FEASIBILITY STUDY OF THE USE OF IRON ORE TAILINGS AS PIGMENT IN POLYPROPYLENE RESINS: ESTUDO DE VIABILIDADE DO USO DE REJEITOS DE MINÉRIO DE FERRO COMO PIGMENTO EM RESINAS DE POLIPROPILENO

Anderson Ravik Santos; Gustavo Luiz Alves; Ewerton de Castro Teixeira; Rivelino Neri Silva; Patrícia Santiago de Oliveira Patricio

doi:10.29183/2447-3073.MIX2024.v10.n3.83-91

Autores/as

Anderson Ravik Santos UFOP - UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
Gustavo Luiz Alves UFSJ - UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI
Ewerton de Castro Teixeira UFSJ - UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI
Rivelino Neri Silva UNIPAC - CENTRO UNIVERSITÁRIO ANTÔNIO CARLOS
Patrícia Santiago de Oliveira Patricio CEFET - CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

DOI:

https://doi.org/10.29183/2447-3073.MIX2024.v10.n3.83-91

Palabras clave:

Residuos de presas de mineral de hierro, Pigmentación, Ingeniería civil, Matriz polimérica

Resumen

La industria minera brasileña desempeña un papel significativo en la economía del país; sin embargo, también genera grandes volúmenes de residuos durante el proceso de beneficio de minerales, lo que resulta en impactos ambientales severos. Investigaciones recientes han explorado el potencial de los residuos de mineral de hierro como materia prima en la fabricación de materiales de construcción, con el objetivo de promover la reducción del impacto ambiental. El color característico adquirido por los materiales producidos puede contribuir a su aplicación en algunos segmentos donde el factor estético es relevante. En este estudio, se buscó evaluar la aplicabilidad de los residuos de mineral de hierro, provenientes del colapso de la presa ocurrido en Mariana, MG, como pigmento del polipropileno, ampliamente utilizado como matriz polimérica de compuestos, especialmente de maderas plásticas. Se desarrollaron muestras con diferentes proporciones de polipropileno y residuos de mineral de hierro, variando este último del 1 al 10 % en masa, mediante los procesos de mezclado termocinético, molienda, extrusión, peletización y compresión en caliente. Se analizaron los especímenes producidos en cuanto a su apariencia y se evaluaron en cuanto a su rendimiento mecánico.

Biografía del autor/a

Anderson Ravik Santos, UFOP - UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

Doutorando em Engenharia Civil pelo Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil (PROPEC) da Universidade Federal de Ouro Preto, tendo Materiais e Construção como área de concentração, com ênfase na produção de compósitos a partir da reciclagem de materiais poliméricos. Professor substituto na Universidade Federal de São João Del Rei (Ouro Branco MG), atuando no Departamento de Tecnologia em Engenharia Civil, Computação e Humanidades (DTECH). Formado Técnico em Informática pelo Instituto Federal de Educação, Ciências e Tecnologia do Norte de Minas Gerais, Campus Salinas; Graduado Engenheiro Civil pela Universidade Federal de São João Del Rei, Campus Alto Paraopeba; e Mestre em Engenharia Civil, na área de concentração Materiais e Construção, pela Universidade Federal de Ouro Preto.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/0475292818329729

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5047-7630

Gustavo Luiz Alves, UFSJ - UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI

Engenheiro Civil - UFSJ

ORCID: https://orcid.org/0009-0000-0351-3723

Ewerton de Castro Teixeira, UFSJ - UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL REI

Engenheiro Civil - UFSJ

ORCID: https://orcid.org/0009-0005-6111-6837

Rivelino Neri Silva, UNIPAC - CENTRO UNIVERSITÁRIO ANTÔNIO CARLOS

Bacharel em Engenharia Civil pela Universidade Presidente Antônio Carlos (UNIPAC), atualmente Mestrando em Engenharia Civil na Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP). Minha pesquisa concentra-se na avaliação da aplicabilidade de rejeitos industriais em compósitos poliméricos para a produção de rochas ornamentais artificiais, enquanto sou membro do grupo de pesquisa EcoUrb.Ao longo da graduação, participei de uma iniciação científica dedicada à acessibilidade em prédios públicos de Barbacena-MG, especialmente em templos religiosos. Além disso, desenvolvi meu trabalho de conclusão de curso propondo a reformulação do quadro de processos de análise de projetos na prefeitura municipal de Barbacena (MG). Por fim, realizei dois estágios significativos: um em acompanhamento de obras e o outro envolvendo análise de projetos na prefeitura municipal.Complementando minha formação, busquei aprimorar minhas habilidades técnicas com cursos de AutoCad Civil, Revit (do básico ao avançado) e design de móveis no Revit. Além disso, possuo bom conhecimento em Excel e Word, bem como inglês intermediário/avançado.Além das habilidades técnicas, trago um entusiasmo contínuo para aprender e adquirir novos conhecimentos. Estou animado para aplicar essa paixão, minha experiência e minha disposição constante para aprender em projetos desafiadores na Engenharia Civil.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/2808540749567337

ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9383-137X

Patrícia Santiago de Oliveira Patricio, CEFET - CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

Sou doutora em Físico-Química (2005), mestre em Química Inorgânica (2002) e graduada em Química (Bacharelado-1999),títulos obtidos junto à Universidade Federal de Minas Gerais. Sou docente do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerias (CEFET-MG), fui professora adjunta da Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI). Atuo na área de Polímeros e Aplicações, nos seguintes temas: Polímeros biodegradáveis, amido, além de, poliuretano, poliolefinas (plásticos convencionais), nanocompósitos, blendas poliméricas, caracterização e processamento e reciclagem de materiais poliméricos. Integrante do INCT-Midas e da Rede Mineira de Catálise. Desenvolvo trabalhos em parceria com Centro de Tecnologia do Exército (CTEx) e com a Polícia Militar de Minas Gerais. Coordenei e integro trabalhos em parcerias com empresas do setor Elétrico voltados para aplicação de materiais poliméricos. Sou membro do Conselho Diretor do CEFET-MG e da Câmara de Ciências Exatas da FAPEMIG. Fui Diretora da Associação Brasileira de Polímeros Regional Minas e Coordenadora do Programa Multicêntrico em Química de Minas Gerais no CEFET-MG.

LATTES: http://lattes.cnpq.br/5625112455084806

ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1681-9091

Citas

ANM – Agência Nacional de Mineração. Anuário Mineral Brasileiro: Principais substâncias metálicas. Coordenação técnica de Karina Andrade Medeiros. – Brasília, 2023. 23p. Disponível em: <https://www.gov.br/anm/pt-br/centrais-de-conteudo/publicacoes/serie-estatisticas-e-economia-mineral/anuario-mineral/anuario-mineral-brasileiro/PreviaAMB2022.pdf> Acessado em: 05 de maio de 2023

BRANCO, Pércio de Moraes. Pigmentos Minerais. Serviço Geológico do Brasil – CPRM, 2015. Disponível em: http://www.cprm.gov.br/publique/SGB-Divulga/Canal-Escola/Pigmentos-Minerais-1263.html. Acesso em: 20 jun. 2023.

BRASKEM; Glossário de Termos Aplicados a Polímeros - Boletim Técnico n° 08, 2016. Disponível em: https://www.braskem.com.br/cms/Principal/Catalogo/Download?CodigoCatalogo=5. Acesso em: 20 jun. 2023.

BRASKEM; Poliolefinas – Tabelas de propriedades, 2020. Disponível em: https://www.braskem.com.br/Portal/Principal/Arquivos/html/boletm_tecnico/Glossario_de_termos_aplicados_a_polimeros.pdf. Acesso em: 20 jun. 2023.

BRESSIANI, Thaiany SC et al. Produção de Madeira Plástica a partir do Rejeito de Mineração e Resíduo Plástico: Uma Atividade Experimental. 2021.

BUXBAUM, G.; PFAFF, G. Industrial Inorganic Pigments. 3ª. ed. Weinheim: Wiley-VCH, 2005. ISBN 978-3-527-30363-2.

CARNEIRO, Andressa de Araujo. Comportamento mecânico de um rejeito de minério de ferro estabilizado com polímero e do compósito rejeito-polímero reforçado com fibras de polipropileno. Orientadora: Michéle Dal Toé Casagrande. Tese de Doutorado - Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, Universidade de Brasília, Brasília, 2020. 164p.

CHEN, X.; QIAO, H.; XU, Y.; YUN, D.; YUAN, J. Main Types and Properties of Inorganic Pigments and Specialty Effect Pigments. In: ___. Coloring of Plastics: fundamental application- masterbatch. Beijing: Chemical Industry Press, 2016. chap. 3, p. 61-131.

COURA, Ítalo Rocha. Avaliação do processamento de compósitos baseados em polietileno de alta densidade e rejeito de mineração de ferro. Orientadora: Profa. Dra. Patrícia Santiago de Oliveira. 72f. Dissertação (Mestrado) – Ciência e Desenvolvimento de Materiais, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2018.

GALVÃO J. L. et al. Reuse of Iron Ore Tailings From Tailings dams as pigment for sustenable paints. Journal of cleaner products, 412- 422, 2018.

GUIMARAES, Luiz Felipe Cerceau. Avaliação dos aspectos técnicos e econômicos na produção de madeira plástica por meio da utilização de materiais reciclados. 2013.

IBRAM - Instituto Brasileiro de Mineração. Relatório Anual de Atividades - Janeiro a dezembro de 2019. [s.l.], 2019. 63p.

IPT – Instituto de Pesquisas Tecnológicas. Tratamento de rejeitos é solução alternativa e economicamente viável à barragem de mineradoras, Instituto de Pesquisas Tecnológicas, 16 de fevereiro de 2016. Disponível em: <https://www.ipt.br/noticias_interna.php?id_noticia=1043> Acessado em: 05 de maio de 2023.

JAFELICCI, Frederico Davolos. Pigmentos inorgânicos para aplicação em plásticos. 2019. 81 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química Industrial) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia.

MINAS GERAIS. Relatório: avaliação dos efeitos e desdobramentos do rompimento da Barragem de Fundão em Mariana (MG). 2016. Disponível em: Agência Minas. Disponível em: <https://www.agenciaminas.mg.gov.br/ckeditor_assets/attachments/770/relatorio_final_ft_03_02_2016_15h5min.pdf>. Acesso em: 05 de maio de 2023.

MENDES, Beatryz Cardoso. Reaproveitamento do rejeito de minério de ferro, liberado no desastre envolvendo o rompimento da barragem de Fundão (MG), na produção de blocos cerâmicos. 2019. 76 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2019.

MONSORES, Carolyne Gomes Castro et al. Materiais Compósitos à base de PP e moscovita. 2017.

MONTEDO, O. R. K. et al. Obtenção de Pigmentos de Óxido de Ferro a partir de Resíduos Siderúrgicos. In: Procedings of the 48th Annual Meeting of the Brazilian Ceramic Society, Curitiba, Brazil. 2004.

MORAES, Thalita Maria Ramos Porto de et al. Utilização do rejeito de minério de ferro para produção de misturas asfálticas coloridas. Orientador: Prof. Dr. Adriano Elísio de Figueiredo Lopes Lucena. 156f. Tese (Pós-Graduação) – Engenharia Civil e Ambiental, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, 2022.

NASCIMENTO, D. W. Estudo sobre a influência da adição de resíduo de minério de ferro como pigmento e nas propriedades do concreto de cimento Portland. 2019. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2019.

NAZÁRIO, Gabriel Fernando et al. Madeira plástica: Uma revisão conceitual. Revista Engenharia em Ação UniToledo, v. 1, n. 01, 2016.

RUY, Valter Antonio. Reaproveitamento do rejeito de enriquecimento do minério de ferro - lodo de Mariana-MG, para a produção de cerâmica ambientalmente correta. 2022. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.

SANTOS, A. R.; SILVA, T. V. ; BRAGA, G. D. ; PATRICIO, P. S. O. ; FONTES, W. C. . APlicabilidade de resíduos de papelão ondulado como carga de compósitos madeira-plástico para a construção civil. In: 4º Congresso luso-brasileiro de materiais de construção sustentáveis, 2022, Salvador, Bahia. Anais do evento 4º Congresso Luso-Brasileiro de Materiais de Construção Sustentáveis, 2022. p. 965-977

TAVARES, P. H. C. P. Obtenção de pigmentos de óxido de ferro a partir da lama gerada no beneficiamento de itabirito. 2012. 133 f. Tese (Doutorado em Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2012.

TORRES, Sara Alexandra de Oliveira. Caraterização da influência dos corantes nas propriedades físicas das tintas e durabilidade de cor. 2018. Tese de Doutorado.

ESTUDIO DE VIABILIDAD DEL USO DE RESIDUOS DE MINERAL DE HIERRO COMO PIGMENTO EN RESINAS DE POLIPROPILENO