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A vermiculita,hoje, é muito utilizada na construção civil
Tipologia: Trabalhos
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Não perca as partes importantes!
Secretaria Técnica do Fundo Setorial Mineral
O comércio do mineral industrial vermiculita representa um negócio mundial da ordem de US$200M ao ano. O mercado futuro deste negócio é projetado para atingir valores acima do crescimento econômico dos países de primeiro mundo. O Brasil é o quarto produtor mundial com 15% da produção e detém 10% dos recursos mundiais. A produção nacional cresceu 36% nos últimos três anos. Nossa produção é concentrada em quatro produtores e exportamos 52% do output. A produção das minas do centro oeste é voltada ao mercado interno e as do nordeste principalmente para exportação. O volume de exportação atesta a capacidade do minerador brasileiro em produzir concentrado de vermiculita de qualidade. Entretanto, nossa capacitação futura de crescer depende em transformar os recursos brasileiros em reservas e caracterização mineralógica dos vários minérios, principalmente no que tange a contaminação de asbesto.
A vermiculita expandida no Brasil encontra dezenas de aplicativos incluindo: isolante térmico e de som, concreto leve, painéis e divisórias internas, portais a prova de fogo, agricultura hidropônica, condicionador de solos, veículo para fertilizantes e pesticidas, e absorvedor de óleo, graxas e metais pesados. Os produtores brasileiros, individualmente e em parceria com universidades, já estão envolvidos com algum desenvolvimento tecnológico a nível de beneficiamento e aplicativos na industria de transformação. Entretanto, carecem de Centros de Tecnológicos de referência nacional, pesquisadores especializados e laboratórios credenciados para analises físico-química. O Brasil carece ainda de estatísticas sobre vermiculita e especificações industriais. Por ser um produto de aplicativos razoavelmente recente, a vermiculita é pouco conhecida e divulgada no Brasil, sendo restrita a nichos alternativos-modernos.
Recomendamos ao CT-Mineral que se posicione como elo de desenvolvimento do setor através de parcerias entre os Centro Tecnológicos nacionais, as Universidades e mineradores. Tendo como objetivo comum definir as reservas brasileiras comerciáveis, caracterização da qualidade dos produtos regionais e natural vocação como concentrado, em aplicativos expandido e verticalização como produto manufaturado.
O objetivo é expandir nosso mercado mundial de exportação de concentrado de vermiculita com principal foco na Europa e América do Norte e agregar valor a vermiculita brasileira no mercado doméstico através de aplicativos como produto expandido na agricultura e agente de limpeza e como base para manufaturados na industria de construção civil.
A lista de projetos prioritários, voltados principalmente ao mercado interno, recomendados para desenvolvimento em P&D&I são:
oriundos do carbonatito de Catalão I em Goiás. Estima-se que a Rússia e China também tenham recursos expressivos, entretanto estes dados não estão disponíveis.
A maior empresa mundial de vermiculita é a Palabora Mining (subsidiaria do Grupo Rio Tinto) fornecendo 210.000t/ano de vermiculita como sub-produto da mineração de cobre, ficando em segundo e terceiro as americanas W R Grace com 115.000t/ano e Virginia Vermiculite com 70.000t/ano em 1999. A China produziu em 2001 cerca de 50.000t dos quais 15.000t foram importados pelos EUA, colocando-a como terceiro maior produtor mundial.
No inicio dos anos 90 o preço da vermiculita em concentrado caiu de US$170/t para abaixo de US$95/t no mercado americano devido a prejudicial ocorrência de asbesto com a vermiculita, o que ocasionou o fechamento da maior mina da W.R. Grace, a mina de Libby em Montana. Apesar deste acontecimento negativo, os demais mineradores reagiram rapidamente produzindo concentrados com certificado “asbesto-free”, o que proporcionou um consumo estável durante a década de 90, voltando a crescer na virada do milênio.
Embora as extensas reservas de Palabora não contenham asbestos, a mina está em fase de transição de céu-aberto para subterrânea o que irá afetar o volume e custo de produção. Além disto a produção de Palabora já soma 54 anos, e o alto teor de fósforo do minério mais profundo está introduzindo limitações de aplicativos. Os produtores americanos, por sua vez, sofrem com reservas fragmentadas em várias minas e contaminação com asbestos que tem sido também um fator de aumento no custo operacional.
O consumo mundial de vermiculita atingiu em 2001, cerca de 550.000t/ano, os Estados Unidos sendo o maior consumidor com cerca de 220.000t ano, vindo a Europa/Escandinávia em segundo com 150.000t/ano. Embora não existam estatísticas disponíveis, o consumo na Ásia é crescente sendo suprida principalmente pelo Zimbábue na África, China e Austrália.
Enquanto o preço médio de vermiculita em concentrado (não expandida) gira atualmente em torno de US$150/t FOB nas plantas americanas, o preço sobe para US$180/t entregue no NE americano, US$200/t em Rotterdam, Holanda e US$225/t no interior da Inglaterra.
No Brasil o preço da vermiculita não expandida começa com US$50/t FOB enquanto a expandida sobe para até US$400/t. Entretanto importamos produtos mais nobre em concentrado a US$330/t e expandida até US$2.500/t.
Além do Brasil, que é o quarto maior produtor com 37.500t, outros produtores de vermiculita são Rússia (25,000t), Zimbábue ( Mina de Shawa do Grupo Imerys-França – 15.000t/ano), Leste Europeu e Austrália.
O deposito de Cavendish, em Ontário Canadá, em fase de pré-produção, poderá vir a ser um importante fornecedor do mercado americano embora só possa fornecer produtos de granulometria mais fina. Outro produtor em fase de desenvolvimento é o deposito de Namekara, da Canmin Resources (carbonatito Bukusu), em Uganda, ambos com planejamento para atingir a escala de 50.000t/ano.
Cerca de 80% da vermiculita é utilizada expandida com um preço (planta) médio de US$400/t, o que faz um negócio mundial da ordem de US$200M/ano.
O padrão americano para tamanho de lamelas vermiculita varia de grau 1 ou >3.327mm até 5 ou <0.3mm, denominado mícron. A planilha abaixo detalha a diferença entre o padrão brasileiro, o padrão americano e o internacional:
Classificação de Vermiculita
Padrão Internacional
Tamanho em mm
Padrão Americano
Tamanho em mm
Padrão Brasileiro
Tamanho em mm Large -8.0 a +2.8 1 -7.0 a +3. Medium -4.0 a +1.4 2 -3.5 a +1.75 Médio 55-95% >2. Fine -2.0 a +0.71 3 -2.0 a +.0.6 Fino 65-95% >1. Superfine -1.0 a +0.355 4 -0.85 a +0.212 Superfino 70-95% >0. Micron -0.71 a +0.25 5 -0.3 Mícron 80-100% >0.
De uma forma geral, o tamanho da lamela de vermiculita dita o preço de produto. Quanto maior a lamela, maior o preço. Entretanto, devido ao fato de tamanho grande ser mais raro, existe uma tendência à utilização de produtos mais finos, inclusive mícron. A tabela abaixo detalha a distribuição do consumo por tamanho:
1999 – Consumo Mundial de Vermiculita por Tamanho de Lamela
Tamanho América do Norte Europa/Escandinávia Resto do Mundo Total 1 10.000t 5.500t 10.000t 25.000t 2 35.000t 25.000t 32.000t 92.000t 3 45.000t 31.000t 40.000t 116.000t 4 90.000t 63.000t 40.000t 193.000t 5 60.000t 15.500t 8.000t 83.500t Total 240.000t 140.000t 130.000t 510.000t
Não existem estatísticas disponíveis no mundo de consumo de vermiculita por produto, mas tabelamos abaixo os tamanhos mais usados por grupo de produtos:
1999- Estimativa de Consumo de Concentrado por Produto
Grupo de Produtos Tamanho Europa/Escandinávia América do Norte Pranchas/portas e tijolos antifogo Mícron(5) a fino(3) 36% 7% Isolantes e lajes de concreto Todos tamanhos, preferência mais finos
22% 45%
Horticultura/Agricultura Todos tamanhos, preferência mais finos
20% 40%
Painéis/Divisórias Mícron(5) a fino(3) 16% 4% Outros Tendência a finos 6% 4%
A tabela acima demonstra existir uma grande diferença de uso de vermiculita entre a Europa e a América do Norte. Entretanto, após o ataque terrorista ao WTC, deveremos ver o consumo de aplicativos anti-fogo crescer na América do Norte e na Europa.
Depósitos associados a metassedimentos carbonaticos em seqüências vulcânicas metamorfizadas ainda não foram descritos no Brasil.
Devido a idade mais jovem e ausência de metamorfismo os depósitos de carbonatitos não contem minerais do grupo do asbesto. Os depósitos metamorfizados de associação mafica/ultramafica, entretanto, freqüentemente contêm silicatos como o mineral de serpentina crisotila e o anfibólio tremolita que são minerais de asbesto. Entretanto, avanços tecnológicos permitem a produção de um concentrado de vermiculita que seja livre de asbesto através de limpeza durante o processo de beneficiamento e/ou melhor seletividade durante a lavra. Entretanto, a dúvida sobre a longevidade deste tipo de depósitos como supridor de vermiculita permanece e é baseada no fato de que os laboratórios credenciados como o da IOM de Edimburgo, Escócia, garantem o teor de asbesto de uma ou poucas amostras que raramente são representativas. Mudanças geológicas do deposito ou alteração no flowsheet da planta de beneficiamento certamente poderão alterar este teor, colocando dúvidas na contaminação do produto e um custo crescente no controle de qualidade.
Em virtude da ausência de normas brasileiras para cálculos de reserva minerais, que sejam reconhecidas internacionalmente, a maior parte dos depósitos de vermiculita conhecidos no país, só podem ser classificados como recurso e talvez 20% como reserva deste mineral industrial.
Recursos e Reservas Brasileiras de Vermiculita
Depósito Localização Proprietário Tipo Tonelagem e Teor Catalão I Ouvidor, Goiás Eucatex-60% Metago-40%
Carbonatito 10Mt @ 20% verm
Queimada Nova
Queimada Nova, Piauí
Eucatex Nordeste Mafico/ultramafico 1.95Mt@20% verm
Santa Luzia Santa Luzia, Paraíba
UBM Mafico/ultramafico >7Mt @ 30% verm
Sanclerlandia Sancl. Goiás Brasil Minérios Mafico/ultramafico 1.5Mt @ 30% verm Montes Belos Montes Belos, Goiás
Brasil Minérios Mafico/ultramafico 2Mt @ 30% verm
Brumado Brumado, Bahia
Mineração Phoenix Mafico/ultramafico 2Mt @ 25% verm
Total R & R 25Mt @ 25% verm
Estes recursos atendem a uma produção anual de 50.000t por 50 anos.
A produção nacional é restrita a depósitos metamórficos no Piauí, Paraíba, Bahia e Goiás.
O maior depósito brasileiro, Catalão I está com estudo de pré-viabilidade concluído desde 1988, entretanto o sócio majoritário Eucatex não evoluiu com o projeto, justificando falta de mercado.
O carbonatito de Catalão I foi pesquisado até a profundidade de 10m calculando-se um recurso da ordem de 10Mt com teor de 20% de vermiculita (cutoff de 10%) e uma recuperação acima de 0.5mm de 50%. A distribuição granulométrica aproximada do material recuperado em testes de planta piloto foi : 46.95% +0.5mm, 35.76% +1mm, 10.05% +2mm, 5.44% +4mm e 1.8% +8mm. A vermiculita tem cor avermelhada devido ao alto teor de Fe, que a torna pouco desejável para fins agrícolas, entretanto, como minério foi identificado até 50m se faz necessário maiores estudos para investigar a variação em profundidade e o real potencial deste deposito. Além disto, o Brasil conta com dezenas de carbonatitos descritos na nossa geologia, que também justificam maior pesquisa geológica para identificação de reservas adicionais.
Produção Brasileira ano 2001/2002 (Concentrado de Vermiculita)
UBM (Paraíba) 14.500t (39%) Eucatex Nordeste (Piauí) 14.000t (37%) Brasil Minérios (Goiás) (inclui Sanclerlandia) 8.000t (21%) Mineração Phoenix (Bahia) 1.000t (3%) Total Concentrado 37.500t Vermiculita Expandida no Brasil (pelo minerador) 16.500t (44%) Concentrado Exportação (UBM) 13.500t (36%) Concentrado Exportação (Eucatex) 6.000t (16%)
A UBM é atualmente o maior produtor nacional e maior exportador com 14.500t estimadas para 2002. Somente 1.000t atendem ao mercado interno dos quais 600t direcionados a Holambra. A UBM exportação atende principalmente ao mercado Europeu. Eucatex é a segunda maior produtora do país, exportando cerca de 6.000t/ano e consome o restante 8.000t em plantas de esfoliação no Piauí e em Paulínia, SP. O produto expandido atende principalmente o mercado de horticultura como substrato. A Brasil Minérios de Goiás, após a recente aquisição da mina de Sanclerlandia da Mamoré/Paranapanema, duplicou suas reservas e está passando por uma reestruturação e otimização no flowsheet de suas duas usinas de beneficiamento. Deverá produzir este ano um mínimo de 8.000t para atender o mercado interno, principalmente como vermiculita expandida para substrato agrícola contendo cerca de 20-30% de vermiculita. Para 2003 a Brasil Minérios espera fechar o ano com 10.000t de vermiculita vendida. A Mineração Phoenix produzirá em 2002 cerca de 1.000t em Brumado, também para o mercado interno.
A UBM, de propriedade de Stanislav Hluchan, recentemente desenvolveu um processo de hidrofobisação de vermiculitas para absorção de petróleo, utilizando laboratórios do IPT e Alemanha. A Brasil Minérios, tem iniciado projetos pilotos em uma gama de aplicativos, que vão desde tijolos, argamassas, divisórias e painéis externos e internos, e inseticida biogênico em parceria com a UF Goiás, entretanto devido serem estas empresas de mineração, e não industrial, o desenvolvimento dos projetos depende de suporte técnico e industrial direcionado ao mercado e aplicativos. A Mineração Phoenix possui vermiculitas de alto valor de troca catiônica, e portanto ideal para aplicativos na agricultura e hidrofobização. Alem disto possui industria de verticalização em aplicativos termo- acústicos em Belo Horizonte (vide anexo 8).
Devido ao grande aumento de volume após a esfoliação (até 30 vezes), a vermiculita é transportada em concentrado e esfoliada ou expandida em plantas próximo do mercado consumidor. Existem mais de 60 plantas com capacidade industrial espalhadas pelo mundo. As plantas de esfoliação na América do Norte são localizadas em Ontário, Quebec, Pensilvânia, Nova York, Ohio, Illinois, e Minnesota. Na Europa são Inglaterra, Holanda, Alemanha, França, Suécia, Itália, Espanha (Barcelona) e Dinamarca.
O Brasil exporta concentrados para os EUA e Europa.
1999- Preço de Concentrado de Vermiculita em US$/t
Grau FOB planta EUA CIF NE EUA FOB Roterdam CIF Reino Unido Fine 150-190 180-220 200-240 230- Superfine 140-170 170-200 170-200 200- Mícron 80-110 110-140 120-150 150-
Os mineradores fornecem para o mercado interno em geral concentrado FOB mina. As plantas de esfoliação se concentram em São Paulo e Belo Horizonte. A Eucatex tem uma unidade no Piauí e a Brasil Minérios duas em Goiás e uma em São Paulo. Os aplicativos de vermiculita são ainda limitados, com oferta de produtos restrito a casas especializadas. Industrias de produtos manufaturados para construção civil e industrial são localizados em São Paulo, Rio de Janeiro, Belo Horizonte e Porto Alegre. Vide anexo 8.
O maior consumo de vermiculita no Brasil é ainda proveniente de demanda em agricultura e horticultura (Holambra). Para desenvolvermos nosso mercado de aplicativos teremos que desenvolver tecnologia, estabelecer padrões de qualidade e especificações de
produtos e aumentar escala para que nossos produtos tenham difusão nacional e penetração internacional.
Aplicativos – Mais de 70 aplicativos são descritos para a vermiculita no mercado mundial. Dentre eles destacamos:
Construção Civil
Indústria
Química
Agricultura e Horticultura
A vermiculita é um silicato de alumínio hidratado, com cátions de Mg e Fe, dureza 1 a 1.5, peso específico de 2.4 e 2.7g/cm3. Quando calcinado a temperatura acima de 870 graus C, a vermiculita aumenta o seu volume de 10 até 30 vezes, através de expansão das lamelas. Depois de expandida a vermiculita tem características físicas excepcionais de flutuação, isolamento acústico e térmico e é um excelente agente de troca iônica. Quando ativada ou dopada com uma solução rica em hidróxido de sódio, (NaOH), a vermiculita se torna um agente trocador de íons, sendo utilizado para absorver minerais pesados tipo Hg, Pb, Cu, Cd, Sb e outros. A vermiculita também pode ser ativada com uma substância que a torne hidrofóbica, e portanto oleofilica, sendo utilizada para absorver óleos e graxas em derrames marinhos e terrestres.
Conforme descrito acima, a versatilidade de utilização da vermiculita tem atraído a atenção das industrias nos países do primeiro mundo que estão desenvolvendo juntamente com laboratórios especializados e centros de tecnologia novos produtos e opções de aplicativos.
O Brasil carece de laboratórios físico-químicos especializados em vermiculita, o que obviamente prejudica o minerador e sua capacidade de atender ao mercado exportador na qualidade e prazo exigidos. Entretanto, uma ação conjunta entre empresários (provavelmente sob uma associação da industria de vermiculita) e o MCT poderá ser o veículo catalisador para credenciamento e habilitação de laboratórios especializados e eleger Centros de Tecnologia e Referência nacionais.
No Brasil, os mineradores dispõem na mina de laboratório básico que atende à demanda de controle de qualidade imediata (densidade, tamanho de lamelas, etc). Para testes físicos utilizam Centros de Tecnologia que possuem alguns equipamentos e laboratórios de analise para testes químicos. Para testes de teor de asbesto no concentrado são obrigados a utilizar laboratórios credenciados internacionalmente, que não existem no Brasil. Devido à falta de Centros de Tecnologia de Referência e maior divulgação dos pesquisadores universitários, o minerador e o industrial tendem a ter contato com Centros de Tecnologia locais por afinidade. Embora este último não deva ser desestimulado, Centros Tecnológicos de Referência carregam o conhecimento e a responsabilidade de manter a ligação entre a pesquisa e a industria e o relacionamento com centros de tecnologia estrangeiros que disseminam os padrões internacionais. Em Goiás o minerador dispõe da planta piloto da Metago na sede da AGIM em Goiânia para testes de concentração de minério e o Centro de Tecnologia de Furnas para testes físicos de concentrado e produtos manufaturados. No Rio de Janeiro, o CETEM. Em São Paulo as instalações e experiência do IPT. Em Minas Gerais o industrial conta com o Centro de Tecnologia Mineral do Departamento de Engenharia de Minas da UFOP em Ouro Preto. Na Paraíba o Centro de Ciências e Tecnologia da Universidade Federal de Campina Grande.
Dentre os laboratórios particulares para testes físico-químicos no Brasil, que podem vir a se especializar, destacamos o laboratório Nomos no Rio de Janeiro, a Geosol Lakefield em Belo Horizonte, entre outros. O laboratório Nomos conta ainda com capacitação de desenvolvimento a nível de bancada e planta piloto para testes variados, incluindo flotação, ciclones, separação magnética etc.
Dentre as determinações analíticas e medidas específicas exigidas em rotina para os concentrados de vermiculita expandida, listamos:
Os fornecedores brasileiros de concentrado de vermiculita e industrias de manufaturados a base de vermiculita terão que encontrar o nicho adequado ao tipo de concentrado e produtos que irão produzir a custos competitivos e conquistar estes mercados. Além disto irão depender de Centros Tecnológicos e de Referência em vermiculita, enfrentar ausência de padrões nacionais para especificações de produtos e controle de qualidade, e um incipiente mercado interno que precisa ser educado sobre as vantagens destes produtos e ter competitividade de preço mesmo sem ter economia de escala.
Substitutos – Na realidade não existem substitutos de vermiculita. A vermiculita é um material de uso recente e portanto ela é o substituto de outros materiais, a saber:
A pesquisa cientifica sobre vermiculita no Brasil tem sido restrita principalmente a três universidades, USP, UF Ouro Preto e UF Campina Grande, e alguns raros trabalhos desenvolvidos em parceria com a industria. Dentre os trabalhos desenvolvidos no Brasil nos últimos 20 anos destacamos:
Januário, J.L.T., Martins J.; Filho, S.V. e Machado, L.C.R. Estudo da expansibilidade e hidrofobização de diferentes tipos de vermiculita. Anais do VIII Seminário de Iniciação Científica da UFOP. DEMIN – UFOP, Ouro Preto, 2000.
não é recuperado pelas técnicas correntes de separação física. A produção atual de 14.000 ton/ano da Eucatex poderia aumentar com a maior recuperação através de tecnologias mais eficientes como flotação – com ênfase para flotação em coluna.
Mineração Phoenix – Bahia
A Mineração Phoenix também não tem projetos submetidos, mas tem interesse em avançar estudos tecnológicos sobre aplicativos de vermiculita na agricultura e hidrofobização. Alem disto, sendo verticalizada em aplicativos termo-acústicos, teria interesse em avançar utilização em novos aplicativos.
Apresentamos abaixo analise SWOT para a vermiculita brasileira:
S - Pontos Fortes
W – Pontos Fracos
O – Oportunidades
T - Ameaças
Recomendamos:
Tecnologia: Internacional e em desenvolvimento na Universidade Federal de Goiás. Aplicativos: Pré-moldados e engenharia estrutural.
6. Confecção de painéis e divisórias internas. Tecnologia: Nacional e internacional. Aplicativos: Alternativo a gesso cartonado com vantagem acústica e térmica.
7.Blendagem com produtos consagrados na industria da construção civil como gesso e cimento para aplicativos em acabamento.
Aplicativos: Alternativo a gesso e cimento moldado com vantagem em resistência e peso.
8.Aplicativo como filler em tintas e massa corrida.
Aplicativos: Como complemento ou substituição ao talco de carga com vantagem anti- fogo.
Valdiviezzo, E.V. et al. – Caracterização e esfoliação Térmica de Vermiculitas dos estados da [Paraíba e do Piauí. – XIX ENTMME – Recife, Pernambuco - 2002
Reis, Elpidio, et al. - Levantamento da Situação e das Carências Tecnológicas dos Minerais Industriais Brasileiros – Com enfoque na mineração de: Argila para cerâmica, barita, Bentonita, Caulim para carga, talco/Agalmatolito e Vermiculita. – MCT – CGEE– 2001
Regis Resources Inc. - Cavendish Vermiculite Project – Market Strategy,– 2001 - Restrito
DiFrancesco, C.A., Potter, M.J. – Vermiculite Statistics – USGS – Open-File Report 01- 006 – 2001
IBI Corp – Namekara Vermiculite Project in eastern Uganda – 2001 - website:thenewibi.com.
DNPM- Vermiculite e Perlite – Anuário Mineral Brasileiro – 2000