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4.1.4. Hazır Giyim Mağazalarının Vitrin Tasarım Özelliklerine İlişkin Bulgular
A pesquisa de campo compreendeu a coleta de amostras para análises químicas, físicas e mineralógicas de calcários dolomíticos de Ouro Preto e municípios vizinhos do Quadrilátero Ferrífero (ROLFF, 1950), com amostras coletadas nas antigas bancadas e afloramentos. Os resultados das análises são referidos às amostras. Para conhecer melhor as ocorrências e afloramentos serão necessárias mais amostras e análises. As amostras da BEMIL, na rodovia Ouro Preto- Belo Horizonte foram coletadas depois do britador primário. As amostras de Hargreaves, obtidas no Departamento de Geologia da UFOP (DEGEO) foram analisadas como referências para a microestrutura euédrica, cujas amostras crepitam totalmente, tipo fratura explosiva. Também foram coletadas amostras na região de Gandarela, nas jazidas fornecedoras das usinas siderúrgicas, em lavra industrial, entre os municípios de Santa Bárbara, Barão de Cocais e Rio Acima, todos situados no Quadrilátero Ferrífero, em Minas Gerais, próximos das ferrovias.
4.2 – Preparação das Amostras
Inicialmente, as amostras foram submetidas à secagem em estufas. Depois foram retirados fragmentos de rochas para caracterização mineralógica. O restante foi britado (3,55mm) e homogeneizado em pilhas cônicas alongadas, tipo chevron, com empilhamento manual, com retomada dos quartos de pilha cônica e distribuição na pilha de homogeneização final. Da pilha final foram retiradas as amostras para testes de laboratório e de caracterização.
Foram reservadas amostras de testemunhas de cada pilha final. As análises químicas foram feitas por espectrometria de raios-X e por via úmida. Foram realizados testes de calcinação simples, com relação à crepitação.
A FIG. 4.1 mostra o fluxograma de preparação das amostras.
FIGURA 4.1 – Fluxograma de preparação das amostras.
Fonte: CARVALHO, 2004. ALÍQUOTAS PARA CARACTERIZAÇÃO ANÁLISE QUÍMICA FRAGMENTOS PARA CARACTERIZAÇÃO PILHA DE HOMOGENEIZAÇÃO AMOSTRA RESERVA 100Kg AMOSTRAGEM MINA INSTRUMENTAL ANÁLISE ALÍQUOTAS TESTE HOMOGÊNEOS DE LABORATÓRIO CONES BRITAGEM -3,35mm SECAGEM ESTUFAS
A FIG. 4.2 mostra o fluxograma dos testes.
FIGURA 4.2 – Fluxograma de testes.
Fonte: CARVALHO, 2004.
4.3 – Metodologia Usada – Teste Wuhrer – Ácido Clorídrico
A prática operacional das usinas siderúrgicas demonstra dificuldades no uso de cal ou calcários magnesianos, visando obter maiores teores de MgO na escória, devido a pouca solubilidade do magnésio, comparado com o cálcio, o que pode provocar atrasos na fabricação das escórias e aumentar o tempo das corridas. Para medir estas diferenças foram estudados os valores da reatividade inicial, destacando a diferença de solubilidade entre os óxidos de cálcio e magnésio durante 3 minutos em ácido clorídrico, teste Wuhrer. Nas reações envolvendo dolomita natural ou calcinada, existe uma concentração de magnésio nos resíduos insolúveis. Pela primeira vez, estão sendo
AMOSTRA GERAL
CALCINAÇÃO TESTE LABORATÓRIO
ANÁLISE TÉRMICA GRAVIMÉTRICA - TGA ANÁLISE TÉRMICA DIFERENCIAL - DTA
DENSIDADE/POROSIDADE
BRITADA/HOMOGENEIZADA FRAGMENTOS DE ROCHA
MLT - MICROSCOPIA LUZ TRANSMITIDA MLR - MICROSCOPIA LUZ REFLETIDA
DRF - DIFRAÇÃO RAIOS X AQQ - ANÁLISE QUÍMICA QUANTITATIVA MLR/MLT
LUPA PENEIRAS
publicadas as medidas, em relação ao tempo, do ataque de ácido clorídrico, em reações diferenciadas para o cálcio e magnésio, nos três minutos iniciais das reações. Os balanços de massa demonstram existir um enriquecimento de magnésio no resíduo insolúvel, e uma diminuição do teor de magnésio na fração solúvel, comparados com a amostra inicial. Com o cálcio acontece exatamente o contrário, diminuição do teor de cálcio no resíduo insolúvel e enriquecimento na fração solúvel.
Indústrias Votorantim – Cal Itaú – São José da Lapa, MG
Em combinação com a Cal Itaú – Indústrias Votorantim, no laboratório da fábrica de São José da Lapa – MG, foi sugerido investigar o início da reação do teste da reatividade com ácido clorídrico, seguindo a norma ABNT-1805-13-003, mas interrompendo a reação com três minutos. O valor de três minutos foi estabelecido em função da prática operacional de não registrarem valores significativos de consumo de ácido clorídrico nos dois primeiros minutos do teste, bem como nas curvas publicadas pela professora CINCOTTO, que foram comentadas no estado da arte. Existem vários tipos de fornos de calcinação, horizontais, verticais, rotativos, fornos com ou sem pré- aquecedor, fornos com pré-calcinador KVS (Kennedy van Saun), fornos com grelhas de resfriamento, onde os mesmos tipos de calcários ou dolomita processados fornecem tipos de cal com características diferentes, principalmente reatividade, devido às condições de aquecimento, queima e resfriamento (BOYNTON, 1980). Todas as amostras foram calcinadas, em mufla a 1100OC, durante três horas, uniformemente, FIG. 4.3 MVC683 eliminando as variáveis referentes aos tipos de fornos.
FIGURA 4.3 – Calcinação das amostras em mufla a 1100OC durante três horas.
As primeiras tentativas de usar o teste ABNT-NBR-1805-13–003, teste Wuhrer, para cal dolomítica escura, proveniente de calcários da região de Ouro Preto, fracassaram, pela impossibilidade de distinguir o tom rosado ou vermelho do indicador fenolftaleína, dentro da volume negro da cal em teste, FIG. 4.4 MVC777.
O uso de pH-metro também foi inviável, devido às quebras da proteção dos eletrodos, pelas partículas, lamas e pós da cal em teste, na rotação de 400 RPM.
FIGURA 4.4 – Cal cinzenta, dificultando observar a cor rosada da fenolftaleina.
4.4 – Distribuição do MgO em 3 Minutos no Teste Wuhrer
O teste Wuhrer funciona muito bem como teste de alvura ou brancura da cal, facilitando a verificação, logo nos minutos iniciais, pelo contraste com a fenolftaleína, se a amostra está com a alvura prevista, para a finalidade da cal. Foi idealizado outro tipo de teste, seguindo o teste Wuhrer para verificar as diferenças de reatividade entre o cálcio e o magnésio:
• atacar as amostras com excesso de acido clorídrico; • interromper a reação com 3 minutos;
• filtrar, secar, pesar;
• analisar o resíduo insolúvel.
O valor de 400 mililitros de ácido clorídrico foi estabelecido pela prática operacional dos resultados obtidos, em dez minutos de reação, das melhores amostras de cal calcítica, usadas industrialmente. As fotos do laboratório de São José da Lapa mostram as diversas fases do teste, realizados em ambiente totalmente ácido, com 400 mililitros de ácido clorídrico 4N em 2000 mililitros de água destilada, a 400C, totalizando 2400 mililitros, para atacar 50 gramas da amostra de cal dolomítica, seguindo de perto as
condições estabelecidas pela norma ABNT- 1805-13-003, de reação rápida para as amostras de cal dolomítica: excesso de ácido; temperatura 400
C; agitação de 400rpm. Os testes foram realizados em cinco etapas conforme a FIG. 4.5 MVC491; FIG. 4.6 MVC768; FIG. 4.7 MVC695 e FIG. 4.8 MVC779.
Primeira etapa – Reatividade WUHRER, interrompido com três minutos; Segunda etapa – Filtragem;
Terceira etapa – Secagem e calcinação dos resíduos; Quarta etapa – Análise via úmida dos resíduos;
Quinta etapa – Balanços de massa do cálcio e magnésio.
O resíduo insolúvel de cada amostra foi secada na estufa de 1100C durante duas horas para eliminar a umidade. Depois, cada resíduo insolúvel foi calcinado na mufla de 11000C por 24 horas, para recalcinação e eliminação de cloreto e hidróxidos, produzindo a fração recalcinada de cada amostra de dolomita. Pelo balanço de massa, a diferença de cada resíduo para 50 gramas foi considerada solúvel.
C
onforme foi mostrado na FIG. 4.3, o ensaio Wuhrer, com ácido clorídrico, é impraticável para medir a reatividade de cal escura, calcítica ou dolomítica, devido à impossibilidade de enxergar o ponto de virada do pH ácido para pH básico, por causa da fraca tonalidade rosada da solução de fenolftaleina, bem como aos riscos de perda ou quebra dos bulbos dos pH-metros, fixos ou portáteis, no choque com as partículas das amostras de cal, girando com 400rpm. Entretanto, a presença das impurezas, especialmente o ferro e manganês que tornam a cal escura, são muito importantes na fabricação das escórias metalúrgicas, abaixando os pontos de fusão ou amolecimento da cal, calcítica ou dolomítica. São apresentadas no capítulo 5 as conclusões desta pesquisa, demonstrando a menor solubilidade do óxido de magnésio comparado com o óxido de cálcio, nos três minutos iniciais do teste WUHRER, para separar a metodologia da discussão dos resultados.FIGURA 4.5 – Solução saturada de ácido clorídrico a 40OC.
FIGURA 4.7 – Teste interrompido com três minutos.
4.5 – Metodologia Usada – Teste ASTM – Água Destilada
4.5.1 – Amostras de referência
Nas Indústrias Votorantim – Cal Itaú – São José da Lapa – MG foram realizados os testes de reatividade ASTM com cal calcítica – branca e cal dolomítica escura. Apesar de ser mais simplificado e precisar de menos equipamentos e pessoal menos experimentado , o teste ASTM é pouco empregado pelos clientes e consumidores, que exigem mais o teste Wuhrer para cal de alta pureza.
Foram realizados inicialmente três ensaios com amostras de cal calcítica da Cal Itáu de Arcos e três amostras de cal dolomítica da mesma fábrica com a finalidade de obter valores de referência industrial para as amostras do Quadrilátero Ferrifero. Como a unidade São José da Lapa não produz cal dolomítica, foram usadas nos testes amostras industrias da Cal Itaú, procedentes da unidade Arcos- MG, para servirem de referência e comparação nos testes de reatividade com as amostras coletadas no Quadrilátero Ferrífero, conforme relação abaixo:
a) amostras ITAÚ – 6 amostras conhecidas de formações micríticas, sem grãos: • Arcos 1, Arcos 2, Arcos 3 – calcíticas;
• Pains, Lamelar, Brechado – dolomíticas.
b) amostras Quadrilátero Ferrífero - 18 amostras desconhecidas:
• Burnier 1, Burnier 2, Burnier 3, Burnier 4, Burnier 5, Burnier 6, Burnier 7, Burnier 8, Belvedere, Bocaina, Caieira, Gandarela, Funil, Dom Bosco, Bicas Cinza, Bicas Rosa, Hargreaves.
Através da microscopia ótica, as 18 amostras do Quadrilátero Ferrífero foram divididas em três lotes de 6 amostras cada lote, conforme a microestrutura e tamanho dos grãos:
a) Grãos Finos, diâmetro mediano das partículas até 10 micrometros ou ausência de grãos (Micrita): Burnier 1, Burnier 4, Burnier 8, Wigg, Belvedere, Bocaina;
b) Grãos Médios, diâmetro mediano das partículas entre 10-40 micrometros: Caieira, Gandarela, Burnier 6, Funil, Burnier 7, Burnier 3;
c) Grãos Grossos, diâmetro mediano das partículas acima de 40 micrometros: Burnier 5, Dom Bosco, Bicas Cinza, Bicas Rosa, Burnier 2, Hargreaves.
4.5.2 – Importância das curvas de hidratação
Como citado anteriormente, o teste Wuhrer é de difícil acompanhamento para cal impura, alto ferro e manganês, sem qualquer condição de verificar o ponto de equilíbrio da fenolftaleína, de rosado fraco para branco. Entretanto, cal e cal magnesiana impuros são muito importantes na metalurgia, tanto para a proteção dos refratários, como para apressar a formação das escórias, além de serem mais baratas, exatamente por serem escuras e inaplicáveis em outras finalidades, como construção civil, celulose e tratamento de águas e piscinas, onde a cor branca ou alvura são condições indispensáveis. O teste ASTM não é muito usado pelo controle de qualidade das matérias-primas das siderúrgicas, mas, por sua simplicidade, permite acompanhar a uniformidade e homogeneidade dos fornecimentos. Exemplo: depois dos resultados de algumas corridas, ao longo da operação dos fornos, pode ficar definido que a temperatura mínima , após três minutos do teste ASTM, fique estabelecida em 40OC para todas as amostras dos lotes examinados, admitindo-se uma variação de mais ou menos 2OC para garantir uniformidade e padronização dos fornecimentos. Internamente, nas próprias fábricas de cal, o teste ASTM permite identificar a uniformidade das frentes de lavra de calcários, a uniformidade ou irregularidades nas bancadas, irregularidades geológicas, alterações e desvios de qualidade das matérias primas produzidas para alimentação dos fornos, mesmo para carbonatos escuros, dolomitas de ferro e manganês altos, onde o teste Wuhrer é pouco elucidativo, por causa da fenolftaleína. Tudo isto pode ser identificado pelo teste ASTM, que pode ser realizado por operadores sem grande experiência em laboratórios. Os desvios de qualidade e uniformidade podem ser identificados, revelando valores menores da temperatura estabelecida para três minutos. A comparação permite também acompanhar o controle de qualidade dos embarques e recebimentos de matérias-primas, identificando desvios
na qualidade da cal ou cal magnesiana, ao longo do fornecimento. As comparações entre as curvas de hidratação (temperatura versus tempo) possibilitam identificar se as amostras examinadas são mais ou menos reativas do que a média das amostras comerciais com reatividades mínimas em 3 minutos de 40OC. As figuras, FIG. 4.9 MVC686 e FIG. 4.10 MVC689, seguintes mostram a montagem dos equipamentos para realização do teste ASTM de reatividade com água destilada, que não depende da fenolftaleína, nem do ácido clorídrico e pode ser realizado para cal escura.
FIGURA 4.9 – Calorímetro aberto, com o medidor de temperatura e a tampa.