratica a reciclagem e reaproveitamento de resíduos e há uma cultura que favorece esse tipo de atividade. Porém, entre as áreas de atuação humana, uma delas, na qual pode ocorrer a falta de pessoal é a mineração. E, neste caso uma das possibilidades é que o salário dos técnicos e engenheiros voltados para essa atividade pode aumentar substancialmente devido à escassez de mão de obra. O Brasil é um dos maiores produtores de minérios do mundo. A questão da utilização de rejeitos está em pauta em relação à mineração, metalurgia e materiais. Existe um periódico da Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração (ABM) o qual aborda em vários trabalhos publicados, esta questão. (PAWLOWSKY, 1983)(MENEZES; NEVES; FERREIRA, 2002)(PRESOTTI, 2002)(PEREIRA et al. 2005)(KRAEMER, 2006)(MEDINA, 2007)(NOBRE; ACCHAR, 2010). A mineração no Brasil se justifica pela sua grande extensão territorial, associada à presença de matérias-primas e riquezas minerais que tornam o País um grande produtor e exportador desses materiais. A atividade de mineração é um dos meios pelos quais os minerais entram no ambiente (SALOMONS, 1995, SILVA et al, 2004). 8 Entre as finalidades para esses materiais destacam-se: a matéria-prima para indústrias de transformação metalúrgica, siderúrgica, de construção civil, energética, insumos agrícolas e tecnologia. A produção mineral brasileira é uma das maiores e mais lucrativas do mundo, gera bilhões de dólares para a economia nacional e tem crescido muito nos últimos anos, conforme pode ser observado no Gráfico 1, a seguir. Gráfico 1 – Evolução da Produção Mineral Brasileira. (IBRAM, 2011) A Gráfico 1 demonstra a evolução da produção mineral brasileira do período de 1978 até 2011, de acordo com o Instituto Brasileiro de Mineração (IBRAM) (2011). Para 2011 a previsão é de um novo recorde para a produção mineral do Brasil, um total de US$ 50 bilhões, o que significa um crescimento de 500% no período 2001/2011 e um aumento de 20% se comparado ao valor registrado em 2010: US$ 39 bilhões. Assim, a partir do valor da produção mineral brasileira em 2011, mostrará a recuperação definitiva do Brasil ante ao recuo de 2009, 9 gerado pelos efeitos da crise econômica internacional neste período, fenômeno que causou a retração da demanda por bens minerais. Segundo o IBRAM (2011), a produção mineral brasileira continuará crescendo entre 10% e 15% nos próximos três anos, devido ao processo de urbanização mundial e ao crescimento das economias emergentes. A indústria extrativa mineral e de transformação mineral é de extrema importância econômica no mundo todo, assim como no Brasil, pois além de contribuir com importantes insumos para a economia nacional, gera muito emprego e, assim, representa um papel fundamental na história e na ocupação territorial do país. É importante se conhecer o que é o reaproveitamento de minérios e a seguir, realizar a leitura de trabalhos da área e o entendimento do que já foi realizado anteriormente. 2.1. A Produção Mineral Brasileira A extração de minérios é responsável por cerca de 3% do PIB do país, porém considerando as etapas que envolvem a transformação do mineral, chega a 29%. Acrescentando-se as etapas de produção dos setores que utilizam produtos minerais beneficiados, como a indústria automobilística, eletroeletrônica, de eletrodomésticos e da construção civil, participam em até 40% na economia do Brasil (ROCHA; SANTOS, 2011). O subsolo brasileiro possui importantes depósitos minerais. Parte dessas reservas é considerada expressiva quando relacionadas mundialmente. A produção mineral brasileira é diversificada e abrange principalmente 70 substâncias minerais (DNPM, 2010). Este fato é razoável considerando-se a história da mineração no Brasil e também a extensão territorial que é próxima de um continente. Em relação aos outros países, o Brasil possui a maior reserva de nióbio, com 83,3% das jazidas existentes; a terceira maior reserva de bauxita, com 12,2 %; a quarta maior reserva de caulim, com 9,3%; a quinta maior reserva de minério de ferro, com 8,3% e também a sexta maior de estanho, com 7,5% (ROCHA; SANTOS, 2011). O Brasil detém um dos maiores patrimônios minerais e é um dos maiores produtores de minérios, com expressiva produção de diversos minerais, demonstrando a importância da 10 mineração neste país. A Tabela 1 apresenta a posição brasileira em relação à mundial com relação à reservas minerais. Tabela 1 – Posição nacional quanto às reservas e produções de bens minerais no mundo (2010). Posição Substância mineral Participação na Reserva mundial (%) Posição Substância mineral Participação na Produção mundial (%) 1º Nióbio 98,4 1º Nióbio 91,9 2º Tântalo 59,0 2º Tântalo 15,5 3º Estanho 9,6 3º Ferro 16,5 4º Ferro 11,5 4º Bauxita 13,9 5º Bauxita 7,0 5º Estanho 3,9 Fonte: DNPM (DIPLAM). A Tabela 1 anterior refere-se aos dados de participação na produçãomundial de 5 substâncias minerais do Brasil de 2010 feitos pelo Departamento Nacional de Produção Mineral (DNPM) e pela Diretoria de Planejamento e de Desenvolvimento da Mineração (DIPLAM), expostos em Agosto de 2011 na Rede Nacional de Informações (RENAI). A posição do Brasil, quanto às reservas de alguns bens minerais: Nióbio (1º), Tântalo (2º), Estanho (3º), Ferro (4º), Bauxita (5º). Em relação a produção mundial, a posição do Brasil é a mesma para Nióbio e Tântalo, Ferro (3º), Bauxita (4º), Estanho (5º). Apesar da grande importância para o país e para a sociedade como um todo, a atividade de mineração, assim, como toda exploração de recurso natural, provoca grandes impactos no meio ambiente seja no que diz respeito à exploração de áreas naturais, seja na geração de rejeitos. Estes últimos ocorrem devido a constantes demandas das indústrias e processos de beneficiamento cada vez mais eficientes, que geram maiores quantidades de minerais extraídos e, consequentemente, maiores volumes de rejeitos serão gerados, tendo assim uma imagem negativa diante da maior parte da população brasileira. 11 Segundo D'Agostino (2008) o Gráfico 2, a seguir, mostra o quadro de produção de rejeito no Brasil, estimado a partir dos dados do Anuário Mineral Brasileiro (DNPM, 2001) referente às 22 principais substâncias minerais da produção brasileira, por meio da expressão: Bruta Produçãoa)Beneficiad Produção - Bruta (Produção (1) Apesar de ser um valor generalista do volume de rejeitos sem levar em consideração as características locais das lavras e seus depósitos, este mostra os volumes totais produzidos para este tipo de material. Gráfico 2 – Estimativa do percentual de rejeito de mineração. (modificado - DNPM, 2001, citado em D'AGOSTINO, 2008) Observa-se pelo Gráfico 2 que há materiais como é o caso do ouro que conta com forte trabalho de recuperação de rejeitos e o passo que o calcário é pouco aproveitado fato que possivelmente está relacionado com questões econômicas relacionadas ao trabalho de recuperação e reaproveitamento de rejeitos da mineração. Há um investimento na mineração brasileira, o qual pode ser observado no Gráfico 3, a seguir. 12 Gráfico 3 – Evolução dos investimentos do setor mineral nacional para alguns minérios. (IBRAM, 2011) O Gráfico 3 mostra a evolução dos principais investimentos do setor mineral nacional para vários minérios, projetados para o período de cinco anos a partir de 2010 e de 2011. Os valores previstos pelo instituto, juntamente com as mineradoras, mostra um investimento expressivo de US$ 68,5 bilhões para a área de mineração no período de 2011-2015, que representa um aumento de 10,5% comparado ao período anterior (2010-2014). Pelo gráfico, também, se vê que o minério de ferro é o principal alvo de investimentos, 65% do total, para os períodos. O Brasil é um grande fornecedor mundial de recursos minerais, muito embora haja também o próprio consumo no país por meio de grandes usinas siderúrgicas, fábricas de alumínio e de outros materiais em processos industriais. Nos processos industriais, frequentemente, são gerados rejeitos ou materiais descartados, os quais necessitam de uma destinação para se evitar seu acúmulo e muitas vezes a causa de poluição (SHITSUKA et al, 2009). 13 Os rejeitos industriais e de mineração podem se tornar um problema para as sociedades e, por conseguinte, para as empresas. 2.2. Definição de rejeito A mineração geralmente é um tipo de indústria na qual se inicia as atividades com processos de lavra em depósitos de alto teor do material que se busca, por exemplo, ouro, ferro ou alumínio. Nessa etapa, ainda não há a preocupação em maximizar seu aproveitamento. Com isso, são enviadas milhões de toneladas de minerais para as barragens de rejeitos (ROCHA, 2009). Na mineração trabalha-se com um conjunto de operações as quais incluem a lavra, transporte, tratamento, concentração e transformação do minério para alcançar alguma finalidade. A lavra como também as outras operações da mineração têm que ser economicamente viáveis senão as empresas não realizam a exploração mineral. Quando a exploração não permite a recuperação de material de forma lucrativa, isto é, que cubra as despesas com as instalações, processos, mão-de-obra, registros, impostos e taxas, as empresas tendem a deixar o rejeito esperando que no futuro surjam outras técnicas de recuperação mais econômica. O passo seguinte é o tratamento do minério que enriquece o mesmo por métodos físicos ou químicos e neste processo se separa o mineral em: concentrado e rejeitado. Este é colocado em diques ou barragens para possível aproveitamento posterior. 2.3. Caracterização de rejeitos A caracterização dos rejeitos de mineração é a determinação de suas características de modo qualitativo e quantitativo e isso é realizado em laboratórios adequados. Para se caracterizar é preciso saber a origem, os elementos formadores e as características em termos de granulometria, resistência, densidade, composição química etc. Para se realizar esse trabalho utilizam-se algumas normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) 14 como é o caso da: ABNT NBR10004:2007 – Resíduos sólidos – Classificação; ABNT NBR10006:2004 – Procedimento para obtenção de extrato solubilizado de resíduos sólidos; ABNT NBR10007:2004 – Amostragem de resíduos sólidos. Rejeitos de minério de ferro são armazenados como polpa, mas antes podem ser trabalhados em outros processos de espessamento gerando pastas ou rejeito a granel (FERREIRA, 2007). Os ensaios sejam em laboratório ou mesmo em campo são importantes para a caracterização dos rejeitos, os quais com base nos resultados vão ser úteis para se definir o tipo de infraestrutura de transporte por via rodoviária, ferroviária e de armazenamento. (GOMES, 2002, ALBUQUERQUE, 2004, FERANDES, 2005). As instalações de processamento de rejeitos para recuperação de materiais são dimensionadas com base nas características mencionadas e elas vão fazer parte da infraestrutura mencionada. Desse modo, as porcentagens de frações de sólidos e líquidos vão influenciar o tipo de rejeito, isto é, suas características reológicas (NAVARRO, 1997, BRETAS, 2000, NASCIMENTO, 2008) e, por conseguinte, estas serão importantes no dimensionamento dos motores das instalações. O emprego de conhecimentos técnico-científicos sobre rejeitos de minério os quais contam com heterogeneidade de características que são decorrentes do tipo de minério e do processo de tratamento e dos locais de lavra possibilita determinar o tamanho das instalações, selecionar os processos e fazer o dimensionamento como mencionado anteriormente. As variações de litologia1 no maciço rochoso da jazida e em processos de beneficiamento do minério podem causar variações nas características dos rejeitos, e este é o caso das mudanças de volumes produzidos, granulometria, variação de densidade, ângulo das arestas e arredondamento dos grãos que compõem o rejeito (D’AGOSTINHO, 2008). Observa-se que existem vários fatores que podem causar as variações das características dos rejeitos e que estas acabam tendo influência na forma como serão transportado e armazenado esses materiais. 1 O termo litologia pode se referir à ciência que tem por objeto a formação das rochas sedimentares, sua constituição e distribuição pelo globo terrestre (MICHAELIS, 2013). 15 2.4. Reaproveitamento do rejeito Para reaproveitamento de rejeitos empregam-se a instalação de tratamento de rejeitos, tratamento de efluentes, tratamento de águas subterrâneas contaminadas, uso de canaletas de drenagem e a arborização de áreas. As discussões sobre o assunto são relativamente escassas e este foi um dos motivos de se realizar a pesquisa em busca de mais informações que nem sempresão bem trabalhadas no meio acadêmico. Como exemplo, na Vale, quando o material dos rejeitos é muito rico em minério de ferro, existe a possibilidade de tentar realizar a recuperação deste material, caso contrário, quando grande parte do rejeito é sílica, este pode ser utilizado na construção civil. Normalmente, o que determina as opções são padrões internos que trazem a experiência acumulada pela empresa e os cálculos dos fatores econômicos. A engenharia de materiais também entra com um papel importante, desenvolvendo formas de processamento e de reutilização dos materiais dos rejeitos em novas aplicações. 2.5. Investimentos em Mineração no Brasil A Figura 1 apresenta por meio de círculos as áreas de mineração no Brasil. O tamanho é proporcional a quantidade de mineração existente. Observam-se duas grandes províncias minerais que se sobressaem: são os Estados de Minas Gerais e o do Pará. Em menor escala, há também a Bahia e o Rio de Janeiro. No presente estudo, limitou-se ao Estado de Minas Gerais por se tratar do Estado com a maior quantidade de exploração mineral além de contar com as minerações mais antigas, que contam com experiência centenária. Não se optou em trabalhar com dados do Estado do Pará pelo fato da mineração nessa região ser recente. Contou-se também com estudos no Estado de São Paulo pelo fato do mesmo ser um grande consumidor de materiais e contar com boa tradição industrial. 16 Figura 1 – Principais Investimentos na Mineração brasileira. (IBRAM, 2011) Sendo um país com muitos recursos minerais, diferentemente dos países do Velho Mundo (Europa), Estados Unidos, Japão e China torna-se razoável que existam investimentos na área mineral brasileira. Observa-se a predominância da mineração na região entre Minas Gerais e São Paulo e secundariamente no Estado do Pará. 3. METODOLOGIA A pesquisa exploratória se caracteriza por ser uma pesquisa inicial sobre um tema e que envolve os levantamentos de dados e entrevistas (SEVERINO, 2007). Realizou-se uma pesquisa exploratória na qual se realiza o levantamento por meio de fontes indiretas e diretas. As primeiras se referem ao levantamento bibliográfico por meio do periódico da Revista ABM que é uma revista de uma associação antiga e conceituada que é a Associação Brasileira de Metalurgia, Materiais e Mineração (ABM) a qual conta com cerca de 70 anos de existência. 17 Outra fonte de pesquisas foi o banco de teses e dissertações CAPES, o qual permitiu localizar periódicos de quatro grandes universidades brasileiras: duas do Estado de São Paulo (SP) e outras duas do Estado de Minas Gerais (MG). Nestas procurou-se os trabalhos publicados em relação ao assunto. A terceira fonte de pesquisas foi o SciELO Brasil, e a última fonte foi por meio de entrevistas com executivos da área mineral. Procurou-se preservar o nome das instituições e pessoas por questões éticas. O levantamento de dados por meio de pesquisa qualitativa e quantitativa muitas vezes torna-se necessário para se complementar as informações (SEVERINO, 2007, YIN, 2010). No presente estudo além das informações quantitativas das revistas e universidades, também se realizou estudos qualitativos que foram obtidos por meio de entrevistas de executivos da área mineral por meio de questões abertas conforme explicitado nos resultados. Contou-se com executivos da indústria mineral de três empresas diferentes: uma ligada à exploração de minério de ferro e dois outros ligados à exploração de não ferrosos. Foram feitas as seguintes perguntas aos executivos da área de mineração: 1) A tendência em reaproveitar os rejeito de minério vai ser maior, menor ou igual nos próximos anos? Por quais motivos? 2) Qual é a formação do profissional selecionado para trabalhar com rejeitos na área de mineração? 3) Quais são as formas mais utilizadas para reaproveitamento de rejeito de minério? Por quê? Os levantamentos de dados seguiram-se de análises conforme será apresentada no item seguinte. 4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1. Reaproveitamento de Rejeitos no Brasil Com as fontes de pesquisa do SciELO Brasil e banco de Teses da CAPES, foi elaborado pelo autor a tendência em reaproveitar os rejeitos de minério no Brasil (Tabela 2). 18 Tabela 2 – A tendência em reaproveitamento de rejeitos de minério no Brasil (2012). *Minério\ ano MG 1 ano MG 2 ano SP 1 ano SP 2 ano SciELO Brasil total 14 16 2007, 1998 4 11 14 chumbo 2007 1 2004 1 zinco 1993 1 2007 1 1999 1 2008 1 ouro 2011, 1995 2 2003 1 1999 1 1998 1 2004, 2002 2 fosfato 2011 1 2006 1 1998 1 2006, 2005, 2000 3 sulfeto 2009 1 ferro 2010, 2009, 2008, 2007, 2007, 2005, 1996 7 2010, 2009, 2009, 2008, 2004, 2004, 2004, 2003 8 2008, 2008 2 2012, 2011, 2010, 2009, 2008, 2008, 2008, 2004 8 bauxita 2009, 1996 2 2011 1 2009, 1991 2 2009 1 manganês 2010, 2007, 2005 3 2008, 2005 2 urânio 2008, 2004 2 tungstênio 1989 1 cobre 2011 1 Fonte: elaborado pelo autor. *Obs: Minério: Tipo do rejeito de minério. Não sendo necessariamente o material no qual é reaproveitado, e sim o minério do qual se surgiu esse rejeito. Barragens são mais simples, pois nela se faz somente o represamento do material rejeitado nos processos principais de processamento do minério (FERNANDES; SANTOS 2008). Neste trabalho desconsiderou-se barragem de rejeitos pelo fato dele só estocar o material e não ter um tratamento de rejeito ou efluente. Procurou-se trabalhar com processos 19 “ativos” nos quais existe o processamento, instalações, máquinas, equipamentos e trabalho de engenharia materiais e outras. Categorização por tipo de material do rejeito Categorizando por tipo de minério, observou-se que existe mais trabalho sobre minério de ferro, em torno da metade dos trabalhos em MG. Este fato aponta que o minério de ferro é muito importante neste estado, ao passo que em SP a sua importância não é tão intensa. Observa-se em SP uma quantidade de trabalhos voltados para a tecnologia nuclear tanto do urânio quanto de chumbo, no total de 4 trabalhos. O manganês é um material muito utilizado na indústria siderúrgica, e ele contou com trabalhos no estado de MG e nenhum em SP, mostrando também a vocação da indústria mineira voltada à siderurgia. Com relação aos outros minerais não se observou tendências específicas. Categorização por região Observou-se que a maior densidade de trabalhos sobre rejeitos se encontra no estado de MG, no qual tudo indica que este apresenta uma vocação forte para a mineração. Em seguida vêm os trabalhos no estado de SP. Em MG, os trabalhos se encontram distribuídos de modo mais homogêneo do que nas instituições de SP. Neste estado os trabalhos estão mais localizados na instituição MG 2. Categorização por ano Nos últimos anos, observa-se um ligeiro aumento na quantidade de trabalhos nos trabalhos acadêmicos nas instituições apresentadas. O ano de 2012 ainda não havia se completado na época da realização dos levantamentos. Categorização pela base SciELO Brasil De modo geral, a base SciELO Brasil seguiu as mesmas tendências em relação aos trabalhos observados em MG. Curiosamente, os trabalhos sobre rejeitos voltados a indústria nuclear, típicos de trabalhos em SP, não apareceram na base SciELO. Tal fato pode estar 20 relacionado com a forma de indexação ou classificação, dos trabalhos nesta base, de modo que estes trabalhos podem estar classificados em outras áreas da base. 4.2. Entrevista com executivos da área de mineração Em relação às questões houve as seguintes respostas. Executivo 1: 1) Maior. O motivo é a viabilidade econômica: que envolve os novos métodos de separaçãoe concentração de finos e ultrafinos, bom teor de minerais e elementos aproveitáveis no rejeito, questões ambientais, escassez de minérios "in situ" com teores que resultem aproveitamento econômico etc. Comentário: Este executivo da área da mineração apontou para o crescimento na quantidade de reaproveitar os rejeitos de minério para os próximos anos. Em princípio, este fato deveria estar relacionado a um aumento esperado de trabalhos nesta área para os próximos anos. Pela Tabela 2, conforme a análise realizada observou-se um ligeiro aumento na quantidade de trabalhos acadêmicos nos últimos anos. Em princípio este fato parece ser coerente com a resposta do executivo 1. 2) Engenheiro de Minas, Engenheiro Metalúrgico, Engenheiro Químico, Engenheiro Ambiental, Geólogos e Engenheiro de Materiais. Comentário: Tradicionalmente existem profissões que tem atuado na área de mineração e rejeitos, e o profissional de Engenharia de Materiais é relativamente novo em comparação as outras profissões mencionadas pelo entrevistado. O Engenheiro de Materiais aprende em caracterizar minérios, realizar análises químicas e trabalhar no processamento e obtenção de materiais necessários para a sociedade, sejam eles metais, cerâmicas, polímeros e compósitos (VLACK, 1996, CALLISTER, 2006). 21 3) Rejeito de minério, quando é reaproveitado, na maioria das vezes, tem valor econômico, se tem valor econômico torna-se minério. Ser vendido como minério é a principal forma de reaproveitamento. Podem-se separar também minerais valiosos (ouro, metais nobres). Outra alternativa é a blendagem com minérios ricos ou fazendo um produto misto usado na metalurgia, por exemplo. Comentário: Tecnicamente a exploração dos rejeitos conta com diversos processos e tudo indica que o aumento na quantidade de exploração de rejeitos é governado pelo fator econômico conforme foi afirmado pelo executivo 1. Executivo 2: 1) A tendência é que o aproveitamento aumente. É claro que haverá uma tendência em reduzir o teor de ferro no rejeito e os novos projetos que estão em implantação aqui favorecem esta queda. Comentário: Assim como o executivo 1, este executivo também indicou a tendência de crescimento no reaproveitamento de rejeito de minério para os próximos anos. Este executivo, no entanto voltado para a indústria extrativa de minério de ferro. Neste caso, o executivo não mencionou a questão econômica que pode estar embutida, mas este falou sobre a tendência em diminuir o teor de ferro no rejeito, ou seja, realizar tratamento que enriqueçam mais os concentrados. Tal executivo também mencionou a existência de novos projetos para que os mesmos entrem em operação será necessário a contratação de profissionais para trabalhar nos mesmos. 2) Engenharia de Materiais ou Química. Comentário: Observa-se que este executivo menciona dois profissionais que são indicados para trabalhar com a recuperação de rejeitos de minério. Torna-se interessante que as instituições de ensino destas áreas também preparem profissionais para atender estas expectativas deste mercado. 22 3) Como grande parte do rejeito é sílica, este pode ser utilizado na construção civil. Comentário: No caso, o executivo comentou sobre rejeito de ferro. É interessante que mesmo rejeito com baixo teor de minério pode ser utilizados na construção civil em obras de pavimentação, construção de edifícios, pistas de aeroportos e outros. Executivo 3: 1) A tendência é o aumento no reaproveitamento de rejeitos de minério, principalmente por fatores técnicos e econômicos. Em termos técnicos as novas usinas e processos viabiliza a recuperação de minério em geral. Em termos econômicos a medida que as minas antigas são esgotando seus veios, torna-se viável o processamento dos rejeitos. Comentário: Este executivo da mineração de estanho não foi específico para nenhum tipo particular de minério, mas é provável que esteja se referindo a um material com o qual trabalha. 2) Eng. de Minas ou Eng. de Materiais. Comentário: Este executivo também apontou para a formação do profissional de matéria como sendo interessante para o trabalho com processamento de rejeito de minério. 3) Para se reaproveitar os rejeitos é necessário construir instalações de processamento ou plantas que trabalham com processos físicos e químicos voltados para extração do mineral desejado. Normalmente, os processos envolvem a separação em jigs e peneiras, tratamento magnético, flotação e outros meios conhecidos. Os rejeitos que não podem ser recuperados podem contar com a destinação na construção civil. Comentário: Este executivo também fez seus comentários de modo geral e apontou para o fato de que os rejeitos após os processamentos possíveis ainda poderão se empregados na construção civil, de modo semelhante ao executivo 2. Acredita-se, desta forma, que a quantidade de trabalhos sobre a utilização de rejeitos empobrecidos, para a construção civil, possa aumentar em quantidade, para os próximos anos. 23 Executivo 4: 1) Há tendência em se reaproveitar rejeitos de baixo teor, assim como a revista Minérios & Minerales fala que vai aumentar no futuro. Especialmente em cobre por a recuperação do ouro e porque agora podem beneficiar minério com menos de 0.5%. Comentário: Este executivo trouxe a importante opinião sobre não ferrosos, que é o caso do ouro e do cobre. Nestes casos a melhoria dos processos, ao que tudo indica, permite que se beneficiem rejeitos com teores baixos da ordem de menos que 0,5%. Em princípio os pesquisadores e engenheiros das empresas estão trabalhando para que este tipo de recuperação ocorra também para outros materiais. 2) Basicamente tem que ter engenharia. Comentário: Existem várias modalidades de engenharia sendo que as principais para este tipo de atividade incluem os engenheiros de mineração, engenheiros civis, engenheiros de materiais, engenheiros de produção, engenheiros químicos e engenheiros metalúrgicos. O fator determinante é muitas vezes no interesse do profissional, suas áreas de especialização e experiência profissional. 3) Reaproveitar os depósitos de rejeito existentes nas lavras com métodos standart de escavação e transporte. No cobre e possível aplicar métodos com produtos químicos no local dos rejeitos. Comentário: O respondente inicialmente trabalhou algumas ideias gerais para reaproveitamento e a seguir voltou para sua área que tudo indica ser de cobre. Nas entrevistas, os executivos desta pesquisa apontaram no sentido do crescimento na quantidade de trabalhos e serviços voltados para reutilização de rejeitos minerais. Tal tendência mostrou-se coerente com a observada na quantidade de trabalhos científicos: teses, dissertações e trabalhos na área. 24 Há indícios de que alguns executivos pesquisados consideram os engenheiros de materiais entre os profissionais que atuarão nesta área. Para que os trabalhos de recuperação de rejeitos aconteçam nos próximos anos já existem projetos em andamento para desenvolvimento de instalações de processamento desses materiais. Além disso, é preciso desenvolver-se e trabalhar com métodos que possibilitem a boa recuperação dos rejeitos. Em última análise, os rejeitos dos rejeitos, ou seja, os rejeitos que já foram reprocessados de modo exaustivo ainda podem ser utilizados como material de construção civil. Há ainda a possibilidade dos engenheiros de materiais pesquisarem materiais compostos que envolvam o aproveitamento e aplicação dos rejeitos. 4.3 Base SciELO Em consulta a base de dados Scientific Electronic Library Online - Brasil (SciELO- Brasil), encontrou-se 21 artigos originais sobre rejeito(s) de minério. Após uma análise criteriosa desses trabalhos constatou-se que alguns deles não eram de relevância para um estudo sobre o tema.Sendo assim, 7 artigos foram excluídos e, esta revisão foi baseada em 14 estudos. Categorização dos trabalhos A Tabela 3 apresenta dados de categorização realizada em relação às principais ideias observadas nos trabalhos. 25 Tabela 3 – Categorização dos trabalhos (2012). nº Categorização dos trabalhos 1, 2, 5, 10, 11, 14 Outro setor industrial reaproveitar o rejeito ao aplicá-lo como substituto de outro material (1 argamassa, 14 clínquer, 2 revegetação) através de caracterização, para melhorar suas propriedades (1 resistência) ou para melhor produção e gerar ganho ambiental (5 ferro e concentrado de titânio tem potencial utilização como um aditivo de cimento Portland e a sílica pode ser utilizado como um suplemento para a manutenção de estradas na mina)(10 retenção de arsênio em solos)(11 estudos de concentração de finos de minério de manganês para utilizá-los na metalurgia). 13 Adicionar o rejeito em outro material (13 cerâmica argilosa) para alterar (13 microestrutura) esse material, e melhorar a qualidade (13 redução da porosidade aberta) e gerar ganho ambiental. 12 Reaproveitar o rejeito no próprio setor industrial da mineração (12 barragens de rejeito), para gerar ganho ambiental. 3, 4, 5, 7, 8, 9 Caracterizar o rejeito proveniente minério (3, 4, 9 de ferro; 5 bauxita; 7 manganês; 8 zinco), para avaliar por meio de processos de recuperação qual o melhor método de recuperação. 6 Reaproveitar parte do rejeito (6 amina) no próprio processo para gerar ganho ambiental Fonte: elaborado pelo autor. Onde: 1 Aristimunho; Bertocini (2012), 2 Silva et al (2004), 3 Gomes; Pereira; Peres (2011), 4 Rocha; Peres (2009), 5 Kurusu et al (2009), 6 Araujo et al (2008), 7 Lima; Vasconcelos; Silva (2008), 8 Russo et al (2008), 9 Borges; Luz; Ferreira (2008), 10 Ladeira; Ciminelli; Nepomuceno (2002), 11 Reis; Lima (2005), 12 Ribeiro; Albuquerque Filho (2004), 13 Souza; Vieira; Monteiro (2008), 14 Andrade et al (2010). 26 Observou-se que a quantidade principal de trabalhos no período considerado, concentrou-se em trabalhos sobre caracterização principalmente de minério de ferro e houve alguns trabalhos sobre novos processos de recuperação de metais. Em segundo lugar em quantidade vieram os trabalhos sobre reaproveitamento de rejeitos como substitutos para outros materiais e em aplicações como, por exemplo, em metalurgia. Outra constatação foi relacionada ao fato do Estado do Pará ser a segunda região em termos de produção e no então não apresentou trabalhos na área considerada. Uma das razões para este fato pode estar relacionado a esta província mineral ser relativamente recente em relação, por exemplo, a Minas Gerais que conta com séculos de exploração e universidades centenárias como é o caso da Universidade Federal de Itajubá que está completando o centenário e a Universidade Federal de Ouro Preto que foi criada em 1969 a partir de duas instituições de ensino superior mineiras, que eram centenárias: Escola de Farmácia e a Escola de Minas. No caso do Estado do Pará, tudo é muito recente e ainda está se estruturando tanto em termos econômicos como também em termos de instituições de ensino superior e de produção científica e técnica na área mineral. Com a necessidade em se buscar sustentabilidade nos negócios e no ambiente torna-se atrativo a busca pelo emprego desses materiais os quais no passado, muitas vezes, eram desperdiçados, mas que a medida que passa o tempo, tem-se mostrado crescentemente atrativos, econômicos e sustentáveis para diversas aplicações necessárias pela sociedade. 27 6. CONCLUSÃO Tudo indica que a mineração está se expandindo no Brasil com exploração crescente em quantidade e, por conseguinte há também um aumento na quantidade de rejeitos e reaproveitamento dos mesmos para os próximos anos. Entre os executivos levantados, houve a concordância na questão do aumento no processamento e utilização dos rejeitos de todos minerais. A literatura também aponta para um ligeiro crescimento na quantidade de trabalhos para a área considerada nos últimos anos. Com a exaustão das reservas de alto teor faz-se necessário o aproveitamento de depósitos nos quais a liberação das espécies minerais ocorre em granulometrias finas, tornando mais onerosas as operações de fragmentação e mais complexas as de concentração. Atualmente, a reutilização e disposição final de resíduos ou subprodutos da mineração passaram a ser encarada não mais como uma alternativa para redução de custos, mas como uma necessidade, de forma a eliminar ou minimizar problemas de cunho ambiental. Com a redução da disponibilidade de materiais naturais devido a novas exigências e limitações impostas pelos órgãos governamentais na execução de obras de engenharia, ganha importância o estudo da utilização destes materiais. Há indícios observados nos profissionais respondentes nesta pesquisa de que o mercado começa reconhecer os engenheiros de materiais para área de reaproveitamento de rejeitos, que pode ser considerada como sendo matéria prima de processos e aos poucos passa a ser considerada como material. Realizou-se uma pesquisa sobre trabalhos de rejeitos minerais e seu reaproveitamento no Brasil e possíveis tendências levantando-se a opinião de executivos da área mineral, acerca da produção científica de algumas das principais universidades com algum viés na área considerada e em algumas das principais fontes de informação desta área e num período de dez anos. O Estado do Pará apesar de contar com grande produção mineral ainda conta com poucos trabalhos nesta área e isso se deve ao fato de ser uma província mineral de exploração relativamente recente ao passo que Minas Gerais conta com séculos de exploração mineral e com instituições de ensino superior centenárias. 28 Sugere-se para trabalhos futuros que se realizem novos trabalhos cobrindo outros vieses relacionados ao reaproveitamento de rejeitos minerais como é o caso de trabalhos voltados para o levantamento de mais fontes, de outros minerais e de processos para melhorar o reaproveitamento específico de materiais. 29 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS2 ABRÃO, P. C. Sobre a deposição de rejeitos de mineração no Brasil. In: Simpósito sobre Barragens de Rejeitos e Disposição de Resíduos Industriais e de Mineração. A. A. CBGB (Ed.). REGEO’87. ABMS/ ABGE/ CBGB. Rio de Janeiro, RJ. P.1-10. 1987. AMARAL, J. E.; KREBS, A. S. J. 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