Monitorização Ambiental

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Determinação de enxofre para potencial de drenagem ácida >
Carbono Orgânico Total no Solo/Sedimento >
Análise granulométrica de sedimentos e solos com difração a laser >
Capacidade de armazenamento de gás de carvão e xisto (isotermas de adsorção de metano/CO₂ ) >

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Determinação da Humidade do Carvão – Forno de Espaço Livre Mínimo (MFS)

O teor de umidade é um dos parâmetros mais críticos na análise de carvão. Afeta diretamente o poder calorífico do carvão, as propriedades de manuseamento, a estabilidade de armazenamento e a eficiência geral nos processos de combustão ou de coque. A determinação precisa da umidade é, portanto, uma etapa essencial no controle de qualidade da mineração e na otimização do processo.

Relevância da aplicação

Avaliação do valor do combustível:
Manuseamento e Armazenamento:
Produção de Coca:
Conformidade com as normas:

Os Fornos Carbolite Gero MFS são projetados especificamente para esta tarefa, fornecendo resultados precisos e reprodutíveis de acordo com normas como ASTM D3173 e ISO 11722. Com condições de aquecimento otimizadas e design robusto da câmara, garantem uma medição precisa da humidade inerente e superficial. Para laboratórios de mineração e produtores de coque, o forno MFS é uma ferramenta vital para garantir uma caracterização confiável do combustível e otimizar os processos a jusante.

MFS

Determinação de enxofre para potencial de drenagem ácida

A drenagem ácida de minas (DAM) é um dos desafios ambientais mais críticos na mineração. Quando resíduos de rocha ou rejeitos ricos em sulfeto oxidam, eles produzem ácido sulfúrico que pode lixiviar metais para as águas circundantes, impactando severamente os ecossistemas e exigindo remediação dispendiosa. A previsão desse risco depende fortemente da determinação precisa do enxofre. A medição do enxofre total e, quando possível, a especiação do enxofre pirítico, formam a base dos testes de contabilidade ácido-base (ABA) usados globalmente para avaliar o potencial gerador de ácido dos materiais da mina. Altos valores de enxofre são sinais de alerta que indicam fluxos de resíduos que exigem manuseio especial, encapsulamento ou mistura alcalina para evitar passivos ambientais de longo prazo.

Os analisadores de carbono/enxofre CS-i da ELTRA fornecem dados precisos e reprodutíveis para tais avaliações. Usando combustão por indução a >2000°C em uma atmosfera de oxigênio, o CS-i oxida todas as fases de sulfeto completamente para SO₂, que é quantificado por deteção infravermelha. Esta abordagem de alta temperatura garante uma análise confiável até mesmo para minerais refratários, como pirite ou calcopirita. O sistema acomoda amostras relativamente grandes (200-300 mg), melhorando a representatividade para resíduos heterogêneos de rocha e rejeitos.

O CS-i opera de acordo com as normas estabelecidas (por exemplo, ISO 14869-1 para solos e minérios; ASTM D4239/ISO 19579 como análogos da análise de carvão), garantindo que os resultados sejam defensáveis tanto para relatórios regulatórios quanto para avaliação científica. Ao integrar dados de enxofre em estruturas ABA, as empresas de mineração podem antecipar o comportamento gerador de ácido antes que ele ocorra, projetar estratégias de mitigação eficazes e demonstrar conformidade com as diretrizes ambientais.

Com os analisadores ELTRA, laboratórios e operadores de minas ganham uma ferramenta robusta para proteger as operações contra os riscos ambientais e econômicos da drenagem ácida de minas.

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Carbono Orgânico Total no Solo/Sedimento

A determinação do Carbono Orgânico Total (COT) em solos, sedimentos ou amostras de rochas é uma análise importante tanto na geologia ambiental quanto na exploração de hidrocarbonetos. Em contextos de mineração, pode-se avaliar o carbono orgânico em sobrecargas ou rejeitos por razões ambientais, ou em formações de xisto para avaliar a riqueza de rochas de origem (para petróleo) ou para corrigir ensaios (por exemplo, distinguindo carbono carbonatado versus carbono orgânico em ensaios para carbono). COT é essencialmente a quantidade de carbono ligado na matéria orgânica, em oposição ao carbono inorgânico (carbonatos).

A presença de carbono orgânico em materiais geológicos influencia a fertilidade do solo, o comportamento geoquímico dos elementos, e nos resíduos de mineração pode afetar a geração de ácido ou a adsorção de metais. Por exemplo, um estrago de mina de carvão ou solo pode precisar de análise de COT para medir a quantidade de material orgânico presente.

Na exploração de petróleo/gás, o COT de um xisto (medido em peso) indica a quantidade de matéria orgânica disponível para gerar hidrocarbonetos. Em laboratórios de geologia de mineração, as medições de TOC podem ajudar nos cálculos do balanço de carbono - distinguindo carbono de minerais carbonatados (como calcita) versus carbono de compostos orgânicos (como querogênio ou betume).

Métodos de determinação de COT

A amostra é analisada quanto ao carbono total por combustão e o carbono inorgânico (carbonato) é determinado após o tratamento de outra alíquota com ácido (para liberar CO₂). Este CO2 é coletado e determinado com detetor IR. Um dos métodos normalizados utilizados para esta determinação é o ISO 10694:1995, DIN EN 15936:2020, EN 156936:2012
CS-d da Eltra pode lidar com matrizes orgânicas e inorgânicas. Normalmente, uma porção da amostra é queimada diretamente para dar carbono total.

Conhecer o COT é fundamental: por exemplo, um alto COT no xisto (>2% em massa) é indicativo de um bom potencial de rocha fonte de petróleo, enquanto que nos resíduos de mineração, o COT pode consumir oxidantes e reduzir a taxa de geração de ácido. Usando os analisadores elementares da Eltra, os geólogos obtêm carbono total e orgânico facilmente, com resultados comparáveis aos métodos clássicos de química úmida (dicromato de Walkley-Black) ou LOI, mas com maior precisão e o benefício da rastreabilidade direta ao peso de carbono (com calibração contra materiais de referência certificados). A abordagem é robusta e é usada em estudos que vão desde o sequestro de carbono no solo até a avaliação do comportamento de lixiviação de minério (a matéria orgânica pode se ligar a metais).

CS-d

Análise granulométrica de sedimentos e solos com difração a laser

Esta aplicação é usada para estudos de sedimentologia (por exemplo, análise de sedimentos fluviais, marinhos ou eólicos), ciência do solo e geologia ambiental (por exemplo, a compreensão de contaminantes depende do tamanho dos grãos dos sedimentos).

A distribuição granulométrica revela informações sobre o ambiente deposicional e as propriedades do material de fato podem ajudar na interpretação das condições energéticas de deposição. Também é usado em estudos de estratigrafia e paleoclima, pois o tamanho das partículas pode indicar a força do vento no clima passado. Em engenharia geotécnica, o tamanho das partículas do solo afeta a permeabilidade, compactação e resistência. Além disso, os quadros regulamentares exigem, por vezes, a análise granulométrica do solo para a recuperação de terras ou a avaliação do risco de erosão.

Tradicionalmente, os métodos de peneiramento fornecidos pela Retsch também são usados, mas a difração a laser oferece uma medição muito mais rápida e detalhada em toda a gama. Isso levou muitos laboratórios a adotarem dimensionadores de partículas a laser para análise de rotina de núcleos de sedimentos, solo.

A difração a laser da Microtrac oferece análise de tamanho de partícula rápida e de alta resolução com necessidades mínimas de amostras. Deteta partículas finas melhor do que peneiras/pipetas e segue as normas ISO 13320 e ASTM B822 para precisão. Estudos mostram boa concordância com os métodos tradicionais quando a dispersão é adequada. Sua automação, reprodutibilidade e capacidade de analisar amostras pequenas ou raras o tornam ideal para laboratórios modernos de sedimentologia e geologia e agências geológicas (como o USGS - United States Geological Survey).

Mais informações SYNC

Capacidade de armazenamento de gás de carvão e xisto (isotermas de adsorção de metano/CO₂ )

Medições isotérmicas de adsorção de gás de alta pressão em amostras de carvão ou xisto para determinar quanto gás (metano ou dióxido de carbono, normalmente) essas rochas podem adsorver. Esta aplicação sustenta avaliações dos recursos de metano de jazida de carvão (CBM), da capacidade de gás de xisto e da viabilidade do sequestro de CO₂ em jazidas de carvão ou formações de xisto (muitas vezes associadas a conceitos de recuperação aprimorada de gás).

Compreender como os gases interagem com o carvão e o xisto é fundamental para a exploração de energia e a gestão do carbono. Estudos de adsorção de alta pressão revelam quanto gás pode ser armazenado, recuperado ou sequestrado em condições reais do reservatório.

Principais Aplicações:

Mineração de carvão e exploração de CBM: A capacidade de adsorção de metano (volume de Langmuir) indica a quantidade de gás que uma jazida de carvão pode reter.
Avaliação do gás de xisto: A medição da adsorção de metano e CO₂ fornece informações sobre a sorção preferencial e de gás no local (o CO₂ geralmente se liga mais fortemente, permitindo uma recuperação aprimorada de metano por meio da injeção de CO₂).
Sequestro de carbono: Estudos de adsorção determinam quanto CO₂ pode ser armazenado com segurança em costuras de carvão não mineráveis ou xistos ricos em orgânicos, com foco na estabilidade e cinética.

Os sistemas de alta pressão BELSORP da Microtrac fornecem isotermas de adsorção precisas de até vários MPa, replicando as condições do reservatório (0–5 MPa para metano). Esses instrumentos suportam normas internacionais (ISO 18866 em desenvolvimento, ISO 15901-2:2022) e normas nacionais, como a GB/T da China para sorção de metano de carvão. Ao quantificar parâmetros como volume e pressão de Langmuir, a técnica sustenta a estimativa de reservas, recuperação de metano de jazida de carvão com aumento de CO₂ e estratégias de sequestro de gases de efeito estufa. Com dados padrão e confiáveis, os geocientistas podem projetar e otimizar as operações do reservatório, tornando a análise de adsorção de alta pressão fundamental para o desenvolvimento de recursos energéticos e para a gestão ambiental.

Leia a nossa nota sobre a aplicação

RETSCH Experince

Reciclagem de resíduos de minas com moagem de alta energia

"Os rejeitos de minas geralmente contêm resíduos perigosos, mas também minerais secundários valiosos. No âmbito do projeto Horizon Europe START, o Moinho de Bolas de Alta Energia Emax da Retsch é utilizado para transformar resíduos de sulfetos, como a tetraedrita, em pós nanoestruturados para aplicações termoelétricas.

Graças à sua entrada de energia incomparável e operação refrigerada a água, o Emax permite uma síntese rápida à temperatura ambiente com uma distribuição estável do tamanho das partículas. Essa abordagem não só reduz os riscos ambientais dos rejeitos, mas também promove a valorização dos subprodutos, apoiando práticas sustentáveis de mineração e criando oportunidades para a recuperação de recursos secundários."

Metano nas rochas – Insights geoquímicos

O metano preso em inclusões minerais fornece pistas vitais para o ciclo do carbono da Terra e a formação de recursos. Usando Moinhos de Bolas Planetários da Retsch, as amostras de rocha são moídas em frascos de óxido de zircônio selados equipados com tampas de aeração, permitindo a extração controlada de gás sem contaminação.

O metano liberado é então analisado por Espectroscopia de Decaimento em Cavidade, fornecendo dados de concentração e isotópicos de alta precisão. Esse fluxo de trabalho permite que os pesquisadores distingam entre origens biológicas e geoquímicas do metano, avançando em estudos sobre o ciclo global de carbono, exploração de gás de xisto e monitoramento ambiental.

O equipamento Retsch garante uma preparação segura, reprodutível e livre de contaminação para essas análises geoquímicas sensíveis.

Análise de solos – de pedras a dados confiáveis

A análise do solo apoia a agricultura, a gestão da terra e a monitorização ambiental através da avaliação de nutrientes e contaminantes. A obtenção de resultados reprodutíveis requer homogeneização completa, mas pedras e aglomerados muitas vezes distorcem as medições.

A Retsch oferece uma solução personalizada: Os trituradores de mandíbula pré-Agitador de Peneiras AS 200 control separa eficientemente as pedras do solo. Isso garante que apenas frações finas representativas sejam analisadas, melhorando a precisão no perfil nutricional e no monitoramento de metais pesados.

Ao combinar britagem robusta com peneiramento preciso, os sistemas Retsch simplificam a análise do solo, protegem instrumentos e fornecem dados significativos e reprodutíveis para uma avaliação sustentável do solo e do meio ambiente.

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