Dados da Submissão

Título

CARACTERIZAÇÃO DA MATÉRIA MINERAL E QUANTIFICAÇÃO DE ELEMENTOS TERRAS RARAS, EM BASE CINZAS, DE CARVÕES PROVENIENTES DA BACIA DE ARAUCO, CHILE

Texto do resumo

O valor econômico do carvão como combustível está relacionado à sua fração orgânica (macerais) enquanto que os componentes inorgânicos (matéria mineral) são vistos como indesejáveis pois diminuem seu poder calorífico. Entretanto, nas últimas décadas alguns estudos têm direcionado seu enfoque ao conteúdo de elementos traças na matéria mineral do carvão, chegando a identificar em certos depósitos conteúdos suficientemente anômalos para categorizá-los como “carvões metalíferos”. Visualizar o carvão como uma possível fonte de elementos estratégicos fundamentais para a transição energética a matrizes renováveis significa uma quebra de paradigma, considerando seu uso histórico como fonte de energia fóssil. No marco das energias renováveis, o grupo de Elementos Terras Raras (ETR) possui um papel protagonista na fabricação de novas tecnologias devido à suas propriedades químicas únicas: suas aplicações vão desde a fabricação de neoimãs ao uso nas baterias dos veículos elétricos e híbridos. Unindo a necessidade crescente de novas fontes desses elementos de interesse e a busca de usos alternativos para as reservas de carvão já conhecidas, esta investigação tem como objetivo caracterizar os componentes inorgânicos dos carvões da Bacia de Arauco (Chile), avaliando potencialidade econômica em quanto aos conteúdos de ETR. As amostras estudadas são provenientes de cinco minas distintas, correspondentes a Fe Grande, Oro Negro, El Esfuerzo, El Paraíso y La Quila 2. A amostragem foi realizada de forma ex situ, em carros provenientes da frente de extração. As minas amostradas se situam na borda oriental da bacia, correspondendo estratigraficamente à Formação Curanilahue. Nas amostras de carvão se realizaram análises proximal e elemental, além de geoquímica semiquantitativa por Fluorescência de Raios-X. O estudo da matéria mineral é realizado em base as cinzas, portanto as amostras passaram por um processo prévio de incineração. A obtenção das cinzas de baixa temperatura para a execução das análises mineralógicas se realizou através de incineração por plasma de oxigênio, enquanto que as cinzas destinadas para a análise geoquímica se obtiveram por incineração em mufla. Os métodos de identificação mineralógica aplicados neste estudo foram Difração de Raios-X, Microscópio Eletrônico de Varredura e Espectroscopia de Infravermelho, enquanto que a quantificação dos ETR se realizou por ICP-OES. As análises mineralógicas indicaram uma composição homogênea nas cinzas, representada basicamente por kaolinita, quartzo, calcita e pirita. Os resultados geoquímicos indicaram enriquecimento em ETR médias e pesadas (com relação a UCC), além de uma evidente anomalia positiva de Eu. Os métodos mineralógicos aplicados neste estudo não foram capazes de identificar os minerais hospedeiros das ETR, entretanto através de um estudo estatístico por análise de componentes principais se demonstrou uma forte correlação positiva entre as ETR e P2O5, sugerindo que este grupo de elementos estaria associado a fosfatos. A amostra proveniente da mina La Quila 2 apresentou maior concentração de ETR entre as amostras estudadas, chegando a superar os valores médios mundiais para cinzas de carvão em quanto a conteúdos de Sm y Nd. Os valores obtidos para óxidos de ETR+Y variaram entre 78.64 e 345.27 ppm, insuficientes para serem considerados como fontes economicamente viáveis de ETR de acordo com os parâmetros estabelecidos na literatura.

Palavras Chave

carvão mineral; Elementos terras raras; geoquímica; Mineralogia aplicada