Aula 4 - Minerais

Prévia do material em texto

Universidade Federal de Alagoas 
Campus do Sertão – Delmiro Gouveia 
Curso de Engenharia Civil 
Minerais 
 
Introdução 
• Os processos relativos ao meio ambiente e que são objetos 
de estudo da Gestão Ambiental ocorrem na superfície da 
Terra -> crosta terrestre. 
• A crosta é formada por rochas, que são agrupamentos de 
minerais. 
• Minerais são elementos ou compostos de origem natural, 
sólidos e inorgânicos, com estrutura cristalina, e que 
possuem uma composição química bem definida - ou seja, 
é possível determinar com precisão os elementos que 
compõem um mineral. 
• “Estrutura Cristalina” = com arranjo atômico interno 
tridimensional (átomos distribuídos de forma 
ordenada). 
Introdução 
• Mineralogia: é a ciência que estuda as propriedades, 
composição, maneira de ocorrência e gênese dos 
minerais. 
• Mais de 1500 espécies de minerais. A maioria com 
ocorrência muito restrita. 
• Os mais frequentes na Litosfera representam um 
grupo pequeno. 
Introdução 
• Os de interesse para a Engenharia Civil representam 
um grupo menor ainda. 
• São constituintes básicos das rochas, e 
consequentemente da Litosfera. 
Importância dos Minerais 
• Presentes em praticamente todos os ramos da 
atividade humana e possuem muitas utilidades. 
• Mais de 50% dos materiais utilizados pelo ser 
humano são derivados ou obtidos diretamente de 
espécies minerais. 
• Os minerais estão quase sempre presentes através de 
sua: 
 Interação direta com as obras (por serem 
constituintes básicos de rochas, solos e 
sedimentos); 
 Participação como materiais de construção. 
Importância para a Engenharia Civil 
ROCHA: 
GRANITO 
Quartzo 
SiO2 
Ortoclásio 
(Feldspato) 
KAlSi3O8 
Biotita 
K(Mg,Fe)3(OH,F)2(Al,Fe)Si3O10 
- Origem natural 
- Sólidos 
- Inorgânicos 
- Composição química definida 
- Estrutura cristalina 
• Propriedades Físicas 
• Propriedades Morfológicas 
• Propriedades Químicas 
Propriedades dos Minerais 
Propriedades Físicas 
Traço 
• Definição: é a propriedade de o mineral 
deixar um risco de pó, quando friccionado 
contra uma superfície não polida de 
porcelana branca; 
- a cor do traço de um mineral não coincide 
sempre com a sua cor. Exemplo: A Hematita 
é um mineral preto e cinzento, e produz 
traço vermelho-sangue. 
- diferentes variedades da mesma espécie 
mineral exibem sempre o traço com a mesma 
cor; 
- o traço é uma propriedade constante, 
enquanto que a cor pode ser uma 
propriedade variável. 
• Clivagem: tendência de alguns minerais se 
fragmentarem devido à aplicação de uma força mecânica 
segundo superfícies planas e brilhantes, de direções bem 
definidas e constantes. 
Propriedades Físicas 
Fratura: 
• Quando os minerais não se 
partem em planos, mas 
segundo uma superfície 
irregular; 
• as superfícies de fratura não 
se repetem paralelamente a 
si mesmas e podem 
apresentar diferentes 
aspectos. 
 
Propriedades Físicas 
Propriedades Físicas 
• Dureza 
- resistência que o mineral oferece ao ser riscado 
(sulcado) por outro mineral ou por determinados 
objetos. 
- é condicionada pela estrutura e pelo tipo de ligações 
entre as partículas e, por isso, pode variar com a 
direção considerada 
- a determinação da dureza dos minerais é feita em 
relação aos termos de uma escala de dureza 
 
 
• Dureza: escala de dureza de Mohs 
- Constituída por 10 minerais, colocados em ordem crescente de dureza, 
desde o menos duro (talco) até o diamante (mais duro) 
 
 
- qualquer mineral da 
escala risca todos os que 
estão abaixo dele, mas 
não é riscado pelos 
mesmos 
Propriedades Físicas 
• Hábito: forma ou conjunto de formas que um mineral pode 
assumir 
 
 
Propriedades Morfológicas 
• De acordo com a sua composição química, os minerais 
podem ser classificados em óxidos, silicatos, sulfatos, 
carbonatos, sulfetos etc. 
 
 
Propriedades Químicas 
 
Minérios -> 
importância econômica 
• Formação a partir da cristalização do magma: 
 
 
 
 
• Formação a partir da precipitação de sais: 
Origem dos Minerais 
Material fundido quente, mais ou menos viscoso; 
 Rico em cátions de K, Ca, Mg, Fe, Na... 
 Temperatura varia entre 600˚C e 1400˚C 
• Formação a partir de hidrotermalismo: 
Origem dos Minerais 
Migração de soluções quentes ricas em íons, vindas do 
manto 
• Formação a partir do intemperismo: 
Origem dos Minerais 
 Alterações físico-químicas de uma rocha, transformando 
minerais primários em novos secundários 
Ortoclásio 
(Feldspato) 
KAlSi3O8 
2 KAlSi3O8 + 11 H2O → Si2Al2O5(OH)4 + 4H4SiO4 + 2K
+ + 2OH- 
Caulinita 
Classificação dos minerais 
• Composição da crosta terrestre (% peso) 
 
O - 46,6 
Si - 27,7 
Al - 8,1 
Fe - 5,0 
Ca - 3,6 
Na - 2,8 
K - 2,6 
Mg - 2,1 
TOT - 98,5% 
Classificação baseada na composição química 
• ELEMENTOS NATIVOS 
- Estado nativo: estado natural de um elemento químico sob a forma 
de substância simples, ou seja, um elemento se encontra no estado 
nativo quando não agregado a outro elemento para formar um 
composto. 
Classificação dos minerais 
Ouro Prata Cobre 
• HALETOS 
- Cl-, F-, Br- = predominância de ânions halogênicos 
- Formam estruturas de alta simetria: isométricas 
Classificação dos minerais 
Fluorita – CaF2 Halita - NaCl Silvita - KCl 
• SULFETOS 
- Presença de ânion S- na estrutura 
- Classe que inclui a maioria dos minérios 
Classificação dos minerais 
Calcocita – Cu2S 
Pirita – FeS2 
Bornita – Cu5FeS4 
Esfalerita – ZnS 
Galena– PbS 
• CARBONATOS 
- Presença do grupo aniônico CO3
-2 
- O radical carbonato em presença do íon H+ torna-se instável e decompõe-
se, gerando o CO2, uma vez que esta estrutura é mais estável, produzindo a 
reação de efervescência quando os carbonatos são atacados por ácidos. 
Classificação dos minerais 
Dolomita - CaMg (CO3)2 
Calcita - CaCO3 Rodocrosita- MnCO3 
• FOSFATOS 
- Presença do grupo aniônico (PO4)
-2 
- Mais raros devido à pequena abundância na crosta terrestre 
Classificação dos minerais 
Apatita - Ca5(PO4)3(F,OH,Cl) 
Brasilianita - NaAl3(PO4)2(OH)4 
• ÓXIDOS 
- Presença do grupo aniônico O2- 
- Constitui as principais jazidas de minério de ferro (hematita, 
magnetita), de cromo (cromita); manganês (pirolusita, manganita), 
e de estanho (cassiterita) 
Classificação dos minerais 
Hematita – Fe2O3 
Especularita Cassiterita – SnO2 
Cromita 
FeCr2O4 
• HIDRÓXIDOS 
- Presença de hidroxila OH- 
- Minerais de alteração 
Classificação dos minerais 
Gibbsita - Al(OH)3 
Bauxita - mistura de 
gibbsita, diásporo e 
boehmita 
Limonita 
Fe(OH)3.nH2O 
• SILICATOS 
- Classe de maior importância: constituem 25% dos minerais 
conhecidos e quase 40% dos minerais comuns 
- Correspondem a 95% do volume da crosta terrestre: 
Classificação dos minerais 
59,5% feldspatos 
16,8% anfibólios e piroxênios 
12% quartzo 
3,8% micas 
Outros silicatos 7,9% 
Outras classificações de minerais 
• Quanto ao tempo de formação 
- Mineral primário: se forma ao mesmo tempo e sob as mesmas 
condições da rocha que o contém, mantendo sua forma e 
composição original 
- Mineral secundário: se forma após a formação da rocha que o 
contém, devido a alterações do ambiente em que essa rocha se 
formou 
- Mineral pretérito ou residual: resiste a processos de transformações 
intensos 
 
• Quanto à quantidade na rocha 
- Minerais essenciais: são aqueles que compõem maisde 5% da rocha 
- Minerais acessórios: compõem até 5% da rocha