A Nova Geração de Nano-Minerais e Nano-Processos

Por Renato Ciminelli 


A nova geração de nano-minerais e nano-processos é brilhante, cheia de oportunidades para todos os tamanhos de negócios, todo perfil de empreendedor, explosiva e mágica!

Incorporar os princípios e paradigmas da 4a revolução industrial, com ênfase nas práticas 4.0 e nas nanotecnologias, consolida-se nas propostas de planejamento estratégico das grandes minerações pelo mundo e no engajamento de suas equipes a desafios setoriais por inovações mais disruptivas e transformadoras.

Nanotecnologia pode ser entendida como o conjunto de iniciativas que, a partir da pesquisa científica e tecnológica, contemplam a concepção-desenvolvimento-síntese-produção-aplicação de materiais funcionais, dispositivos e sistemas com dimensões físicas nanométricas (1 a 100+ nm), e a exploração de novas propriedades e fenômenos derivados dessas escalas. Nesse contexto, 1 cm equivale a 10 milhões de nanômetros. É rotineiro se segmentar nanotecnologias em duas categorias: 1) nanomateriais como nano-tubos de carbono, nanopartículas metálicas, nanominerais e nanosistemas biológicos; e 2) nanoeletrônicos como circuitos integrados, dispositivos de memória, entre outros.

As perspectivas futuras para nanominerais e nanoprocessos são potencialmente brilhantes. É importante, porém, que investimentos relevantes também sejam aplicados no estudo e mitigação dos riscos toxicológicos associados à exposição e inalação humana a nanopartículas e nanomateriais que proliferam em inúmeros setores industriais. 


Nanopartículas de Dióxido de Titânio


No que se refere aos nanoprocessos na mineração, inúmeros projetos de pesquisa, em várias partes do mundo, com resultados muito promissores, antecipam um avanço acelerado na aplicação de nanofundamentos e nanomateriais. Alguns exemplos de destaque são listados abaixo. 

  • Mediação de impactos ambientais;

  • Controle e redução de poeira;

  • Nanoreatores para recuperação de metais valiosos em efluentes e resíduos;

  • Nanopartículas para adsorção e recuperação de ouro;

  • Uso de grafeno em fluidos de sondagem;

  • Aditivos de lubrificantes para máquinas pesadas;

  • Modelamento das interfaces e superfícies minerais para melhor desempenho de processos minerários. 

No que se refere aos nano-minerais, alguns exemplos remontam à antiguidade e são aplicados ativamente até hoje, inclusive com melhores desempenhos, tais como as argilas montmoriloníticas para aplicações industriais e cerâmicas, as rochas pozolânicas cimentícias, as sílicas reativas vulcânicas ou volantes geradas em usinas térmicas.

Nos tempos modernos, a síntese de espécies minerais, tais como alumina, sílicas, retardantes de chama, compostos cristalinos de alto desempenho, passou a chamar atenção pela geração de frações de espécies menos cristalinas, hoje entendidas como nanopartículas que ressaltavam propriedades não previstas.

Os três principais grupos de técnicas para a produção de nanopartículas ou nanominerais são agrupados abaixo.

  • Condensação de vapor

  • Síntese química

  • Processos no estado sólido como micronização de alta intensidade energética

Quem são os nanominerais?

As nanopartículas ou nanominerais se diferenciam dos minerais de dimensões convencionais pelas altas área, energia e diversidade de sítios reativos de superfície que incorporam propriedades inovadoras e desempenhos disruptivos. As superfícies das nanopartículas são normalmente modificadas quimicamente e podem desenvolver propriedades catalíticas.

Silicatos cristalinos e amorfos, especialmente argilominerais, óxidos metálicos, e hidróxidos, são os mais importantes representantes do nanominerais. 

Exemplos comuns de nanoargilas incluem:

  • Montmorilonita 

  • Vermiculita

  • Caolinita

  • Mica

  • Haloisita 

  • Talco

O isolamento, por micronização/microclassificação de nanopartículas com morfologias muito especiais de caulim, vermiculita, mica, talco, entre outros argilominerais, abriu a grande aventura pelas nanopropriedades de minerais com propriedades químicas, funcionais e morfológicas muito exclusivas, que pelas suas dimensões mínimas na escala manométrica explodem o desempenho. 

Exemplos comuns de outros nanominerais:

  • Carbonato de Cálcio

  • Alumina

  • Óxido de Césio 

  • Dióxido de Titânio

  • Óxido de Zinco

  • Zircônia 

  • Hidróxido de Magnésio


Marcas de desgaste de óleo puro e óleo com nanopó de talco 1,5%. O desgaste abrasivo é evitado pela adição de nanopós.

A seguir listamos inúmeras aplicações para os nanominerais acima: nanocompósitos, bloqueadores solares, cosméticos, tratamentos contra abrasão e corrosão, tintas marítimas, filmes óticos, medicamentos, tecidos resistentes a mancha, conservação de madeira, cimentos dentários, esmaltes cerâmicos especiais, conversores catalíticos automobilísticos, dispositivos de filtração de líquidos e ar, materiais de alta performance, sensores, supercapacitores, células de energia e células fotovoltaicas, entre inúmeros outros.

O futuro comercial dos nanominerais é brilhante e mágico!

Posts Em Destaque
Posts Recentes
Arquivo
Procurar por tags
Siga
  • Facebook Basic Square
  • Twitter Basic Square
  • Google+ Basic Square

© 2020 Student Chapter / Society of Economic Geologists / USP