Elemento construtivo

Principais substâncias minerais utilizadas

tijolo

argila

bloco

areia, brita, calcário

fiação elétrica

cobre, petróleo

lâmpada

quartzo, tungstênio, alumínio

fundações de concreto

areia, brita, calcário, ferro

ferragens

ferro, alumínio, cobre, zinco, níquel

vidro

areia, calcário, feldspato

louça sanitária

caulim, calcário, feldspato, talco

azulejo

caulim, calcário, feldspato, talco

piso cerâmico

argila, caulim, calcário, feldspato, talco

isolante - lã de vidro

quartzo e feldspato

isolante - agregado

mica

pintura - tinta

calcário, talco, caulim, titânio, óxidos metálicos

caixa de água

calcário, argila, gipsita, amianto, petróleo

impermeabilizante - betume

folhelho pirobetuminoso, petróleo

pias

mármore, granito, ferro, níquel, cobalto

encanamento metálico

ferro ou cobre

encanamento PVC

petróleo, calcita

forro de gesso

gipsita

esquadrias

alumínio ou ligas de ferro-manganês

piso pedra

ardósia, granito, mármore

calha

ligas de zinco-níquel-cobre ou fibro-amianto

telha cerâmica

argila

telha fibro-amianto

calcário, argila, gipsita, amianto

pregos e parafusos

ferro, níquel

Argila

Argila é um material natural composto por partículas extremamente pequenas de um ou mais argilomineral. Argilominerais são minerais constituídos por silicatos hidratados de alumínio e ferro, podendo conter elementos alcalinos - sódio, potássio - e alcalinos terrosos - cálcio, magnésio.

Na natureza além dos argilominerais, as argilas estão geralmente associadas com outros materiais e minerais, como matéria orgânica, sais solúveis e partículas de quartzo, pirita, mica, calcita, dolomita e outros minerais residuais.

Materiais naturais com granulação fina, textura terrosa e comportamento plástico quando umidecidos, em geral recebem a denominação de argila. O termo não tem significado genético, sendo utilizado para materiais proveniente do intemperismo, ação hidrotermal, ou da sedimentação em ambientes fluviais, lacustres, marinhos ou eólicos.

Caulins, bentonitas, argilas refratárias, terra fuler são tipos especiais de argilas que têm definições particulares decorrentes de aplicações tecnológicas, composição química/mineralógica ou origem geológica.

O termo argila também é usado na classificação granulométrica de partículas.

Uso industrial

As argilas são as matérias-primas básicas do setor cerâmico, principal consumidor do produto, compreendendo:
Cerâmica vermelha - tijolos, telhas, pisos, lajes e material ornamental.
Cerâmica branca - material sanitário, louça doméstica, azulejos e pastilhas, porcelanas, isolantes térmicos e elétricos.

Agregados - areia, brita e cascalho

Agregados são partículas de rocha que, classificadas granulometricamente ou não, formam parte ou o todo de uma estrutura de engenharia ou construção. São materiais pétreos, obtidos por fragmentação artificial ou já fragmentados naturalmente, com propriedades adequadas, possuindo dimensões nominais máxima inferior a 152 mm e mínima superior ou igual a 0,075 mm. Representam a maior proporção dos materiais usados na indústria da construção. Têm como função atuar como elemento inerte ou que não sofre transformação química nas argamassas e concretos.

A grande maioria dos agregados são produzidos diretamente por britagem de maciços rochosos ou de ocorrências naturais de depósitos particulados do tipo areia, pedregulho e conglomerado.

Rochas carbonáticas- calcários

Rochas carbonatadas ou calcários são rochas constituídas por calcita (carbonato de cálcio) e/ou dolomita (carbonato de cálcio e magnésio). Podem ainda conter impurezas como matéria orgânica, silicatos, fosfatos, sulfetos, sulfatos, óxidos e outros.

O termo “calcário” é empregado para caracterizar um grupo de rochas com mais de 50% de carbonatos.

Classificação

A mais utilizada foi estabelecida por Pettijohn, relacionada com a porcentagem de óxido de magnésio, MgO, contido na rocha.

Classificação das rochas calcárias

Usos e aplicações

O emprego das rochas calcárias depende da composição química e/ou características físicas.

Calcários para a indústria de cimento - cimentos hidráulicos

A denominação cimento hidráulico se refere à capacidade de endurecimento pela ação da água sem intervenção do ar.

O tipo de cimento mais importante e de maior aplicação é o cimento “Portland”. As matérias-primas para a sua fabricação são o calcário, a argila e a gipsita. O calcário fornece o óxido de cálcio, a argila fornece sílica, óxido de alumínio e óxido de ferro. A gipsita é adicionada ao clínquer (calcário+argila), para regular o tempo de endurecimento da mistura após a adição de água.

Calcários para a indústria da cal - cimentos não-hidráulicos

A cal é o resultado da calcinação de rochas calcárias quando aquecidas em fornos a temperaturas superiores a 725ºC. A qualidade comercial de uma cal depende sobretudo das propriedades químicas do calcário e da qualidade da queima.

Basicamente compreendem quatro tipos, definidos pela sua composição:
• cales de calcários puros (cales calcíticas)
• cales dolomíticas ou magnesianas
• cales silicosas
• cales argilosas

As cales são constituídas basicamente de óxidos de cálcio ou de uma mistura de óxidos de cálcio e magnésio e podem ser apresentadas sob a forma de pedras ou moídas e ensacadas, recebendo a denominação de cal virgem ou cal viva.

A adição de água à cal virgem provoca a formação de hidróxido de cálcio e de outros compostos, dependendo da composição da cal, recebendo então a denominação de cal hidratada.

Têm seu maior emprego na construção civil como aglomerante, dando-se preferência às cales magnesianas ou dolomíticas. As cales cálcicas destinam-se preferencialmente às indústrias químicas.

Principais usos das cales

Calcários aplicados “in natura”

blocos ornamentais: estatuária, revestimentos de interiores e exteriores, arte fúnebre, lajes, etc.

britado: usado na preparação de argamassas e agregados, em pavimentos rodoviários, lastros de ferrovias, pedras para enrocamento, pedriscos para cobertura, alvenaria e pedras para áreas rurais. Quando a brita apresenta um bom aspecto, possibilitando o polimento, é utilizada na confecção de blocos ornamentais (pedras para terraços, tampos de mesa, pias e banheiros), em mistura com cimento branco, constituindo as pedras chamadas “marmorites”.

moído: utilizado principalmente como corretivo de solo para a agricultura. Para a utilização e comercialização as especificações legais exigidas estabelecem que os calcários devem ter as seguintes características físicas:
100% das partículas menores que 2,00mm (peneira ABNT – 10)
70% das partículas menores que 0,84mm (peneira ABNT - 20)
50% das partículas menores que 0,30mm (peneira ABNT – 50)
Os limites mínimos para as características químicas estabelecidas são: 67% para o PN (poder de neutralização) , equivalente em carbonato de cálcio; 45% para o PRNT (poder relativo de neutralização total) e 38% para a soma de CaO mais MgO. É utilizado na correção de solos ácidos sendo empregados calcários, calcários dolomíticos e dolomitos.

Talco

O Paraná é o maior produtor brasileiro de talco com aproximadamente 160 mil toneladas/ano, cerca de 3,2 milhões de dólares/ano. Os principais municípios produtores são Ponta Grossa e Castro.

A maior parte da produção é destinada em bruto ao mercado interno para a indústria de cerâmica branca.

As reservas estão estimadas em 12 milhões de toneladas, representando 17% das reservas brasileiras.

O mineral talco ocorre numa variedade de ambientes geológicos, e comercialmente está sempre associado a uma série de outros minerais. É um mineral de metamorfismo, produto de reações ativadas por altas temperaturas e pressões, envolvendo rochas carbonatadas, rochas calco-silicáticas, rochas básicas e ultrabásicas metamorfisadas e soluções hidrotermais. Durante estas reações, as variações nas condições de temperatura e pressão, condições de mistura e cisalhamento, natureza e concentração dos componentes determinam variações e heterogeneidades na textura, natureza e concentração das impurezas minerais.

Geralmente os minérios derivados de rochas básicas e ultrabásicas são mais impuros, com alto teor de ferro, e uma variada associação de minerais, com destaque para as serpentinas, tremolita, actinolita e antofilita; além da presença comum, em concentrações variadas, de níquel, cromo, cobalto e escândio. Observa-se, também, uma íntima associação de minerais de zinco e chumbo com estes corpos de talco para os quais se recomenda um controle de qualidade mais rígido.

Usos e aplicações

A maior parte da produção anual de talco é empregada nas indústrias de cerâmica, inseticidas, tintas, borrachas, papel, têxtil, cosméticos, isolantes térmicos, moldes de fundições, polidores de cereais, polidores de calçados, etc. Muitas dessas indústrias requerem um produto finamente moído que, às vezes, podem incluir o refugo do corte dos blocos de talco ou de blocos de esteatito. De modo geral, é muito importante a granulometria, o grau de pureza e a cor do produto. As especificações das propriedades físico-químicas necessárias variam com a destinação industrial do talco.

Cerâmica

O mineral talco, o esteatito, o agalmatolito e a pirofilita estão sendo cada vez mais requisitados para emprego na indústria cerâmica - azulejos e pisos, porcelanas, esmaltes, refratários elétricos, etc.
O ideal para qualquer fabricante de produtos cerâmicos, seria uma única matéria-prima natural com características físico-químicos - resistência à flexão, absorção de água, porosidade, cor, coeficiente de dilatação térmica, retração de queima - adequadas.

A quantidade de talco utilizada varia de acordo com o processo e o produto que se quer obter. Pode ser o componente principal - 70 - 80%, como para a massa de isoladores elétricos. Em revestimentos, azulejos, cerâmica artesanal varia entre 07 - 15%.

Inseticidas

Principalmente as pirofilitas são utilizadas como carga inerte na preparação de inseticidas encontrados no mercado. Caracterizam-se pela fluidez, não decantando e não diminuindo a ação dos produtos químicos.

Tintas

O talco lamelar de alta qualidade é usado como carga e como pigmento. O fibroso ou asbestino é empregado como agente de suspensão em diversos tipos de tinta, entre os quais tinta à prova de fogo. Utilizado na fabricação de tintas para usos externos em superfícies expostas à abrasão e tintas de baixa visibilidade.

Borrachas

Utilizado como agente de pulverização para lubrificar os moldes e evitar que as superfícies se liguem durante a manufatura dos produtos, e na produção de borrachas semiduras para válvulas.

Papel

A indústria de papel consome grande quantidade de talco, utilizado como carga (“filler”) quando incorporados à massa e como pigmento alvejante. Deve ser livre de impurezas, apresentando coloração ou alvura aceitável, ter alto índice de refração para
uma boa opacidade, e ser quimicamente inerte evitando reações com outros materiais usados na fabricação ou uso do papel.

As principais propriedades que definem o uso do talco no fabrico de papel são:

• composição e propriedades químicas do mineral;
• geometria das partículas do mineral;
• densidade do mineral;
• caráter abrasivo do mineral;
• alvura do mineral;
• reologia de dispersões do mineral.

Além da melhoria da qualidade do papel, o uso de minerais na fabricação traz benefícios significativos. O maior teor de mineral no papel implica na diminuição da quantidade de fibras celulósicas necessárias com diminuição do corte de árvores, e economia de energia na secagem do papel.

Têxtil

Finamente moído é empregado na industria têxtil para dar peso e alvejar tecidos de algodão, cordoalha, barbantes e fios. Para uso na indústria têxtil é necessário que o talco possua cor clara e ausência de materiais duros, como quartzo e calcita que desgastam as agulhas e facas das máquinas operantes na indústria têxtil.

Cosméticos

É um dos materiais mais importantes usados na moderna indústria de cosméticos. Provavelmente, a porcentagem de talco empregada nessa indústria é maior do que a de qualquer outro ingrediente.

Devido à sua adsorsão e fluidez, o talco é de fundamental importância como suporte para pigmentos orgânicos e inorgânicos. Suas propriedades de limpeza e desodorização são conhecidas há séculos.

Atualmente o talco engloba um grande número de aplicações em cosméticos, as quais estão sempre se renovando. Contudo, em comparação com seus outros usos, a quantidade em cosméticos é muito pequena.

Refratário Básico

Os refratários básicos são intensamente usados na indústria de aço, fornos para cimento e metalurgia do Cu e Ni. O consumo na indústria do aço é de aproximadamente 12 kg de refratário/t de aço.
Também nos fornos para cimento tem crescido o uso dos refratários básicos (consumo de 0,7kg de refratário/t de clínquer).

Serpentina e talco (silicatos hidratados de Mg), pirofilita (silicato hidratado de Al), Wolastonita (silicato de Ca), cordierita (silicato de Mg e Al) e olivina (silicato de Mg e Fe) são usados subordinadamente nos refratários básicos. Algumas vezes como fornecedores de SiO2 para a matriz cimentadora (SiO2 + CaO) do MgO, outra para estabilizar o CaO (que é reativo, mesmo após tratamento a altas temperaturas) ou para outros usos especiais.

Poliamida

O nascimento e desenvolvimento das poliamidas com carga mineral foi determinado pela necessidade de produtos de menor custo em relação ao polímero puro. Neste novo contexto, os setores de extração e beneficiamento de talco deverão estar aptos a fornecer materiais dentro de exigências técnicas específicas e rígidas normas de qualidade.

A poliamida 6.6, um polímero de engenharia, vem cada dia sendo mais utilizada na indústria eletroeletrônica e automobilística, deslocando o mercado dos materiais metálicos. Devido à sua natureza semi-cristalina possui limitações de deformabilidade durante o resfriamento de peças moldadas por injeção, na correção deste fenômeno utiliza-se o carregamento da poliamida com silicatos, principalmente o talco.

Xisto pirobetuminoso

Comumente denominado xisto pirobetuminoso, tecnicamente folhelho pirobetuminoso, ocorre numa faixa geológica pertencente à Formação Irati, que se estende de São Paulo ao Rio Grande do Sul.

No Paraná, a mineração é realizada a céu aberto no município de São Mateus do Sul, em uma área de 64,5 quilômetros quadrados de concessão da Petrobrás. A reserva é estimada em 1,12 bilhões de barris de óleo, 48,322 milhões de toneladas de enxofre, 4,5 milhões de toneladas de gás liquefeito e 73,83 bilhões de metros cúbicos de gás combustível.

A produção é de 2,5 milhões de toneladas de xisto, correspondendo a cerca de 15 milhões de dólares.
O aproveitamento do gás e de outros subprodutos do xisto é uma opção para investimentos, principalmente nos ramos da cerâmica, vidro, corrretivo agrícola e agregados leves para a construção civil.

Rochas ornamentais

Rochas ornamentais e de revestimento, também designadas pedras naturais, rochas lapídeas, rochas dimensionais e materiais de cantaria, são rochas que podem ser extraídas em blocos ou placas, cortadas em formas variadas e beneficiadas por jateamento, polimento, ou flameadas.

A designação comercial de "granito" compreende migmatitos, gnaisses, sienitos, gabros e os granitos propriamente dito. O termo genérico "mármore" abrange todas as rochas carbonáticas, metamórficas ou não.

Nas edificações são utilizadas como revestimento de paredes internas e externas, pisos, colunas, soleiras. Como peças isoladas seus usos são em esculturas, peças do mobiliário e arte fúnebre.

Mármores e granitos definem uma das mais promissoras áreas de negócios do setor mineral, com crescimento médio da produção mundial estimado em 6% ao ano. O crescimento do mercado foi determinado por novas utilizações das rochas ornamentais nas paisagens urbanas, principalmente obras de revestimento, e pelas novas tecnologias de extração, manuseio, transporte e beneficiamento de blocos.

O setor engloba uma cadeia produtiva composta de mineradoras, serrarias e marmorarias sendo o Brasil um dos maiores exportadores mundiais de blocos de granito.
A qualificação comercial depende das características estéticas, destacando-se o padrão cromático, desenho, textura e granulação.

As rochas ornamentais são submetidas às mais variadas solicitações como atrito, impacto, intemperismo, ataques de líquidos agressivos, etc. Padrões de nomenclatura, funcionalidade e durabilidade, baseados em normas técnicas específicas, são cada vez mais exigidos na comercialização tornando fundamental a caracterização tecnológica (mineralógica, física, química e mecânica) das rochas.