Cobalt catalysts promoted with cerium and lanthanum applied to partial oxidation of methane reactions

Catalysts of Co/Mg/Al promoted with Ce and La were tested in the catalytic partial oxidation of methane (POM) reaction. The addition of promoters was made by anion-exchange. X-ray diffraction (XRD) confirmed the formation of hydrotalcite phase for precursors. The mixed oxides were characterized as a mixture of Co3O4, periclase (Co, Al)MgO and/or spinel structure (Mg, Co)Al2O4. In the catalytic POM reaction over the promoted catalysts, a reduction in the carbon formation rate was found. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

A study of slag corrosion of oxides and oxide-carbon refractories during steel refining

The use of ceramic material as refractories in the manufacturing industry is a common practice worldwide. During usage, for example in the production of steel, these materials do experience severe working conditions including high temperatures, low pressures and corrosive environments. This results in lowered service lives and high consumptions of these materials. This, in turn, affects the productivity of the whole steel plant and thereby the cost. In order to investigate how the service life can be improved, studies have been carried out for refractories used in the inner lining of the steel ladles. More specifically, from the slag zone, where the corrosion is most severe. By combining thermodynamic simulations, plant trails and post-mortem studies of the refractories after service, vital information about the behaviour of the slagline refractories during steel refining and the causes of the accelerated wear in this ladle area has been achieved. The results from these studies show that the wear of the slagline refractories of the ladle is initiated at the preheating station, through reduction-oxidation reactions. The degree of the decarburization process is mostly dependent on the preheating fuel or the environment. For refractories without antioxidants, refractory decarburization is slower when coal gas is used in ladle preheating than when a mixture of oil and air is used. In addition, ladle preheating of the refractories without antioxidants leads to direct wear of the slagline refractories. This is due to the total loss of the matrix strength, which results in a sand-like product. Thermal chemical changes that take place in the slagline refractories are due to the MgO-C reaction as well as the formation of liquid phases from impurity oxides. In addition, the decrease in the system pressure during steel refining makes the MgO-C reaction take place at the steel refining temperatures. This reduces the refractory’s resistance to corrosion. This is a serious problem for both the magnesia-carbon and dolomite-carbon refractories. The studies of the reactions between the slagline refractories and the different slag compositions showed that slags rich in iron oxide lead mostly to the oxidation of carbon/graphite in the carbon-containing refractories. This leads to an increased porosity and wettability and therefore an enhanced penetration of slag into the refractory structure. If the slag contains high contents of alumina and or silica (such as the steel refining slag), reactions between the slag components and the dolomite-carbon refractory are promoted. This leads to the formation of low-temperature melting phases such as calcium-aluminates and silicates. The state of these reaction products during steel refining leads to an accelerated wear of the dolomite-carbon refractory. The main products of the reactions between the magnesia-carbon refractory and the steel refining slag are MgAl2O4 spinels, and calcium-aluminates, and silicates. Due to the good refractory properties of MgAl2O4 spinels, the slag corrosion resistance of the magnesiacarbon refractory is promoted.

An Experimental Study of Submerged Entry Nozzles (SEN) Focusing on Decarburization and Clogging

The submerged entry nozzle (SEN) is used to transport the molten steel from a tundish to a mould. The main purpose of its usage is to prevent oxygen and nitrogen pick-up by molten steel from the gas. Furthermore, to achieve the desired flow conditions in the mould. Therefore, the SEN can be considered as a vital factor for a stable casting process and the steel quality. In addition, the steelmaking processes occur at high temperatures around 1873 K, so the interaction between the refractory materials of the SEN and molten steel is unavoidable. Therefore, the knowledge of the SEN behaviors during preheating and casting processes is necessary for the design of the steelmaking processes  The internal surfaces of modern SENs are coated with a glass/silicon powder layer to prevent the SEN graphite oxidation during preheating. The effects of the interaction between the coating layer and the SEN base refractory materials on clogging were studied. A large number of accretion samples formed inside alumina-graphite clogged SENs were examined using FEG-SEM-EDS and Feature analysis. The internal coated SENs were used for continuous casting of stainless steel grades alloyed with Rare Earth Metals (REM). The post-mortem study results clearly revealed the formation of a multi-layer accretion. A harmful effect of the SENs decarburization on the accretion thickness was also indicated. In addition, the results indicated a penetration of the formed alkaline-rich glaze into the alumina-graphite base refractory. More specifically, the alkaline-rich glaze reacts with graphite to form a carbon monoxide gas. Thereafter, dissociation of CO at the interface between SEN and molten metal takes place. This leads to reoxidation of dissolved alloying elements such as REM (Rare Earth Metal). This reoxidation forms the “In Situ” REM oxides at the interface between the SEN and the REM alloyed molten steel. Also, the interaction of the penetrated glaze with alumina in the SEN base refractory materials leads to the formation of a high-viscous alumina-rich glaze during the SEN preheating process. This, in turn, creates a very uneven surface at the SEN internal surface. Furthermore, these uneven areas react with dissolved REM in molten steel to form REM aluminates, REM silicates and REM alumina-silicates. The formation of the large “in-situ” REM oxides and the reaction of the REM alloying elements with the previously mentioned SEN´s uneven areas may provide a large REM-rich surface in contact with the primary inclusions in molten steel. This may facilitate the attraction and agglomeration of the primary REM oxide inclusions on the SEN internal surface and thereafter the clogging. The study revealed the disadvantages of the glass/silicon powder coating applications and the SEN decarburization. The decarburization behaviors of Al2O3-C, ZrO2-C and MgO-C refractory materials from a commercial Submerged Entry Nozzle (SEN), were also investigated for different gas atmospheres consisting of CO2, O2 and Ar. The gas ratio values were kept the same as it is in a propane combustion flue gas at different Air-Fuel-Ratio (AFR) values for both Air-Fuel and Oxygen-Fuel combustion systems. Laboratory experiments were carried out under nonisothermal conditions followed by isothermal heating. The decarburization ratio (α) values of all three refractory types were determined by measuring the real time weight losses of the samples. The results showed the higher decarburization ratio (α) values increasing for MgO-C refractory when changing the Air-Fuel combustion to Oxygen-Fuel combustion at the same AFR value. It substantiates the SEN preheating advantage at higher temperatures for shorter holding times compared to heating at lower temperatures during longer holding times for Al2O3-C samples. Diffusion models were proposed for estimation of the decarburization rate of an Al2O3-C refractory in the SEN. Two different methods were studied to prevent the SEN decarburization during preheating: The effect of an ZrSi2 antioxidant and the coexistence of an antioxidant additive and a (4B2O3 ·BaO) glass powder on carbon oxidation for non-isothermal and isothermal heating conditions in a controlled atmosphere. The coexistence of 8 wt% ZrSi2 and 15 wt% (4B2O3 ·BaO) glass powder of the total alumina-graphite refractory base materials, presented the most effective resistance to carbon oxidation. The 121% volume expansion due to the Zircon formation during heating and filling up the open pores by a (4B2O3 ·BaO) glaze during the green body sintering led to an excellent carbon oxidation resistance. The effects of the plasma spray-PVD coating of the Yttria Stabilized Zirconia (YSZ) powder on the carbon oxidation of the Al2O3-C coated samples were investigated. Trials were performed at non-isothermal heating conditions in a controlled atmosphere. Also, the applied temperature profile for the laboratory trials were defined based on the industrial preheating trials. The controlled atmospheres consisted of CO2, O2 and Ar. The thicknesses of the decarburized layers were measured and examined using light optic microscopy, FEG-SEM and EDS. A 250-290 μm YSZ coating is suggested to be an appropriate coating, as it provides both an even surface as well as prevention of the decarburization even during heating in air. In addition, the interactions between the YSZ coated alumina-graphite refractory base materials in contact with a cerium alloyed molten stainless steel were surveyed. The YSZ coating provided a total prevention of the alumina reduction by cerium. Therefore, the prevention of the first clogging product formed on the surface of the SEN refractory base materials. Therefore, the YSZ plasma-PVD coating can be recommended for coating of the hot surface of the commercial SENs.

Eldningsresultat för pellets med tillsats av magnesium

Vid förbränning av biobränslen såsom träpellets bildas partiklar som orsakar avsättningar på ytor i pannans konvektionsparti. Det som leder till försämrad effektivitet och kräver sotning. Dessutom sker utsläpp av partiklar till uteluften som kan ge hälsoeffekter. Vid förbränning kan alkalimetaller, som till exempel kalium, frigöras från bränslet och de kan bilda klibbiga avsättningar tillsammans med klor, svavel eller kisel, som i sin tur samlar in mer partiklar och det bygger på avsättningar i konvektionspartiet. Det förväntas att magnesi-um reagerar (huvudsakligen med klor, svavel och kisel) så att sammansättningar med högre smältpunkter erhålls, vilket kan minska avsättningar i konvektionspartiet. Karlstads Universitet har producerat tre olika typer av träpellets; en referenspellet utan tillsat-ser, en pellet med magnesiumoxid (MgO) och en pellet med magnesiumhydroxid (Mg(OH)2). Kortare eldningsprov med de olika bränslena har genomförts i en 20 kW pelletspanna och uppkomna avsättningar i konvektionspartiet och emissioner har registreras. Avsättningarna i konvektionspartiet kvantifierades med en gravimetrisk metod och analyserades med SEM, vilket gör det möjligt att se vilka grundämnen som förekommer i avsättningarna. Gasformiga emissioner som CO, NO och TOC registrerades liksom partikelutsläpp. Motsvarande försök gjordes också med en kommersiellt tillverkad pellet. Tillsats av MgO och Mg(OH)2 ökade mängden flygaska och partikelutsläpp (PM 2,5). Massan av fasta beläggningar i konvektionspartiet ökade också jämfört med referenspellets utan dessa tillsatser. Dessutom bildades stora mängder flygaska i fallen med magnesiumtillsats. Att tillsatserna bildade flygaska kan förklaras av den normalt mycket låga askhalten i träpel-lets och därmed är också halten av alkalimetaller låg jämfört med pellets som tillverkas av spannmål. Magnesiumtillsatsen syftar till att reagera med alkalimetaller och bilda föreningar med så hög smältpunkt att de inte fastnar i pannans konvektionsparti. Troligen är magnesium-tillsatsen för hög jämfört med mängden alkali i pelletsen. Från SEM-analysen kan man se att mängden kalium minskar med magnesiumtillsatserna och det verkar som att principen fungerar. Dock hamnade stora mängder flygaska med hög andel magnesium i konvektionspartiet (lös flygaska har avlägsnats före den gravimetriska mätning-en och före SEM-analysen av substraten). Detta kan ha förhindrat substraten från att få högre andel fasta avsättningar från bland annat kalium och klor under denna korta mätperiod som genomfördes. Det kan dock inte uteslutas att de minskade avsättningarna av kalium och klor berodde på just tillsatsen av magnesium.

Petrologia do macico mafico-ultramafico passo do ivo, sao gabriel, Rio Grande do Sul

o Maciço Máfico-ultramáfico Passo do Ivo, localizado ao sul de São Gabriel (RS), é um corpo de forma alongada,encaixado nos metamorfitos do Grupo Vacacaí e o conjunto está encravado tectonicamente, em litologias graníticas. Foram distinguidas zonas de concentração preferencial de minerais dentro do maciço, constituindo as seguintes litologias: olivina acumulados, clinopiroxênio-olivina acumulados, clinopiroxênio, ottopiroxênio-olivina acumulados e gabros. Na parte central do corpo, a mineralogia e as texturas ígneas estão preservadas. Nas partes externas, predomina a mineralogia metamórfica: actinolita, clorita, tremolita e cumingtonita. Os estudos petrográficos revelaram texturas acumuladas, características dos complexos estratiformes. As análises químicas mostram que MgO, Fe203 apresentam correlação negativa com Si02; FeO, Ti02, Na20, CaO e A1203 apresentam correlação positiva com Si02; Cr, Ni e Co apresentam valores médios de, respectivamente, 4288 ppm, 656 ppm e 175 ppm nos ultramafitos. Infere-se que o corpo tenha-se formado a partir da cristalização fracionada de minerais máficos de um magma toleítico magnesiano que se diferenciou,segundo um "trend" komatiitico. Após o emplaçamento do corpo máfico-ultramáfico nos metamorfitos, os granitos circundantes, provavelmente intrusivos, provocaram um metamorfismo de contato nas rochas do maciço que atingiram o facies xistos-verdes e localmente anfibolito. A formação de xistos magnesianos em algumas partes do corpo, sugere metamorfismo dinâmico associado aos extensos falhamentos NE que cortam a região.

Estratigrafia de seqüências : uso da icnologia, dos argilominerais e da geoquímica em rochas de idade permiana na Bacia do Paraná, Região de Lauro Müller (SC), Brasil

A Icnologia, os Argilominerais e a Geoquímica foram integradas aos estudos de Associação Faciológica com objetivo de testá-las como ferramentas auxiliares na caracterização de Seqüências Deposicionais, segundo os conceitos da Estratigrafia de Seqüências (sentido Exxon). Para isso, foi selecionado o intervalo estratigráfico, compreendido do Sakmariano ao Kunguriano (Permiano), correspondente às formações Rio do Sul, Rio Bonito e base da Formação Palermo. A área de estudo está situada na borda leste da Bacia do Paraná, nos municípios de Orleans e Lauro Müller, região sul do estado de Santa Catarina. Como metodologia de trabalho, foi selecionado um arcabouço estratigráfico considerando uma hierarquia de eventos de 3a e 4a ordem, inseridos em um evento de 2a ordem, correspondente a uma superseqüência. Para isso, foram selecionados dez afloramentos, e os poços PB-18 e PB-20, com testemunhos, totalizando 500 m. Foram interpretadas seis associações faciológicas, representadas, da base para o topo, por rochas glácio-marinha, plataforma marinha dominada por ondas com estrutura “hummocky”, arenito de “shoreface” médio/superior, bioturbados, pelitos marinho/marinhos marginais, flúvio-estuarino e ilha de barreira/laguna. Admitiu-se ainda a formação de vales incisos para as região de Lauro Müller e para a área do poço RL-6, a partir da deposição das rochas flúvio-estuarinas. O uso da Icnologia limitou-se à interface entre o topo da formação Rio do Sul e a base do Membro Triunfo da Formação Rio Bonito, onde a identificação da Icnofábrica de Glossifungites auxiliou na delimitação de limites de seqüência de alta freqüência. Além disso, foram reconhecidas, o predomínio das Icnofábricas de Thalassinoides e Teichichnus e, secundariamente, Planolites, Ophiomorpha, Arenicolites, Cylindrichnus, Monocraterion, Diplocraterion e Rosselia, permitindo posicionar a interface entre estas formações na Icnofácies Skolithos/Cruziana. Helminthopsis, Condrites e Palaeophycus passam a predominar quando da presença de subambientes mais restritos tipo baías e lagunas. Os argilominerais identificados foram a caolinita, a clorita, a ilita e o interestratificado ilita-esmectita (I-S) do tipo ordenado. O predomínio da clorita e da ilita, na Formação Rio do Sul e o da caolinita no Membro Siderópolis, indicam variações paleoclimáticas, onde, inicialmente, existiram condições mais frias e secas, passando para condições de clima mais quente e úmido. Os pelitos transgressivos do Membro Paraguaçu da Formação Rio Bonito foram caracterizados pelos valores relativos mais elevados do interestratificado I-S, e do SiO2 e Na2O e, os menores valores relativos do Al2O3, K2O, Fe2O3, MgO e TiO2. Interpretou-se uma proveniência detrítica para estes argilominerais sendo associados a minerais micáceos e feldspáticos. As relações V/(V+Ni) e V/Cr indicam condições paleoambientais restritas, de caráter redutor, praticamente para todo o intervalo estudado. A relação Sr/Ba mostrou-se boa indicadora de eventos transgressivos no PB-18 e no poço 1-TV-4-SC, perfurado em posição mais distal na bacia. Embora o uso da Taphonomia não tenha sido contemplada no objetivo inicial, a utilização da razão pólens/esporos foi satisfatória. Pulsos transgressivos de alta freqüência puderam também ser balizados pelas razões mais elevadas desta relação, havendo uma correlação razoável com as indicações advindas da curva da razão Sr/Ba. Integrando-se os resultados destas várias ferramentas foi possível dividir o intervalo estratigráfico no PB-18, em sete seqüências deposicionais de 4a ordem e, em cinco seqüências deposicionais, no PB-20. As variações encontradas nos estilos de estaqueamento estratigráfico entre as áreas perfuradas por estes poços, deve-se às variações locais no estilo tectono-sedimentar, dentro do modelo de bacias tipo “foreland” – parte distal, modelo este adotado para a sedimentação destas seqüências e que tiveram, na subsidência e no controle glácio-eustático, os agentes moduladores deste padrão estratigráfico.

Estudo da viabilidade técnica da utilização de escórias de aciaria do processo LD como adição em cimentos

A reciclagem de resíduos apresenta-se como uma alternativa adequada com relação à preservação dos recursos naturais e do meio ambiente. As escórias de aciaria são resíduos siderúrgicos originados na fabricação do aço, e são geradas em grandes quantidades. Estes resíduos são estocados nos pátios siderúrgicos, onde permanecem, na sua maioria, sem qualquer destino. Normalmente, as escórias de aciaria são volumetricamente instáveis, apresentando características expansivas, e por esta razão, a aplicação das mesmas em materiais de construção torna-se restrita. Esta pesquisa tem como objetivo estudar a viabilidade técnica do uso das escórias de aciaria LD como adição em cimentos, propondo um método de estabilização por meio de granulação por resfriamento brusco destas escórias, buscando, desta forma, a eliminação do fenômeno da expansão, e visando a melhoria das características destes resíduos. No processo de estabilização, a escória líquida foi granulada em uma usina siderúrgica. Estudos complementares de granulação foram realizados nos laboratórios da UFRGS, empregando-se escórias refundidas. A granulação por resfriamento brusco favoreceu a redução do CaOlivre, a eliminação do MgO na forma de periclásio, e a eliminação do bC2S das escórias, considerados agentes causadores da expansão. No entanto, a elevada basicidade da escória LD dificulta a formação da estrutura vítrea e a separação da fração metálica após o resfriamento brusco. Foram realizados ensaios de expansão das escórias, atividade pozolânica, e resistência mecânica de argamassas com escórias granuladas. O resfriamento brusco proporcionou a eliminação da expansão e o desenvolvimento das propriedades pozolânicas/cimentícias da escória granulada. Como adição em cimentos, do ponto de vista da resistência mecânica, as argamassas compostas com escórias granuladas e clínquer apresentaram níveis de resistência à compressão axial compatíveis com as especificações referentes ao cimento Portland composto, apesar destes resultados serem inferiores aos obtidos para as argamassas de referência.

Imobilização do íon cromo oriundo de cinzas da incineração de serragem de couro em corpos cerâmicos vitrificados

Este trabalho teve como objetivo principal investigar o processo de imobilização do íon cromo, oriundo da cinza de incineração da serragem de couro curtido ao cromo (CSC), em corpos cerâmicos vitrificados. Para tanto, foram desenvolvidas formulações com adição de vidro sodocálcico a CSC, que foram submetidas a diferentes temperaturas de queima. Para o aprofundamento da investigação dos fenômenos atuantes no processo de imobilização do íon cromo, foram formuladas massas cerâmicas com a adição de óxidos puros de Na2O, TiO2, MgO e CaO, à composição CSC e vidro sodo-cálcido. As massas cerâmicas foram conformadas por prensagem uni-axial de duplo efeito e queimadas em forno elétrico tipo mufla, nas temperaturas de 750, 800, 950 e 1000ºC. Posteriormente, foram caracterizadas quanto às propriedades físicas e composição mineralógica, bem como, avaliadas quanto à imobilização do cromo através de ensaios de lixiviação, segundo a Norma NBR 10.005. O controle de fases formadas resultante do processamento cerâmico foi investigado com o auxílio de difração de raios X e mapeamento por microssonda EDS. Os resultados obtidos indicam que é possível obter a imobilização do íon cromo da CSC, de acordo com o limite máximo estabelecido pela NBR 10.004 (5mg/L), utilizando vidro e agentes de vitrificação/densificação, como o óxido de titânio e óxido de magnésio. Quanto mais elevada a temperatura de queima, mais efetiva foi a imobilização de cromo nos corpos cerâmicos investigados. O aumento da temperatura de queima diminui a porosidade aberta, via formação de fase vítrea, levando desse modo a uma diminuição da lixiviação do cromo. No entanto, a adição somente de vidro a CSC aumentou a lixiviação do cromo dos corpos cerâmicos, embora sempre menor para temperaturas de queima crescentes. Deve-se isso, ao aumento de fases lixiviáveis, como cromatos de sódio, a partir da reação do sódio, do vidro sodo-cálcico e do cromo da CSC. Os corpos cerâmicos que apresentaram a fase cromato de sódio, apresentaram deficiente imobilização do íon cromo, em todas as formulações investigadas.

Geologia e geoquimica do complexo cambaizinho, sao gabriel - RS

Mapeamentos geológicos feitos pelo autor na região do Arroio Cambaizinho - são Gabriel/RS, resultaram na definição do Complexo Cambaizinho, representado pelas seqüências meta-sedimentar e máfica-ultramáfica, intimamente associadas ao longo de toda a extensão da associação supracrustal. A seqüência meta-se dimentar é constitu1da por gnaisses quartzo-feldspáticos dominan tes, anfibolitos bandados e quartzitos subordinados, derivados de sedimentos areno-pelítico-carbonatados estruturados, de forma ritmica em ambiente subaquoso. Niveis composicionais de ocorrência restrita contendo estaurolita, definem o grau metamórfico (médio) para esta região. Intercalações de serpentinitos, xistos magnesianos variados e anfibolitos a granulação fina, na forma de camadas e/ou lentes interestratificadas nos meta-sedimentos indicam suas derivações a partir de derrames e/ou intrusões , ígneas de pequena profundidade de composição básica-ultrabásica. Este juntamente com níveis de sedimentos qu1micos intercalados e corpos de gabros, constituem a seqüência máfica-ultramáfica. O complexo, representa o segmento norte de um cintu rão supracrustal polideformado de forma geométrica aproximadamente linear, com orientação NNE, que se extende desde a localidade de Passo do Ivo, situado mais a sul, até a região objeto deste trabalho. Quatro fases de deformação dúcteis foram das para a área, estando as duas primeiras (Dl e D2) identifica associadas xx aos eventos metamórficos regionais Ml e M2. O metamorfismo mais antigo (Ml), assinalado por paragêneses diagnósticas em metapelitos alcançou o fácies anfibolito (zona da estaurolita), estando representado em outras litologias pela ocorrência de olivina metamórfica em paragênese com tremolita e/ou talco (meta-serpentinitos) e hornblenda mais oligoclásio/andesina em meta-básicas. O M2, mais jovem, atingiu o fácies xistos verdes, cujas assembléias mineralógicas se associam à foliação S2, de distribuição ir regular ao longo do cinturão. As condições fisicas de Ml foram de média P/T, similares às do metamorfismo Dalradiano. Intrusões graniticas na forma de lâminas (corpos ta bulares) durante a segunda fase de deformação D2, datados pelo mé todo Rb/Sr em 661 :: 29 Ma e agrupados sob a denominação de Granatóides Sanga do Jobim, fornecem idades mínimas para o complexo. Os vários grupos composiciconais da seqüência máfic~ -ultramáfica, individualizados com base em critérios petrográf~ cos e conteúdo de elementos maiores correspondem a: serpentinitos e olivina-talco ultramafitos (cumulados komatilticos); xis tos magnesianos à talco e clorita e anfibólio xistos (komatiitos); clorita-hornblenda xistos (basaltos komatiiticos), litos e metagabros (basaltos e gabros tolelticos). anfibo Estes vários tipos litológicos foram originados através de diferentes graus de fusão parcial do manto como indicado pelo hiato composicional de MgO (11 à 17%) e os diferentes padrões de ETR existentes entre os anfibolitos/metagabros (toleitos) e os serpentinitos/xistos magnesianos (komatiltos).As variações composicionais no interior de cada grupo, foram controladas pelo fracionamento (acumulação ou extração) de olivina e pouco ortopiroxênio (serpentinitos e olivina-talco ultramafitos)clinopiroxênios (clorita e anfibólios xistos, clorita hornblenda xistos), clinopiroxênio e plagioclásio (anfibolitos e metagabros). As abundâncias e os padrões de ERTL (elementos terras raras leves) enriquecidos, juntamente com os baixos valores das razões A1203/Ti02 e CaO/Ti02 das amostras de xistos magnesiinos das camadas A e B sugerem derivações deste material a partir de baixas percentagens de fusão de um manto enriquecido em mentos incompatíveis. As anomalias negativas de Ce e Eu na ele maio ria das rochas da seqüência máfica-ultramáfica indicam que protólitos ígneossofreram alterações em ambiente submarino.

Evolução mineralógica da alteração laterítica em rochas vulcânicas básicas na borda sudeste da Bacia do Paraná (Rio Grande do Sul e Santa Catarina)

Perfis de alteração em basaltos com baixos teores de Ti02 (LTiB) da Parte Sudeste da Bacia do Paraná (SPB) associam-se a superfícies aplainadas, nos planaltos das Araucárias (Ab' Saber, 1973), entre altitudes de 950 m a 750 m (Vacaria) e 1000m a 920m (a Sul de Lages). Em domínios mais dissecados do relevo, que crescem de Este para Oeste, e nas encostas intensamente dissecadas destes planaltos a Sul (calha do rio Antas) e a Norte (calha do rio Pelotas), os perfis de alteração são truncados ou inexistentes. A associação dos perfis de alteração com superfícies geomorfológicamente mais antigas (aplainadas e elevadas) faz supor que o início dos processos de alteração seja correlativo às superfícies aplainadas, antigo e, provável mente, Terciário. As sequências de alteração mais completas localizam-se em morros de topo plano e apresentam as seguintes fácies: Rocha mãe, saprólito, alterito argiloso, alterito esferoidal, "stone line", coberturas móveis e solo atual. Químicamente os produtos de alteração intempérica dos basaltos são "lateritas" segundo definição de Schellmann (1981), com enriquecimento em Fe2D.3 e H20; perdas em Si02, FeO, MgO, CaO, Na20 e K20; prováveis pequenas perdas emA12D.3. No saprólito, os pedaços de rocha fragmentada permitiram a descrição das alterações hidrotermais refletidas nas para gêneses dos sítios intersticiais, constitui dos por materiais cristalinos e criptocristalinos. Os cristais de titanomagnetita aparecem com manchas azuis irregulares que sugerem variações cristaloquímicas contínuas dentro de um mesmo cristal, típicas da maghemitização. O alterito argiloso é sede de pseudomorfoses dos minerais magmáticos e hidrotermais. Esmectitas, ocupam os sítios das camadas mistas hidrotermais; halloysitas 7 e 10 Á são dominantes nos plasmas das pseudomorfoses de plagioclásios e plasmas ricos em ferro e sílica predominam nas pseudomorfoses de piroxênios. Observa-se a transição halloysita -caolinita desordenada rica em ferro estrutural nas partes superiores do conjunto. Os plasmas secundários são silico-aluminosos, nas partes baixas do conjunto, e predominantemente opacos no topo. Estes plasmas constituem-se de halloysita, litioforita (ou plasma rico em Mn), goethita e maghemita. O alterito esferoidal apresenta o núcleo de rocha e um córtex de cor amarelo -alaranjada em que se verifica a presença dominante da goethita aluminosa. Secundáriamente, aparecem cristobalita, maghemita e gibbsita. As coberturas móveis, são constitui das de plasma caolinítico e plasmas ricos em hematita e goethita. Aparecem ainda grânulos, pisólitos e nódulos herdados de antigas couraças desmanteladas. Os minerais, formados em condições lateritizantes, são os filossilicatos halloysita 7Á e lOÁ, caolinita desordenada e os óxidos e hidróxidos, hematita, goethita, gibbsita e litioforita.Observou-se que a mineralogia de alteração está intimamente associada à textura da rocha original. Encontram-se, ainda, nestes horizontes de alteração intempérica, a cristobalita (metaestável) e a titanomaghemita. As titanomaghemitas identificadas nos saprólitos e alteritos apresentam as características de maghemitização: diminuição da taxa 32(Fe+ Ti)/O, aumento de lacunas na malha cristalina e diminuição do parâmetro ~. Mg diminui com o intemperismo, Mn e AI se concentram nas fases magnéticas. A halloysita 7Á predomina sobre a lOÁ, na fração < 2Jlm, do alterito argiloso, alterito esferoidal e no sistema fissural. A caolinita predomina no horizonte "tacheté". No alterito esferoidal, ocorre também caolinita e esmectita. As argilas halloysíticas apresentam quatro morfologias: esferas, tubos, lamelas planares e cones. A halloysita forma-se preferencialmente à caolinita no córtex de alteração do alterito esferoidal e na fácies argilosa, constituindo um primeiro estágio de intemperismo. Os tubos e cones têm os menores teores de Fe2Ü3 enquanto as halloysitas planares têm os mais altos teores de Fe2Ü3. O teor de Fe das partículas esferoidais é variado. Os óxidos e hidróxidos destes perfis caracterizaram variações da atividade a água, de atividade da sílica dissolvida e temperatura, refletindo as paleocondições (climáticas) de formação destas coberturas fósseis.

Catalisadores de vanádio (V) contendo ligante tris(pirazolil)borato : rotas de imobilização e avaliação em polimerização de etileno

As sínteses, caracterizações e estudos referentes a polimerização do etileno de uma série de complexos {TpMs*}V(NtBu)Cl2 (1), {TpMs*}V(O)Cl2 (2), {TpMePh]V(NtBu)Cl2 (3) e {Tp*}V(O)Cl2 (4) são descritas. A reação destes complexos com MAO geram espécies catalíticas ativas para a polimerização do etileno. Para as reações de polimerização realizadas em tolueno a 30°C, as atividades variaram entre 71 e 1.126 kg de PE/mol[V]·h·atm. A atividade mais alta foi obtida usando o precursor catalítico 1. As curvas de DSC mostraram a formação de polietileno de alta densidade com temperaturas de fusão entre 134 e 141ºC. Visando a obtenção de catalisadores suportados, o complexo 1 foi imobilizado através do método direto sobre os seguintes suportes inorgânicos: SiO2, SiO2 modificada com MAO, SiO2-Al2O3, MCM-41, MgO e MgCl2. O teor de metal imobilizado, determinado por XRF, permaneceu entre 0,22 e 0,50 % g V/g suporte (p/p %).Os maiores teores de metal foram encontrados para os suportes com maiores áreas superficiais (SiO2–Al2O3 e MCM-41). Todos os sistemas mostraram-se ativos na polimerização do etileno na presença de MAO ou TiBA/MAO (1:1) (Al/V = 1000). A atividade catalítica mostrou-se dependente da natureza do suporte, ficando esta entre 8 e 89 kg de PE/mol[V]·h·atm. Os melhores resultados foram obtidos para sílica. Suportes ácidos ou básicos forneceram sistemas catalíticos menos ativos. Os polietilenos apresentaram pesos moleculares médios (Mw) superiores a 2.000.000 g/mol, sugerindo a produção de polímeros com ultra-alto peso molecular. Baseado nos resultados referentes a imobilização de 1, o complexo 2 foi imobilizado sobre SiO2 e SiO2 modificada com MAO. As reações de polimerização deste catalisador suportado foram realizadas em tolueno a 30ºC, utilizando MAO ou TiBA/MAO (1:1) (Al/V = 1000). Os resultados de atividade variaram entre 7 e 236 kg de PE/mol[V]·h·atm, sendo a maior atividade encontrada para o sistema suportado 2/SiO2/MAO(4,0 % Al/SiO2) na presença da mistura de cocatalisadores TiBA/MAO (1:1). Os complexos 1 e 2 foram imobilizados “in situ” utilizando SiO2 e SiO2/MAO (4,0 % em peso de Al/SiO2) como suportes, empregando 0,02 % em peso de V/g suporte. Todos os sistemas estudados foram ativos nas reações de polimerização do etileno. Para o complexo 1, a maior atividade (1.903 kg de PE/mol[V]·h·atm) foi obtida utilizando o sistema 1/SiO2/MAO (4,0 % em peso de Al/SiO2) na presença do MAO. Cabe ressaltar que, para este sistema catalítico, o uso de TMA ao invés de MAO proporciona a formação de um sistema catalítico altamente ativo (1.342 kg de PE/mol[V]·h·atm). A maior atividade (1.882 kg de PE/mol[V]·h·atm) para o complexo 2 foi encontrada quando o mesmo foi suportado “in situ” sobre SiO2, utilizando MAO como cocatalisador. O catalisador de vanádio preparado “in situ” sobre o suporte na presença do MAO apresentou uma atividade catalítica de 22 kg de PE/mol[V]·h·atm) sendo a mesma inferior àquela obtida utilizando o sistema via imobilização do catalisador “in situ”. Várias rotas sintéticas (hidrolíticas e não-hidrolíticas) objetivando a preparação “in situ” do catalisador sobre sílicas-híbridas foram empregadas, entretanto todas as tentativas falharam devido à alta reatividade do grupo NCO com alguns reagentes empregados no processo de preparação das mesmas. Uma série de catalisadores híbridos foram preparados pela combinação e imobilização seqüencial de {TpMs*}V(NtBu)Cl2 (1) e [LFeCl2] (8) (L = 2,6-bis(imino)piridila) sobre SiO2/MAO (4,0% em peso de Al/SiO2) em diferentes proporções (1:1) e (1:3). Todos os sistemas foram ativos na polimerização do etileno na presença de MAO como cocatalisador. A atividade mostrou-se dependente da natureza do complexo e da ordem de imobilização. A maior atividade foi obtida para o sistema V/Fe/SMAO-4 (1:1) (117 kg de PE/mol[M]·h·atm). Baseado nas curvas de DSC, diferentes tipos de PE podem ser obtidos dependendo da natureza do complexo imobilizado e da ordem da adição dos catalisadores no suporte. Para os sistemas híbridos, a presença do Fe determina a formação de PE com dois picos de fusão.

Efeito de níveis crescentes de calagem no crescimento e estado nutricional de fedegoso

A distribuição e desenvolvimento de plantas, a exemplo daquelas que infestam as áreas agrícolas, é influenciada por diversos fatores, a como aqueles ligados às caraterísticas do solo, naturais ou impostas pelo homem. Assim, o presente trabalho de pesquisa foi desenvolvido em condições de casa-de-vegetação com o objetivo de estudar o efeito de níveis crescentes de calagem no crescimento e estado nutricional de Senna obtusifolia, planta daninha comum em ecossistemas agrícolas. O delineamento experimental adotado foi o inteiramente casualizado, com seis tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos constituíram-se em quantidades de calcário dolomítico calcinado com 38% de CaO e 20% de MgO, com um poder de neutralização total (PRNT) de 104%: 0, 2, 4, 6, 8 e 10 t/ha. As parcelas experimentais constituíram-se de recipientes de plástico com capacidade de 5 litros, preenchidos com terra coletada na camada arável de um latossolo vermelho escuro distrófico, A moderado, textura média. Após um período de crescimento de 56 dias as plantas foram coletadas e separadas em seus componentes vegetativos, sendo colocados a secar em estufa de circulação forçada de ar (70ºC por 72 horas) para determinação do peso seco. O material foi pesado e moído e analisado a nível de composição de nutrientes. Os resultados mostraram efeitos negativos dos níveis crescentes de calcário, sobre o crescimento das plantas de S. obtusifolia, evidenciando-se decréscimos nos valores da matéria seca acumulada a partir da dose de 4 t/ha de calcário (pH 5,8), com efeitos mais marcantes nas raízes. A aplicação de doses crescentes de calcário promoveu um aumento progressivo nos teores de Ca e Mg no solo, o que talvez possa ter estimulado a competição entre cátions, reduzindo a absorção do K. Os elementos N e P foram os mais absorvidos pela planta.

Perdas endógenas e coeficientes de absorção aparente e real do magnésio em caprinos

Os objetivos deste trabalho foram determinar a absorção aparente, estimar as perdas endógenas fecais e a absorção real do Mg e determinar a ingestão ad libitum da água de beber e a concentração de Mg no soro sangüíneo de caprinos da raças Anglonubiana (AN) e Saanen (SN). Foram usados doze caprinos, seis de cada raça, com 19,8 kg PV médio. Dietas semipurificadas (baixo teor de Mg) à base de quirera de arroz, glúten de milho e celulose foram suplementadas com MgO, para se obterem os níveis de 0,05 (sem supplementação) 0,20 e 0,35% Mg (%MS). Os níveis de Mg influenciaram os coeficientes de absorção aparente de Mg e Ca, com valores médios de 57,8; 73,9; e 73,2% para Mg e 55,7; 39,6; e 49,5% para Ca, para dietas com níveis 0,05; 0,20; e 0,35% de Mg, respectivamente. Entretanto, para os coeficientes de absorção aparente de P, Na e K, não houve efeito de níveis de Mg na dieta. Os resultados de absorção real de Mg apresentaram interação de níveis de Mg e raças. A média para raça NA, no nível 0,05% Mg, foi de 61,0% e para os níveis 0,20 e 0,35% Mg, 77,2 e 73,2%, respectivamente. Entretanto, para a raça SN, as médias foram 73,3; 75,5; e 76,0%, para os mesmos níveis, sem diferenças. A digestibilidade de matéria seca, proteína bruta e extrato não-nitrogenado diminuiu com os níveis crescentes de Mg nas dietas. As excreções fecais (7,0; 20,8; e 34,4 mg/kg PV0,75.d) e urinárias (3,9; 30,8; e 44,6 mg/kg PV0,75.d) de Mg elevaram-se com o aumento dos níveis crescentes de Mg nas dietas. Houve, também, influência dos níveis de Mg dietético sobre as concentrações de Mg do soro sangüíneo (1,74; 2,23; e 2,80 mg/dL para níveis de 0,05; 0,20; e 0,35% de Mg, respectivamente).

Reatividade de calcários agrícolas e a relação entre os teores de cálcio e magnésio

A reatividade da fração retida entre as peneiras nºs 50-60 (ABNT) de quatro calcários, com teores relativos de óxidos de cálcio decrescentes e de óxidos de magnésio crescentes, foi avaliada incubando-os , durante 100 dias, com três solos diferentes. O delineamento foi o de blocos casualizados com 6 tratamentos e 4 repetições. A avaliação, feita através das variações periódicas do pH e dos teores de alumínio, cálcio e magnésio trocáveis, mostrou que a relação entre os teores de cálcio e magnésio nos calcários não influi na sua reatividade, tanto quanto à correção da acidez dos solos como ao fornecimento de cálcio e de magnésio.

Obtenção de cerâmicas à base de tricálcio fosfatos utilizando óxido de magnésio como aditivo

The tricalcium phosphate ceramics has been widely investigated in the last years due its bioresorbable behavior. The limiting factor of the application of these materials as temporary implants is its low strength resistance. The tricalcium phosphate presents an allotropic transformation β→α around 1250 ºC that degrades its resistance. Some studies have been developed in order to densify this material at this temperature range. The objective of this work is to study the influence of the addition of magnesium oxide (MgO) in the sintering of β-TCP. The processing route was uniaxial hot pressing and its objective was to obtain dense samples. The samples were physically characterized through density and porosity measurements. The thermal behavior was studied through dilatometric, thermal differential and thermogravimetric analysis. The mechanical properties were characterized by three point flexure test and Vickers microhardness measurements, analyzed of the microstructure. The addition of magnesium oxide doesn t cause an improvement of the mechanical strength in relation to material without additive.