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Recursos minerais

O documento discute a natureza, extração, importância, usos e implicações ambientais dos recursos minerais. Resume que os recursos minerais são concentrações naturais de minerais que podem ser extraídos economicamente e que os seres humanos vêm utilizando recursos minerais há milhares de anos em ferramentas, cerâmica, vidro, construções e metais.

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RECURSOS MINERAIS
Natureza, extração, importância, usos e
implicações ambientais
Secretaria do
Meio Ambiente
Hélio Shimada
Geólogo, Pesquisador Científico
24/10/2012
Secretaria do
Meio Ambiente
Recursos Minerais
Recursos minerais são concentrações naturais de minerais sólidos,
líquidos e gasosos, na superfície ou no interior da crosta terrestre,
possibilitando extração econômica
Secretaria do
Meio Ambiente
Os seres humanos utilizavam recursos minerais em
tempos muito remotos, sob as formas de:
• Objetos líticos na pré-história
• Cerâmica e vidro
• Rochas nas construções
• Metais para diversos fins
Breve histórico de utilização dos
recursos minerais
Secretaria do
Meio Ambiente
- Idade da Pedra Lascada (Paleolítico)
~2.000.000 anos a ~10.000~8.000 anos a.C.
Ferramentas líticas e pigmento de ocre
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Vidro: Sírios, Fenícios e Babilônios ~7.000 a.C.
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Cerâmica: ~6.000 a.C. – difusão a ~5.000 a.C.
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Vidro e cerâmica
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  • 1. RECURSOS MINERAIS Natureza, extração, importância, usos e implicações ambientais Secretaria do Meio Ambiente Hélio Shimada Geólogo, Pesquisador Científico 24/10/2012
  • 2. Secretaria do Meio Ambiente Recursos Minerais Recursos minerais são concentrações naturais de minerais sólidos, líquidos e gasosos, na superfície ou no interior da crosta terrestre, possibilitando extração econômica
  • 3. Secretaria do Meio Ambiente Os seres humanos utilizavam recursos minerais em tempos muito remotos, sob as formas de: • Objetos líticos na pré-história • Cerâmica e vidro • Rochas nas construções • Metais para diversos fins Breve histórico de utilização dos recursos minerais
  • 4. Secretaria do Meio Ambiente - Idade da Pedra Lascada (Paleolítico) ~2.000.000 anos a ~10.000~8.000 anos a.C. Ferramentas líticas e pigmento de ocre - Idade da Pedra Polida (Neolítico) ~10.000~8.000 anos a ~4.000 anos a.C. Objetos líticos na pré-História
  • 5. Vidro: Sírios, Fenícios e Babilônios ~7.000 a.C. Arte do vidro (Egípcios) ~1.500 a.C. Cerâmica: ~6.000 a.C. – difusão a ~5.000 a.C. Secretaria do Meio Ambiente Vidro e cerâmica Vidro egípcio (~1.500 a.C) Cerâmica egípcia (~3.100 a.C)
  • 6. Secretaria do Meio Ambiente Cerâmica - Índia (~4.000 a.C.) Vidro e cerâmica (Técnica do sopro) Vidro romano (~300 a.C.)
  • 7. Secretaria do Meio Ambiente Rochas nas construções início há ~4.000 anos a.C. Pirâmides de Gizé – Egito (~2.550 a.C.)
  • 8. Secretaria do Meio Ambiente Idade do Bronze Armadura de Bronze Dendra (Grécia) (Século 15 a.C.) Adorno de bronze ~4.000 ~ 2.000 anos a.C.
  • 9. Secretaria do Meio Ambiente Idade do Ferro Tesoura de ferro – Inglaterra ~2.250 anos a.C. – China; ~1.500 anos a.C. - Oriente Médio ~2.600 anos a.C. - África
  • 10. Secretaria do Meio Ambiente Natureza dos Recursos Minerais Os recursos minerais são classificados em 3 grandes grupos segundo suas composições físicas e químicas: - Metálicos: fontes de metais - Não metálicos: para usos industriais diversos - Energéticos: fósseis e nucleares
  • 12. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais metálicos São os minerais que possuem elementos metálicos em suas composições, que podem ser extraídos e utilizados pelo Homem (minérios). • Cerca de 66 metais da tabela periódica são utilizados pela sociedade, puros ou combinados.
  • 13. Secretaria do Meio Ambiente Tabela periódica dos elementos químicos
  • 14. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais metálicos Metais conhecidos e seus principais minerais de minério Ferro: hematita (Fe2O3) Cobre: calcopirita (CuFeS2), bornita (Cu5FeS4) Alumínio: bauxita (Al2O3) Zinco: esfalerita (ZnS) Chumbo: galena (PbS) Manganês: pirolusita (MnO2), rodocrosita (MnCO3) Níquel: pentlandita [(Ni,Fe)9S8], limonita niquelífera [(Ni,Fe)O(OH)] Estanho: cassiterita (SnO2) Cromo: cromita (FeCr2O4) Ouro: ouro nativo (Au) Prata: argentita (Ag2S)
  • 15. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais metálicos Hematita Fe2O3 Calcopirita (CuFeS2) Cassiterita (SnO2) Ouro nativo (Au) Bauxita (Al2O3) Galena (Pbs)
  • 16. Secretaria do Meio Ambiente • Disprósio (Dy): CDs, DVDs, reatores nucleares, laser • Gálio (Ga): leds, semicondutores, espelhos, laser • Neodímio (Nd): óculos de proteção, vidros, lâmpadas, ligas • Praseodímio (Pr): pedras de isqueiro, refratários, lentes • Rênio (Re): flashes, supercondutores, termopares • Telúrio (Te): semicondutores, cerâmica, ligas Alguns exemplos de metais pouco conhecidos Metal Exemplos de aplicação Recursos minerais metálicos
  • 17. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais não metálicos Minerais não metálicos são minerais cuja exploração não é motivada por seu conteúdo metálico, mesmo que possuam metais em sua composição. Entre os recursos minerais não metálicos estão argilas, areias, pedras para construção, diversos sais, substâncias de uso industrial, como calcário, gipsita, feldspato, e mesmo alguns elementos, como enxofre e carbono sob a forma de grafite. As pedras preciosas e semipreciosas também são classificadas como minerais não metálicos. Muitos minerais não metálicos estão intimamente relacionados com o nosso dia-a-dia, como veremos adiante.
  • 18. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais energéticos São as substâncias utilizadas para geração de energia, classificadas em dois grandes grupos: Fósseis (origem orgânica): turfa, linhito, carvão mineral, petróleo e gás natural. Nucleares: urânio, tório (obtidos de minerais que os contêm) Os recursos minerais energéticos são recursos não renováveis, ao contrário dos biocombustíveis, por exemplo.
  • 19. Secretaria do Meio Ambiente Terras Raras Os Elementos de Terras Raras (ETR) compõem o grupo particular de metais Lantanídeos na tabela periódica, começando pelo Lantânio (La) e terminando em Lutécio (Lu), acrescidos de Escândio (Sc) e do Ítrio (Y). O uso desses elementos é crescente em componentes de alta tecnologia, nos mais variados setores industriais. A China produz 97% dos ETR e tem 36,5% das reservas mundiais. O Brasil tem cerca de 1% das reservas, com tendência de aumento com novos trabalhos de exploração.
  • 20. Secretaria do Meio Ambiente Secretaria do Meio Ambiente Metais preciosos Ouro Platina Paládio Irídio Prata
  • 21. Secretaria do Meio Ambiente Metais preciosos Exemplos de usos Ouro: próteses dentárias, refletores de luz infravermelha, vidros coloridos, eletrônica, medicamentos para câncer. Prata: filmes fotográficos, solda em radiadores e em reatores nucleares. Platina: condutor elétrico, catalisadores, material cirúrgico e de laboratório, cadinhos para indústria do vidro. Irídio: em ligas metálicas de alta dureza. Paládio: catalisadores, eletrônica e próteses dentárias.
  • 22. Secretaria do Meio Ambiente Extração dos recursos minerais Como são buscados os recursos minerais Licença ambiental
  • 23. Secretaria do Meio Ambiente Imagens de satélite: NÃO permitem localizar jazidas diretamente Apenas ajudam a selecionar áreas favoráveis Unidade F: tem ocorrência mineral conhecida (A, B, C, D e E identificados como semelhantes a F = alvos prospectivos) A B C D E F Seleção de áreas favoráveis
  • 24. Secretaria do Meio Ambiente Seleção de áreas por geofísica aérea Método indireto: Sensoriamento remoto Geofísica aérea: exemplo da busca de kimberlitos por aeromagnetometria (áreas promissoras em verde) Kimberlitos são rochas potencialmente portadoras de diamantes
  • 25. Secretaria do Meio Ambiente Mecanismo de dispersão de elementos químicos de um depósito mineral
  • 26. Alto Tapajós (1977) Secretaria do Meio Ambiente Prospecção: condições às vezes difíceis Alto rio Curuá, PA (1986) Alto rio Cachorrinho, PA (1986)
  • 30. Secretaria do Meio Ambiente Levantamento eletromagnético (detecção de corpos condutores) Gravimetria terrestre Identificação de rochas mais/menos densas Prospecção geofísica terrestre, para estudar a anomalia geoquímica em profundidade
  • 31. Secretaria do Meio Ambiente Sondagem exploratória para investigar a anomalia em profundidade, para checagem e amostragem preliminar
  • 32. Secretaria do Meio Ambiente H. Shimada (1990) Vale do Paramirim – Bahia (1990) Alto rio Cachorrinho, PA (1985) Sondagem exploratória O método varia de acordo com a profundidade e a natureza das rochas perfuradas Sondagem rotativa diamantada Sondagem Banka H. Shimada (1985)
  • 33. H. Shimada (1989) Adrianópolis, PR (1989) Secretaria do Meio Ambiente Sondagem sistemática - Avaliação de reservas Etapa de custo elevado (às vezes, muitos km de furos)
  • 34. Secretaria do Meio Ambiente Sondagem sistemática - Avaliação de reservas minerais
  • 35. Secretaria do Meio Ambiente A extração dos recursos minerais Atenção: NÃO confundir mineração organizada com garimpo
  • 36. Lavra de areia por desmonte hidráulico e dragagem (Guararema) Lavra de minério de nióbio (Araxá) Desmonte de calcário (Votorantim) Lavra de areia por dragagem em cava úmida (Cananéia) Secretaria do Meio Ambiente A extração dos recursos minerais
  • 37. Lavra de rocha ornamental (Apiaí, SP) Corte de blocos com fio diamantado Secretaria do Meio Ambiente A extração dos recursos minerais Lavra de granito para brita em bancadas (Mairiporã) Lavra de dolomito (Pirapora do Bom Jesus) Mina de chumbo, zinco e prata, Toropalca, Bolívia
  • 38. Secretaria do Meio Ambiente Mina de cobre de Chuquicamata (Chile)
  • 39. Secretaria do Meio Ambiente Mina de ferro de Carajás, PA (Vale)
  • 40. Secretaria do Meio Ambiente Mina de calcário para cimento Mina Pastinho, Votorantim, SP
  • 41. Secretaria do Meio Ambiente Esquema de mina subterrânea
  • 42. Secretaria do Meio Ambiente Esquema de mina subterrânea
  • 44. Secretaria do Meio Ambiente Extração dos recursos minerais Beneficiamento Os minérios extraídos na forma bruta (ROM-Run Of Mine) passam por um processo denominado beneficiamento ou tratamento de minério, que consiste em preparar granulometricamente, concentrar ou purificar minérios por métodos físicos ou químicos sem alteração da constituição química dos minerais. A parte não aproveitável do ROM assim separada constitui o rejeito da mineração, que precisa ser adequadamente dispostos para não causar problemas ambientais.
  • 45. Secretaria do Meio Ambiente A extração e beneficiamento dos recursos minerais Lavra subterrânea (desmonte e carregamento) Cominuição e homogeneização Moagem Vista geral de planta de beneficiamento
  • 46. Minério flotado FlotaçãoSecretaria do Meio Ambiente Planta de jigagem Beneficiamento dos recursos minerais
  • 47. Secretaria do Meio Ambiente Secretaria do Meio Ambiente A Importância dos recursos minerais Aprendemos um pouco sobre recursos minerais, mas como eles se relacionam com nossas vidas? Olhemos à nossa volta e tentemos identificar objetos que utilizam recursos minerais metálicos ou não metálicos em suas fabricações. Veremos que praticamente tudo está relacionado a algum recurso mineral. Concluímos que os recursos minerais são indispensáveis em nossas vidas.
  • 48. Secretaria do Meio Ambiente Secretaria do Meio Ambiente O seu dia com os recursos minerais
  • 49. Fonte: Prominer, modificado de Sudelpa (1986) Recursos minerais nas nossas casas
  • 50. Recursos minerais nas nossas casas Oliveira et al. (2007)
  • 51. Oliveira et al. (2007)
  • 52. Secretaria do Meio Ambiente Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais no nosso dia-a-dia Construção civil: cimento, cal, pedra, areia, ferro, etc.
  • 53. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais na construção civil Cimento, cal, rochas, agregados (areia e brita), vidro, metais, plásticos, etc. Materiais de construção de origem mineral Grande dependência de recursos minerais nas grandes metrópoles
  • 54. Secretaria do Meio Ambiente Mineração de agregado para construção civil (Pedra britada)
  • 55. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais na construção civil (Predomínio no Estado de São Paulo) Cimento (calcário+argila) Brita para concreto Areia e argila (agregados, vidro, tijolos, telhas, revestimentos) Rochas ornamentais
  • 56. Secretaria do Meio Ambiente Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais nos veículos O ÚNICO componente deste veículo que não tem relação com recursos minerais é o ar dos pneus!!!
  • 57. Secretaria do Meio Ambiente Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais nos transportes de massa
  • 58. Secretaria do Meio Ambiente Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais nos transportes espaciais
  • 59. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais na geração de energia Carvão mineral Petróleo e gás natural
  • 60. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais na geração de energia Na energia nuclear: • construções e equipamentos • combustível nuclear (U, Th) • controladores de reação Na energia hidroelétrica: • construções • equipamentos
  • 61. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais na produção de alimentos Mina de fosfato (apatita) Cajati (SP) Mina de calcário corretivo - Apiaí (SP) Mina de Potássio-Carmópolis, SE
  • 62. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais na produção de alimentos e de na bioenergia • Equipamentos • Defensivos agrícolas • Fertilizantes (N, P, K) • Micronutrientes • Corretivos de solo (calcário) Milho Soja Cana
  • 63. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais nas indústrias química e farmacêutica Matérias-primas minerais têm amplo uso em produtos químicos e farmacêuticos variados
  • 64. Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais nas indústrias química e farmacêutica Exemplos de aplicação • Micronutrientes (Zn, K, Cu, Fe, etc.) • Antidepressivos (à base de Lítio) • Compostos de cálcio para os ossos • Borrachas e plásticos (aditivos minerais) • Cargas minerais diversas • Tintas comuns e anticorrosivas • Pigmentos diversos
  • 65. Secretaria do Meio Ambiente Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais como adornos e ativos econômicos Ouro Ametista Diamante Turmalina Esmeralda
  • 66. Secretaria do Meio Ambiente Secretaria do Meio Ambiente Recursos minerais como adornos e ativos econômicos Mina do Morro do Ouro Paracatu, MG Mineração de grande porte ~5,4 toneladas Au/ano Teor médio: 0,44 g Au/tonelada ~2.273 Kg de rejeito para a extração de 1 g de ouro ! Barragem de rejeito Mina a céu aberto Planta de beneficiamento
  • 67. Secretaria do Meio Ambiente Mina de diamante de Diavik – Canadá Extração a céu aberto em kimberlito Reservas: 21,9 milhões de toneladas de minério, com teor de 3,5 quilates/tonelada. 1 quilate = 0,2 g Produção: ~9 milhões de quilates/ano (~1.800 kg)
  • 68. Secretaria do Meio Ambiente Usos do diamante Embora a sua utilização mais conhecida seja nas jóias, os diamantes são usados em áreas tão variadas como medicina, odontologia, comunicações, computação, mineração e exploração de petróleo. Produção mundial: ~40 milhões de quilates (~8 mil Kg), com tendência de queda e aumento de preço. Brasil: 24.760 quilates (2010)
  • 69. Secretaria do Meio Ambiente Implicações ambientais do aproveitamento dos recursos minerais Degradação da paisagem Abandono de áreas mineradas Assoreamento dos rios Erosão Contaminação por poluentes
  • 70. Secretaria do Meio AmbienteRuído, vibração e poeira Passivo ambiental Abandono de materiais tóxicos Falta de controle => poluição Perda da cobertura vegetal
  • 71. Exemplos de recuperação de áreas mineradas Secretaria do Meio Ambiente Paradise Golf (Mogi das Cruzes, SP)
  • 72. Secretaria do Meio Ambiente Recuperação de mata ciliar por mineração de areia Vale do Ribeira, SP Exemplos de recuperação de áreas mineradas
  • 73. Secretaria do Meio Ambiente Recuperação de áreas mineradas (Alcoa), em Poços de Caldas Área recuperada após mineração de argila (Campo Alegre, SC) Ópera de Arame e Pedreira Leminski, Curitiba Antiga área de mineração de areia, transformada no Parque Leon Feffer, Mogi das Cruzes Exemplos de recuperação de áreas mineradas
  • 74. Secretaria do Meio Ambiente A sociedade depende e dependerá sempre dos recursos minerais; porém, a mineração pode causar danos ambientais, sendo necessário conciliar preservação e extração mineral para dar sustentabilidade à atividade.
  • 75. Secretaria do Meio Ambiente F I M Hélio Shimada, D.Sc. Géologo – Pesquisador Científico hshimada@igeologico.sp.gov.br http://www.igeologico.sp.gov.br