Resumo em Português:

O presente trabalho fornece um estudo da estabilidade de treliças espaciais através da utilização de uma formulação elástica não-linear, baseada no método dos elementos finitos, que leva em consideração os efeitos de segunda ordem e a mudança de geometria da estrutura. Especial atenção é dada ao cálculo da matriz de rigidez, onde tais efeitos são levados em consideração, e à obtenção do vetor de forças internas do elemento. A partir daí, foi realizada uma implementação computacional para que a análise do comportamento de treliças espaciais fosse possível. Ao final desse artigo, através da análise de problemas estruturais encontrados na literatura, pretende-se verificar a eficácia tanto da formulação empregada quanto da implementação computacional realizada.

Resumo em Inglês:

The present work supplies a stability study of the spatial trusses using a nonlinear elastic formulation, based in the finite elements method, where the second-order effects and the structural geometry changing are considered. Special attention is given to the stiffness matrix and the internal force vector calculations. From thus, it was made a computational implementation for the analysis of the spatial trusses behaviour. At the end of this paper, using structural examples found in the literature, the computational implementation efficacy and the formulation proposed are verified.

Resumo em Português:

O dimensionamento dos pilares e do reforço do teto em mineração subterrânea de carvão deve levar em consideração parâmetros como o comportamento geomecânico do maciço rochoso e os equipamentos de lavra empregados. Esse artigo demonstra o método de classificação geomecânica baseado no Coal Mine Roof Rating (CMRR), uma ferramenta de engenharia que descreve qualitativamente as condições geológicas e geomecânicas das rochas em minas de carvão para seleção do tipo de suporte de teto. Diferentes índices de CMRR foram identificados e então considerados para definir a largura máxima nos cruzamentos, o comprimento e a capacidade de carregamento dos parafusos de teto. Essa metodologia provou ser adequada, minimizando os riscos de ruptura de teto e predizendo o tipo de suporte mais apropriado a ser empregado às várias zonas dentro do depósito, conforme ilustrado no estudo de caso.

Resumo em Inglês:

The pillar and roof support design should take into account the rock mass mechanical behavior and excavation method (blasting or mechanical excavation). This work aims to improve the approach for roof support design in underground coal mines to reduce the risks of roof failure and determine the adequate roof support for each kind of roof typologies found in the mine area. This design approach is based on geological mapping and geomechanical classification CMRR - Coal Mine Roof Rating. This engineering tool describes qualitatively the geological and geomechanical conditions of the roof rock mass for coal mines to select appropriate roof support. Different classes of CMRR were identified at Barro Branco coal mine. Therefore, based on the CMRR classification it was considered the maximum roof span at crossings, bolt length and bolt load capacity. The methodology is adequate to reduce roof falls and predicting the adequate support for different roof typologies for different zones in the mining.

Resumo em Português:

Visando a verificar a possibilidade de alterar o ponto de adição da cal hidratada, dos tanques de estocagem de polpa do mineroduto para a alimentação dos espessadores de concentrado, coletou-se uma amostra da alimentação da usina de concentração da Samarco Mineração S.A., para verificar as possíveis interferências que os cátions Ca2+, presentes na água recuperada, podem gerar nos processos de deslamagem e flotação. Realizaram-se ensaios de laboratório de moagem, dispersão, deslamagem e flotação, variando-se as dosagens de cal hidratada em função do pH da polpa. O valor-alvo de pH foi aquele necessário para atender ao controle da reologia da polpa durante o bombeamento pelo mineroduto (pH=11,4). Observou-se ser possível essa alteração, desde que ocorra um acompanhamento da performance da etapa de deslamagem, pois, quando as dosagens de cal hidratada aumentam significativamente, elevando o pH da polpa para valores acima de 10,5, esses cátions Ca2+ passam a atuar como coagulantes, afetando a sua performance, o que pode afetar a etapa de flotação, dificultando a obtenção de teores de SiO2 no concentrado dentro das especificações.

Resumo em Inglês:

Aiming at the evaluation of the possibility to change the point of addition of hydrated lime, from the slurry stocking tanks of the pipeline to the feed of the concentrate thickeners, a sample of the feed material of Samarco's concentrator was collected. Laboratory experiments, involving grinding, dispersion, desliming and flotation, were carried out by varying the addition of hydrated lime as a function of the slurry's pH, to check out the interference generated by the Ca2+ cations present in the recovered water over the desliming and flotation processes. The pH targeted level was chosen to better comply with the slurry rheology control during the pumping process (pH=11,4). The results appointed the change as possible, given the performance of the desliming process receives a continuous control. If the increase in the level of the hydrated lime added is enough to increase the pulp pH level to values above 10,5, the Ca2+ cations start to act as coagulants, therefore promoting a negative effect over its own performance, affecting the flotation process and making it difficult to obtain the specified SiO2 levels in the concentrate.

Resumo em Português:

As equações contitutivas Norton Power Law, que utilizam um e dois componentes (Norton, 1929), e a equação proposta por Pinto (1995), para representar o comportamento mecânico dos evaporitos da Mina de Boulby (Inglaterra), foram utilizadas para simular o fechamento da câmara experimental na Mina de Taquarí-Vassouras. Os resultados obtidos para a lei Norton Power demonstraram o caráter linear da deformação representada por essa equação. Conseqüentemente, essas formulações não são capazes de representar a fluência primária (transiente) ou o efeito de endurecimento no tempo. A equação Bayle-Norton, utilizada por Quinteiro (1992), supera esse problema. Entretanto o termo tempo (t), explícito em sua formulação, não permite a sua utilização em situações práticas encontradas em operações de mineração. A equação proposta por Pinto (1995) apresentou resultados bastante satisfatórios na simulação realizada. Uma análise dessa equação mostra ser ela capaz de representar, tanto a fluência primária (transiente), quanto a secundária (steady-state).

Resumo em Inglês:

The constitutive equation Norton Power Law, using one and two components (Norton, 1929) and an equation proposed by Pinto (1995) to represent the mechanical behavior of Boulby Potash Mine evaporites were used to simulate the closure of an experimental panel excavated at Taquarí-Vassouras Mine. The results obtained with the Norton Power law showed the linear characteristic of the deformation computed by this equation. Therefore, such equations are not able to represent the transient (primary) creep or the time hardening effect. The Bayle-Norton constitutive law, used by Quinteiro (1992), overcomes this problem. Unfortunately, the time term (t), used explicit in its formulation, does not allow it to be used in practical mining situations. The equation proposed by Pinto (1995) led to results considered very satisfactory in the simulation carried out. An analysis of this equation demonstrates its capability of simulating, both, the transient (primary) and the steady-state (secondary) creep.

Resumo em Português:

Nesse trabalho, procurou-se estudar os mecanismos de desgaste de diversas geometrias de ferramentas cerâmicas (Al2O3 + SiCw e Al2O3 + TiC) e ferramentas de PCBN. Para isto foram realizados ensaios de torneamento com alta velocidade de corte em uma superliga à base de níquel (Waspaloy) com dureza de aproximadamente 40 HRC sob condição de corte a seco. As superligas são conhecidas como materiais de difícil usinabilidade devido à alta dureza, alta resistência mecânica em alta temperatura, afinidade para reagir com materiais da ferramenta e baixa condutividade térmica. Os resultados mostraram que o material da ferramenta e a geometria influenciaram o comportamento dos mecanismos de desgaste. De uma maneira geral, o tipo de desgaste dominante foi o de entalhe e os mecanismos foram abrasão, attrition (aderência com arrastamento) e provável difusão na maioria das ferramentas utilizadas.

Resumo em Inglês:

The purpose of this work is to study the wear mechanisms in several geometries of ceramic tools (Al2O3 + SiCw and Al2O3 + TiC) and PCBN tools. Several high speed turning experiments were accomplished in nickel-base superalloy (Waspaloy) with hardness of approximately 40 HRC under dry cutting condition. The nickel based superalloys are known as difficult to cut materials due to their high hardness, high mechanical straight at high temperature, chemical affinity to tool materials and lower thermal conductivity. The results showed that the material of the tool and geometry influence the behavior of wear mechanisms. In general, the dominant type of wear was notching and the mechanisms were abrasion, attrition and probable diffusion in most of the used tools.

Resumo em Português:

O objetivo desse trabalho é a utilização de resinas de troca-iônica, base forte, na adsorção de cianocomplexos metálicos, visando a sua reciclagem. São utilizadas soluções sintéticas que simulam diferentes efluentes da lixiviação do minério de ouro, contendo concentrações de ferro, de zinco e de cobre, variando entre 50 e 500mg/l. São realizados ensaios de adsorção, em batelada, utilizando dois tipos de resinas comerciais: Ionac SR-7 (matriz de poliestireno, tripropilamônio quaternário como grupo de troca) e Dowex 1X8 (matriz de poliestireno, trimetilamônio quaternário como grupo de troca). Em ambas resinas houve uma adsorção maior do cianocomplexo de zinco com relação aos outros cianocomplexos metálicos existentes em solução. A ordem do carregamento, nesse caso, foi Zn>Cu>Fe. A resina Dowex 1X8 apresentou um maior carregamento dos cianocomplexos de zinco e de cobre, quando comparados com os carregamentos da outra resina. As diferentes afinidades são discutidas em função das características físico-químicas dos complexos e das estruturas das resinas.

Resumo em Inglês:

This work aims the recycling of cyanide applying strong base ion exchange resins for the adsorption of metallic cyanocomplexes. The experiments were carried out with synthetic solutions simulating those found in the cyanidation of gold ores. The solutions are made up of copper, iron and zinc with concentrations raging from 50mg/L to 500mg/L. Batch adsorption experiments were carried out with two commercial strong base resins: Ionac SR-7 (polystyrene, tripropylammonium) and Dowex 1X8 (gel type, polystyrene, trimethylammonium). The tripropilammonium resin Ionac SR-7 presents a larger loading of zinc cyanide compared with those of copper and iron. The affinity sequence observed was Zn>Cu>Fe. Dowex 1X8 resin shows the highest uptake of both zinc and copper due to its high exchange capacity. The affinity sequence is similar to that of Ionac SR-7 resin. The different affinities achieved are discussed based on both the physic-chemical features of the complexes and the resin structure.

Resumo em Português:

Foi realizado, em escala de laboratório, um estudo da recuperação dos metais cromo e níquel, contidos em resíduos gerados no processo de fabricação de aço inoxidável, utilizando-se altas temperaturas (1570, 1600 e 1635ºC). A maioria desses tipos de resíduos, principalmente a lama, ainda é disposta em aterros ou estocada. Nesse trabalho foram utilizados dois tipos de resíduo com alto teor de cromo, uma poeira (RESA) e o uma lama (RESB). A primeira etapa do estudo, fundamental para o estudo visando à reciclagem dos resíduos, foi a caracterização utilizando as seguintes técnicas: análise química, distribuição granulométrica (MALVERN), difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de micro-regiões (EDS). A segunda etapa envolveu a aglomeração dos resíduos caracterizados e outros reagentes, antes de serem introduzidos no aço líquido, utilizando-se uma briquetadora manual. Foram fabricados três briquetes com cada um dos resíduos. A terceira etapa da pesquisa foi a adição dos briquetes de resíduos no aço líquido e retirada periódica de amostras do banho para avaliação da incorporação do cromo contido nos resíduos no aço. O tipo de aço utilizado foi o aço carbono ASTM 1020. Os experimentos foram realizados em um equipamento em escala laboratorial, composto de um forno vertical que pode atingir até 1700ºC e seu controlador. O forno possui uma região de temperatura uniforme de cerca de 13 cm e, nessa região, o cadinho de alumina contendo aço é colocado. Esse equipamento foi construído para o estudo das reações envolvidas quando se adicionam resíduos em aço líquido. A atmosfera interna do aparato pode ser controlada. Após a introdução do briquete no aço líquido e sua fusão foram retiradas, periodicamente, amostras do banho em intervalos de tempo de três em três minutos para análise dos teores de vários elementos, principalmente o cromo, o níquel e o silício, principalmente. Cada experimento durou até 30 minutos. Os resultados mostraram que é possível, recuperar os metais contidos nos resíduos através desse processo, produzindo uma liga à base de ferro, cromo e níquel. O novo resíduo gerado (escória) contém uma menor quantidade de metais, em relação ao resíduo inicial. Altos valores de recuperação de metais dos resíduos foram atingidos. Para o níquel, a recuperação foi total, tanto para a poeira, quanto para a lama e para o cromo, os teores atingidos foram próximos a 100%.

Resumo em Inglês:

Currently the Brazilian stainless steel production is around of 350,000 tons per year. At the same time, the stainless steel industries generate more than 7,000 tons of dusts with high content of chromium, nickel, iron and lead. The amount of sludge generated during stainless steel production is very inconstant. These wastes represent a problem to stainless steel industries due to their high content of chromium, nickel, iron and lead. The waste characterization is an essential step in a recycling process definition. One kind of dust and one kind of sludge, generated in the stainless steel production process, were studied in this work. The techniques used to characterize the waste were chemical analyses, size separation tests, density measurements, X-ray diffraction analyses, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) microanalysis. The biggest portion of the dust and sludge particles had a spherical shape. This kind of particle was composed mainly of iron and chromium in the form of a spinel or oxides. Precipitation of a second phase was identified in some particles. Three briquettes were prepared with each waste, Fe-Si alloy and CaO. The studied wastes were RESA and RESB. The briquettes were introduced in a ASTM 1020 liquid steel at three different temperatures 1570º, 1600 and 1635ºC. In this study, it was utilized a bench-scale equipment to melt the reactants. This study showed that besides the high recovery of chromium (98%) and nickel (100%) from the wastes, the new waste generated in the experiment (slag) is less aggressive to the environment than the initial wastes used for the production of the briquettes because it contains a smaller amount of heavy metals.

Resumo em Português:

Atualmente, há muito interesse no desenvolvimento de materiais nanocristalinos e amorfos, que apresentem alta resistência mecânica combinada com boa ductilidade, abrindo grandes perspectivas tecnológicas para o processamento desses materiais. Devido a sua versatilidade, as ligas amorfas têm mostrado ter propriedades que podem ser utilizadas em diversas áreas, como em memórias de computadores, aplicações em vários tipos de transformadores para potência e usos eletrônicos. A técnica para obter as ligas amorfas utilizada nesse trabalho foi a de solidificação rápida a partir do estado líquido, por melt spinning. O processamento das fitas foi efetuado em duas etapas, inicialmente foi realizado a fusão da liga por indução magnética, posteriormente, a liga foi submetida a nova refusão para melhorar a homogeneização e, em seguida, produziu-se a fita metálica amorfa, utilizando uma taxa de resfriamento em torno de 10³°C/s. Durante o processamento, a fita obtida apresentou-se amorfa e com uma espessura em torno de 25µm.

Resumo em Inglês:

Now, there is a lot of interest in the development of nanocrystalline and amorphous materials, that present high mechanical resistance combined with good ductility, opening great technological perspectives for the processing these of materials. Due to its versatility, the amorphous alloys have been showing to have properties that can be used in several areas, as in memory of computers, applications in several types of transformers for potency and electronic uses. The technique used to obtain of amorphous alloys in this work, it went to of rapid solidification starting from the liquid state, for melt spinning. The processing of the ribbons of was made in two stages, initially the coalition of the alloy was accomplished by magnetic induction, later on, the alloy was submitted the new remelting to improve the homogenizationand soon after, the amorphous metallic ribbon was produced, used of the high cooling rate, around 10³°C/s. During the processing, the obtained ribbon came amorphous and with a thickness around 25µm.