PRODUÇÃO DE VIDROS ESPECIAIS A PARTIR DO USO DE RESÍDUOS DE MINERAÇÃO DE FERRO
Vidros funcionais; Resíduos de minério de ferro; Engenharia de superfície; Plasma frio, Nanopartículas.
A atividade mineradora, embora essencial para o desenvolvimento econômico, é responsável pela geração de grandes volumes de resíduos, cuja disposição inadequada pode ocasionar sérios impactos ambientais e sociais. No contexto da busca por soluções sustentáveis, este trabalho teve como objetivo produzir vidros do sistema soda-cal-sílica utilizando resíduos da mineração de ferro provenientes da barragem do Fundão, em Mariana-MG, e avaliar a modificação de suas superfícies para posterior incorporação de nanopartículas de óxido de zinco (ZnO), visando ao desenvolvimento de um material com potencial aplicação antibacteriana. O resíduo de mineração foi caracterizado por fluorescência e difração de raios X (FRX e DRX), apresentando elevado teor de SiO₂ e fases cristalinas predominantemente associadas a quartzo, hematita, goetita e cianita. Foram produzidas três composições vítreas contendo 80, 85 e 90% de resíduo. A caracterização estrutural por difração de raios X
confirmou o caráter predominantemente amorfo dos materiais, sendo observada redução progressiva da largura à meia altura do halo amorfo com o aumento do teor de resíduo, indicando alterações na organização estrutural de curto e médio alcance. A densidade apresentou valores de 1,721 ± 0,017, 1,713 ± 0,009 e 1,760 ± 0,021 g cm⁻³ para R80, R85 e R90, respectivamente. As análises por calorimetria diferencial de varredura (DSC) sugere que a reorganização estrutural reflete no comportamento térmico do material. O tratamento com plasma frio atmosférico promoveu redução significativa do ângulo de contato da água (ACA) nas três composições, evidenciando o aumento da molhabilidade superficial, cuja magnitude dependeu da composição do vidro e do tempo de exposição ao plasma. A análise morfológica das superfícies após a deposição de ZnO revelou a presença de partículas submicrométricas, com diferentes padrões de distribuição e tendência à aglomeração em função da composição e do tratamento aplicado. As nanopartículas de ZnO obtidas por precipitação presentaram
fase cristalina de zincita, enquanto as análises por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por dispersão de energia confirmaram sua presença e permitiram observar sua deposição sobre as superfícies vítreas. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade da utilização do resíduo de mineração de ferro na produção de matrizes vítreas, mas evidenciam desafios relacionados à fração de substituição e ao teor de ferro na composição. Além disso, indicam que o tratamento por plasma pode ser empregado como estratégia para modificar a superfície dos vidros e favorecer a deposição de ZnO.