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Entre as matérias-primas resultantes do extrativismo , utilizadas pelas indústrias , destacam-se , em importância , os minerais .
Os minerais agrupam-se em três categorias : minerais metálicos , a partir dos quais se extraem os metais, como o ferro, o cobre, o chumbo e o zinco; os não-metálicos , como o sal , fosfato, diamante, potassa, e amianto ; e finalmente os minerais energéticos (fontes de energia) , como o petróleo, o carvão, e o gás natural.
Ainda dentro dessa categoria , podemos incluir os minerais radioativos ( urânio e tório) .
Os minerais energéticos são atualmente os mais extraídos , correspondendo a 75% do valor da produção mineira mundial. Os metálicos correspondem a 20% e os não-metálicos , aos 5% restantes.
A extração dos minerais , às vezes situados a grandes profundidades no interior da crosta terrestre , é muito complexa e trabalhosa , a começar pelas pesquisas que conduzem à constatação do local onde existem jazidas de minérios , passando pela extração e finalmente chegando ao problema de transporte desses minérios .Por isso, para que se justifique uma extração, é necessário que haja grande quantidade do minério a ser explorado.
O Carvão
Há milhões de anos , os vegetais mortos foram sendo enterrados e comprimidos por muitas camadas de sedimentos. Foram lentamente endurecendo , formando os veios de carvão mineral. Quanto mais antigo , maior será o poder calorífico do carvão.
Dos recursos naturais que a população utiliza para a obtenção de energia , o carvão mineral é o de uso mais antigo.
A exploração desse minério é feita de duas formas : a céu aberto ou em minas subterrâneas. É feita a exploração a céu aberto quando as camadas de rochas que contêm o mineral se encontram próximas à superfície .Isso facilita o uso de máquinas modernas , tornando mais barato o custo da exploração.
A exploração em minas subterrâneas é feita quando as rochas se encontram a maiores profundidades. Esta forma de exploração exige maior quantidade de instalações , tanto na superfície quanto no interior das minas , o que torna a extração do produto mais cara e complexa.
A produção de carvão no Brasil concentra-se em três estados : Santa Catarina, Rio Grande do Sul e Paraná. As principais jazidas estão situadas nos municípios de Crisciúma, Uruçanga , Lauro Müller e Siderópolis , em Santa Catarina . Em 1981,, foram descobertas importantes jazidas de carvão no Rio Grande do Sul , próximos a Porto Alegre .
A produção insuficiente associada ao baixo teor calorífico do carvão brasileiro craim a necessidade de importar carvão de outros países.
O Petróleo
O petróleo originou-se de restos de vegetais e animais , inclusive milhões de organismos marinhos microscópicos , que foram se depositando no fundo dos mares. Sobre eles , durante milhões de anos , acumularam-se sedimentos rochosos , comprimindo-os.
O petróleo já era conhecido e usado 4 mil anos antes de Cristo, no Egito, na Pérsia e na Mesopotâmia , para a pavimentação de estradas e aquecimento e iluminação das casas. Atualmente ele constitui a mais importante fonte de energia e é a matéria-prima de mais de 350 produtos.
Para atender às necessidades de consumo a ser aproveitado economicamente , o petróleo bruto (extraído dos poços) precisa ser refinado. O papel das refinarias é portanto, transformar o petróleo bruto em produtos úteis à humanidade , tais como:
Gases: como o metano e o gás liquefeito de petróleo ( gás de cozinha) ;
Produtos leves: como a gasolina e o querosene ;
Produtos intermediários: como o óleo diesel
Produtos pesados: como óleos lubrificantes, parafina e vaselina.
Nas refinarias , constituídas por enormes conjuntos de torres de processamento e beneficiamento com quilômetros de tubulações e tanques, o petróleo passa por separações , purificações e misturas.
As jazidas de petróleo estão localizadas entre camadas de rochas impermeáveis da crosta terrestre, no fundo dos mares ou em locais que anteriormente estiveram cobertos por mares.
O Ouro
Mineral nativo, cristaliza-se no sistema cúbico (monométrico, isométrico , ou regular).
Seu símbolo é Au , do latim aurum. Os cristais distintos e perfeitos são raros . Ocorre o ouro, comumente em formas alongadas e arborescentes. Não possui clivagem , ou seja, fragmentação em planos. É um metal maleável e dúctil. A dureza, baixa , situa-se entre 2,5 e 3 na escala de Mohs. O peso específico é , entretanto, muito alto, 19,3 quando puro.O brilho é metálico e a cor amarela. Usualmente , é encontrado na forma de liga com a prata; outras vezes possui também traços de cobre ou ferro. As variedades principais são : ouro ordinário , que contém até 16% de prata; argentífero ou electro, no qual a proporção ouro-prata é de 1 para1 ; porpezita, , variedade de ouro com 10% de paládio (Brasil) ; maldonita, variedade preta de ouro , pelo teor de bismuto, encontrada na Austrália . O ouro pode conter, ainda , o elemento ródio.
Funde-se por volta de 1100º C ; é insolúvel em qualquer ácido, isoladamente. Pode ser facilmente distinguido de outros minerais metálicos e também das palhêtas amarelas de mica pela sua maleabilidade e pelo peso específico. Diferencia-se da calcopirita e da pirita, minerais amarelos, porque ambos são sulfetos friáveis e solúveis em ácido nítrico. O ouro tem sido encontrado em várias rochas magmáticas , na forma de partículas de várias dimensões. Ocorre também em rochas sedimentares e muito freqüentemente em conexão com rochas metamórficas. É um dos constituintes da água do mar, ocorrendo na proporção de 5 a 267 do metal para 100 milhões de água. Encontra-se , mais freqüentemente e em quantidades apreciáveis , em depósitos sedimentares clásticos denominados placers .
Quando associado ao quartzo , o ouro é encontrado de maneira irregular, constituindos pequenas lâminas , cordões e mesmo massas de cristais. Freqüentemente, as lâminas são invisíveis à vista desarmada. Os minerais que comumente acompanham o ouro são : pirita, calcopirita, galena , esfalerita , arsenopirita, tetradimita , minerais de telúrio , bismuto nativo, arsênico nativo , estibinita, cinábrio , magnetita, hematita , barita, xilita, apatita, fluorita, siderita e crisocola .Durante muito tempo o ouro era obtido , não diretamentedos veios do quartzo , mas dos depósitos secundários encontrados nos vales, nas encostas das montanhas ou colinas e no leito dos rios .O ouro aí encontrado apresenta-se usualmente puro, em massas , denominadas pepitas , quando certas dimensões. Em alguns casos , podem ser muito grandes e valiosíssimas .
Em nossos dias , porque os depósitos sedimentares são mais raros , o ouro é obtido diretamente da rocha matriz. Encontra-se largamente distribuído em quase todas as regiões da Terra , ocorrendo sob condições as mais diversas. São conhecidos depósitos na Europa, na Ásia, na Australásia , na África, na América do Sul , no México, no Canadá e nos EUA.
Os mais importantes depósitos do Brasil jazem ao longo da Serra do Espinhaço . A mina de ouro de Morro Velho , nas proximidades do Belo Horizonte Minas Gerais , é uma das mais profundas do mundo. Ouro de aluvião é encontrado em numerosos rios do Brasil Central. O ouro nativo nunca é encontrado puro, porém , às vezes , são achadas amostras com 99% e têm 99,9% de pureza. O ouro metálico está amplamente distribuído na natureza, mas em quantidades demasiado pequenas para ser extraído economicamente. No Brasil o minério da Mina Morro Velho dá praticamente 14 gramas de ouro por tonelada de minério tratado, sendo ainda extraída a prata que acompanha o ouro.
Observado à luz refletida e em massas compactas , é u metal amarelo brilhante , e , por transparência , as lâminas muito finas se apresentam verdes ou azuis . É um dos metais mais maleáveis e dúcteis e sua densidade é 19,3. Não é atacado pelo ar nem pelo oxigênio ; por isso, os alquimistas o denominam “metal nobre”. É muito pouco atacado pelos ácidos nítrico , sulfúrico e clorídrico , porém dissolve-se na água-régia , isto é , uma mistura dos ácidos nítricos e clorídrico.
O ouro foi , durante muito tempo, o padrão de moeda, e é ainda a última reserva de riqueza , sendo conservado como tal, em grandes quantidades, por todos os principais bancos centrais do mundo. É lastro-ouro. A moeda inglesa de ouro continha 91% de ouro e 9% de cobre. O principal uso do ouro é em joalheria . A pureza de uma liga de ouro é expressa em quilates .O ouro puro é o de 24 quilates. O de 22 quilates é o que possui 22 partes de ouro e 2 partes de outro metal.
A Bauxita
Substância mineral semelhante à argila , desprovida de plasticidade e descoberta em 1821 por P. Berthier na região de Les Baux , França . Difere entretanto das argilas por não possuir sílica, quer no estado livre , quer no de combinação. Berthier referiu-se à bauxita por ele descoberta como o “mineral de Beaux” . Posteriormente à descoberta , foram identificados como bauxita algumas argilas ferruginosasde Ulster e certos tipos de laterita da Índia . L.L. Fermor (1916) estabeleceu que a bauxita não era uma espécie mineral e sim na verdade uma variedade de rocha laterítica. O modo de ocorrência da bauxita varia de acordo com o tipo a que pertence , com o caráter detríticodo depósito e com os processos tectônicos a que foi submetido.
No Brasil a bauxita ocorre , principalmente , na região de Poços de Caldas (Minas Gerais). Relaciona-se a rochas alcalinas sódico-potássicas. Naregião de Curucutu , São Paulo , a bauxita origina-se a partir da decomposição de uma olivina gabro. É encontrada ainda em Ouro Preto , MG, e no Maranhão.
As bauxitas podem exibir estrutura pisolítica( agregados de grânulos esféricos com dimensões de um grão de ervilha ) e cores que variam do creme ao cinza, do rosa ao amarelado ou vermelho escuro. Nas bauxitas são raros os minerais que podem ser reconhecidos a olho nu. A gbbsita pode ser reconhecida em lâminas delgadas ao microscópio. O peso específico é variável de 2,45 a 3,25. A dureza também difere largamente.
Da produção anual da bauxita entre 60% e 70% se destinam à produção do metal alumínio; 15% são absorvidos na indústria química e o restante é usado na produção de abrasivos e refratários, cimentos e purificação do querosene .
O Quartzo
É um dos minerais mais comuns , encontrando-se sob grande variedade de formas e sob os mais diversos modos de ocorrências. O nome quartzo é um velho termo alemão, de origem incerta e usado por G. Agrícola em 1529. Os cristais de quartzo não possuem nem centro de simetria , nem planos de simetria. Os cristais de quartzo praticamente nunca possuem o plano basal normal ao eixo de simetria principal. Esse plano quando presente, constitui pequena face , sem brilho e originada por efeito de corrosão do cristal.
O quartzo possui dureza sete ( escala de Mohs) , não podendo ser riscado com uma faca. O peso específico é de 2,65. Não possui clivagem .Quando aquecido e mergulhado em água , desenvolve-se algumas vezes clivagem imperfeita paralela às faces do romboedro. Possui fratura concóide, vítrea. O quartzo não é condutor de eletricidade ; não é atacado pelos ácidos , excluído o ácido fluorídrico. Soluções cáusticas alcalinas podem dissolvê-lo ligeiramente. É infusível ao maçarico de boca ; na chama de oxigênio-hidrogênio funde-se em um vidro incolor , claro, com peso específico 2,2 e dureza 5. Quando aquecido o quartzo passa por uma série de mudanças .
O aspecto leitoso exibido por muitos cristais decorre das impurezas em seu interior. Quanto ao tamanho, os cristais de quartzo alcançam , por vezes, dimensões bem grandes. Na Exposição Permanente de Belo Horizonte, Minas Gerais , há um cristal único de cerca de cinco toneladas.
Na variedade microcristalina denominada calcedônia , o brilho é resinoso e a fratura é de certo modo fibrosa. Os quartzos coloridos recebem nomes particulares . Se amarelo será citrino ; se escuro ou castanho recebe o nome de quartzo enfumaçado. Sendo roxo ou violeta recebe o nome de ametista ; ao verde dá-se o nome de prásio. Pode ser ainda azul , rosa, avermelhado e de outras cores. Às variedades inteiramente incolores , transparentes, dá-se o nome de cristal de rocha.
É um mineral opticamente positivo e ativo , isto é , capaz de fazer girar o plano de polarização da luz que o atravessa.
O quartzo é usado em diferentes modalidades. Algumas variedades, coloridas ou não , são utilizadas como gemas e ornamentos; outras para pesos de balanças, suportes para instrumentos delicados , almofarizes . As variedades transparentes são usadas para fins ópticos ; o quartzo fundido é também usado para a construção de lentes, cápsulas de laboratório e fibras elásticas finíssimas. É usado na forma de abrasivo e material de polimento e ainda na fabricação de lixas , vidros e porcelanas.
Cristais de quartzo de grande pureza já têm sido obtidos sinteticamente . O Brasil é um dos maiores produtores de quartzo para fins piezelétricos do mundo .
Sob o ponto de vista petrográfico pode-se afirmar que é um dos constituintes mais importantes das rochas em geral.
A Prata
É um metal nobre e precioso. Tem condutibilidade elétrica muito boa. Apresenta-se na natureza às vezes no estado nativo, sendo mais comum, no entanto, sob a forma de sulfeto.
Aplicações: Ligas usadas em aparelhos e instrumentos elétricos e eletrônicos, soldas de prata, prateação de objetos como meio de conservá-los, uso fotográfico (sob a forma de brometo de prata nas emulsões de chapas e filmes), uso protético.
Minerais de Minério: O principal mineral-minério de prata é a argentita, um sulfeto de prata. Menos importantes são a cerargirita, um cloreto de metal, a pirargirita, que é o sulfo-antimonieto de prata e a proustita, sulfo-arsenieto do metal.
O minério de prata, especialmente o sulfeto, encontra-se associado aos minérios sulfetados de zinco, chumbo, cobre, níquel e estanho, sendo a prata obtida geralmente como subproduto da exploração desses minérios.
Especificações do Minério: Nas minas de chumbo argentíferas, a prata é explorada com teores na base de 300 à 400 gramas do metal por tonelada de concentração de galena. Nas jazidas de minérios de zinco argentíferas os teores são semelhantes.
Nos depósitos de minérios de chumbo brasileiros, os teores de prata oscilam de algumas dezenas de gramas por tonelada de minério até 2,9 Kg/t.
Tipo de Lavra e Beneficiamento: Como a prata associa-se aos minérios de chumbo e zinco, sua lavra é a desses minérios, isto é, muitas vezes é subterrânea.
Principais Jazidas Mundiais: México, EUA, Alemanha, Canadá e Brasil.
Cristalografia: Isométrica; hexaoctaédrica. Cristais ordinariamente mal formados e em grupos ramificados, arborescentes ou reticulados. Encontrada geralmente em escamas, placas e massas irregulares, em certos lugares, como fio fino ou grosso.
Propriedades Físicas: Dureza = 2,3 à 3; Densidade = 10,5 quando pura, 10 à 12 quando impura. Fratura serrilhada. Maleável e dúctil. Brilho metálico. Cor e traço: branco da prata, manchada muitas vezes de castanho ou de preto-acinzentado.
Composição: Prata, contendo frequentemente mercúrio, cobre e ouro ligados, mais raramente traços de platina, antimônio e bismuto. Amálgama é uma solução sólida de prata e mercúrio.
Ensaio: Corresponde ao número 2 na escala de fusibilidade, produzindo um glóbulo brilhante. Solúvel no ácido nítrico, dando pela adição de ácido clorídrico um precipitado branco, coalhado de cloreto de prata.
Aspectos Diagnósticos: A prata pode ser distinguida dos minerais de aparência semelhante por sua natureza maleável, sua cor em superfície e sua densidade relativamente alta.
Ocorrência: A prata nativa está distribuída amplamente em pequenas quantidades, principalmente na zona oxidada dos depósitos do minério. São provavelmente os resultados da deposição primitiva da prata proveniente das soluções hidrotermais. Existem três desses tipos: prata nativa com sulfetos e outros minerais de prata, com minerais de cobalto e níquel e com a uraninita.
Uso: Um minério de prata, embora na maior parte do suprimento do mundo venha de outros minerais. A prata é usada para propósitos ornamentais, cunhagem e prateação. Liga-se ordinariamente com o cobre.
Extração: Empregaram-se muitos processos para extrair a prata, entre os quais podemos mencionar:
Processo de cianetação;
Processo por amalgamação;
Desprateamento do chumbo;
Processo eletrolítico.
Atualmente, o primeiro é o único método importante usado para o tratamento dos minérios de prata propriamente ditos; enquanto que o terceiro e o quarto são muito usados para a extração de prata, respectivamente, do chumbo e do cobre argentíferos. O segundo método somente tem interesse teórico.
Estado Natural: Ocasionalmente, encontra-se prata nativa em grandes massas, cristalizada, em cubos ou octaedros. Encontra-se, também, associada ao cobre metálico, ouro, etc..
O Ferro
O ferro entra na proporção de 4,2% na litosfera, sendo o metal mais abundante depois do alumínio (7,5%). Embora seus compostos sejam numerosos apresenta-se em grandes concentrações somente sob a forma de óxidos.
Aplicações: O minério de ferro é usado na siderurgia e metalurgia ou diretamente em alto forno produzindo o gusa ou no forno de aço com a função de reduzir o teor de carbono. A maior parte do gusa é transformado em aço, liga de ferro e carbono. Tem ainda propriedades eletromagnéticas contribuindo para a construção dos dínamos e motores elétricos. É usado extensivamente na construção civil, naval, ferroviária.
Especificações do Minério: As substâncias nocivas, ditas impurezas, que acompanham os minérios de ferro, são o enxofre, e o fósforo, que ocorrem através de seus compostos. Tais substâncias são nocivas, prejudicam a boa qualidade do aço a ser produzido com os minérios que as contenham. Por isso o controle de qualidade por meio de análises é rotina nas minerações.
Cristalografia: Isométrico; hexaoctaédrica. Os cristais são raros. Terrestres em massas grandes e em vesículas. Meteórico: em placas e em massas lamelares, mostra frequentemente um padrão octaédrico na corrosão em superfície polida. Artificial: em cristais octaédricos, raramente cúbicos e crescimentos dendríticos.
Propriedades Físicas: Clivagem | 010 | má. Dureza = 7,3 à 7,9; Densidade = 4,5. Fraturas serrilhada. Maleável. Opaco. Brilho metálico. Cor: do cinzento de aço ao negro. Fortemente magnético.
Composição: Ferro, sempre com algum níquel e frequentemente com pequenas quantidades de cobalto, cobre, manganês, enxofre e carvão. O mineral ferro-níquel contém aproximadamente 76% de níquel.
Ensaio: Infusível. Solúvel no ácido clorídrico, O hidróxido de amônio precipita-o, dá solução ácida, sob a forma de hidróxido férrico vermelho, em flocos.
Aspectos Diagnósticos: Pode-se reconhecer o ferro por seu magnetismo forte, sua maleabilidade e pelo revestimento de óxido, usualmente, sobre sua superfície.
Ocorrência: Ocorre, escassamente, como ferro terrestre e nos meteoritos. O ferro terrestre é considerado como um constituinte magnético primário, ou um produto secundário, formado pela refusão dos compostos de ferro pelo carbono assimilado. A localidade mais importante está na costa ocidental da Groenlândia.
Estado Natural: Em algumas rochas basálticas existem pequenas quantidades de ferro metálico. Na Ilha de Disko, Groenlândia, encontrou-se massa de tamanho descomunal, pesando mais de vinte e cinco toneladas. Uma vez que o ferro é corroído rapidamente quando exposto ao ar úmido, o ferro nativo não é nada comum. Quase todos os meteoritos ou aerólitos contém ferro associado com outros metais, principalmente cobre, cobalto e níquel. Encontram-se vestígios de ferro, combinados de diversos modos, disseminados quase universalmente no reino mineral. O óxido férrico, acha-se amplamente distribuído na natureza, sob a forma de hematita rubra, limonita, goethita, magnetita, siderita. Não se extrai diretamente o ferro da pirita e da calcopirita, devido às dificuldades de eliminação do enxofre que se encontra no produto, de modo que a pirita de ferro é muitas vezes considerada com minério de enxofre. São poucas as argilas, solos e rochas graníticas que se encontram isentas de pequenas quantidades de ferro. O ferro desempenha papel importante na nutrição dos animais e plantas superiores, pois este elemento parece ser necessário ao seu desenvolvimento normal.
Fabricação do Aço: A maior parte do ferro produzido na indústria moderna é convertida em alguma forma de aço, que é ferro contendo de 0,5 a 1,5% de carbono, e somente vestígios mínimos de enxofre e fósforo. Podem adicionar-se outros metais (por ex., tungstênio, cromo, molibdênio, vanádio, manganês, níquel, cobalto), em quantidades consideráveis, para produção de ligas de aço e, assim, intermediária entre a do ferro gusa e a do ferro doce, de modo que pode obter-se o aço por descarbonização de ferro gusa ou por carbonização do ferro doce. Em certa época, obtinha-se o aço quase que exclusivamente por este último processo; atualmente, porém, as quantidades assim obtidas são relativamente pequenas.
São vários os métodos de fabricação de aço.
Ligas: O ferro forma diversas ligas importantes com outros elementos, principalmente sob a forma de aços especiais. Entre os elementos com os quais formam ligas, podem mencionar-se o vanádio, titânio, cromo, molibdênio, tungstênio, manganês, níquel e cobalto. Estas, e suas propriedades, são mencionadas resumidamente quando se trata do elemento considerado. Além disso, a presença dessa proporção grande de silício maior do que a normal produz um material que oferece grande resistência aos ácidos e outros reagentes, mas que é muito quebradiço e não pode ser considerado como um aço. Em determinadas circunstâncias, podem preparar-se aços ao silício.
Conclusão
No Brasil, podemos encontrar uma quantidade bem variada de minérios. Os mais importantes são os minérios de ferro ,de ouro, o petróleo, o carvão, o quartzo, além de muitos outros.
Os minerais são divididos em três tipos: os minerais metálicos ( ferro); os energéticos (petróleo) e os não-metálicos ( quartzo).
Os minérios são extraídos das minas e dos quais é possível extrair industrialmente um metal.
O carvão é um tipo de mineral energético e foi formado há milhões de anos atrás pelos restos de vegetais mortos que foram se decompondo. O Brasil possui jazidas de carvão mineral em três estados, mas como a produção é insuficiente e o carvão brasileiro é de baixo teor calorífico , temos a necessidade de importá-lo de outros países.
O petróleo é um outro tipo de mineral energético que também foi formado a partir de restos de vegetais e animais que foram se depositando no fundo dos mares. Do petróleo, através do processo de refinação , pode-se extrair produtos importantes como a gasolina , o querosene, o gás de cozinha, óleos lubrificantes, entre outros.
O ouro é um mineral de grande importância econômica .Ele é um metal maleável e dúctil, apresenta brilho metálico e cor amarelada e também é insolúvel em qualquer ácido. O ouro é encontrado junto com outros minérios como a pirita , a magnetita, a hematita , entre muitos outros. Os mais importantes depósitos do Brasil de ouro encontram-se na Serra do Espinhaço. O ouro foi, durante muito tempo , o padrão de moeda e agora o principal uso do ouro é em joalherias. O ouro puro é o de 24 quilates.
A bauxita é um mineral semelhante a argila. No Brasil a bauxita se encontra principalmente na região de Poços de Caldas. A bauxita se destina à produção de alumínio e também a produção de abrasivos e cimento.
O quartzo é um dos minerais mais comuns. Os quartzos coloridos recebem nomes particulares , entre eles um dos mais importantes é a ametista. O quartzo pode ser usado para diferentes modalidades como os transparentes que são usados para fins ópticos. O Brasil é um dos maiores produtores de quartzo para fins piezelétricos do mundo.
A prata é um outro metal precioso. É muito usada em aparelhos elétricos , na prateação de objetos, nas chapas e filmes e também em joalherias. O Brasil possui algumas jazidas muitos importantes de prata. A prata juntamente com o mercúrio forma a amálgama.
O ferro é um mineral metálico e é o mais abundante. O minério de ferro é usado na siderurgia e metalurgia , formando o aço. É muito usado também em construções ferroviárias. O minério de ferro, muitas vezes, vem acompanhado de enxofre e fósforo . O ferro é um metal maleável com brilho metálico . Ele também é muito importante na nutrição para o desenvolvimento dos seres. A maior parte do ferro produzido na indústria é convertido em forma de aço.