Caracterização fÃsica e quÃmica de minérios de grafita provenientes de diferentes regiões do Brasil
Physical and chemical characterization of graphite ores from different regions of Brazil
Edileny Rocha Paula; LuÃs Alberto Silva; Christopher Rocha de Rezende; Andreia Bicalho Henriques; Fernanda Paiva Lopes Teixeira; Michelly dos Santos Oliveira
Resumo
A crescente demanda mundial por grafita, impulsionada principalmente pela expansão do mercado de baterias de Ãon-lÃtio e outras aplicações tecnológicas, tem ampliado o interesse na caracterização e no aproveitamento de depósitos minerais com diferentes caracterÃsticas geológicas. Entretanto, ainda são escassos os estudos comparativos envolvendo minérios de grafita provenientes de distintas regiões brasileiras. Nesse cenário, este estudo apresenta a caracterização fÃsica e quÃmica de duas amostras de minério de grafite (NE e SE), oriundas das regiões Nordeste e Sudeste do Brasil. As análises contemplaram a determinação da densidade real por picnometria a hélio, da área superficial especÃfica pelo método BET e da distribuição granulométrica por peneiramento a úmido e granulometria a laser, além da composição quÃmica por FRX, LOI e teor de carbono grafÃtico por infravermelho. Diferenças significativas foram observadas entre os materiais avaliados. A amostra NE apresentou partÃculas mais finas e maior área superficial especÃfica, enquanto a amostra SE se caracterizou por partÃculas mais grossas e menor área superficial. Densidades reais superiores à s reportadas na literatura indicam possÃveis variações na composição quÃmica e mineralógica. A caracterização quÃmica evidenciou variações nos teores de carbono grafÃtico (1,34% e 9,40%) e nos principais óxidos (Al2 O3 , Fe2 O3 , K2 O, SiO2 e TiO2 ). Os resultados obtidos contribuem para a otimização dos processos de beneficiamento e purificação do grafite, além de fornecer subsÃdios para futuras pesquisas e aplicações industriais.
Palavras-chave
Abstract
The growing global demand for graphite, driven primarily by the expansion of the lithium-ion battery market and other technological applications, has increased interest in the characterization and utilization of mineral deposits with distinct geological characteristics. However, comparative studies involving graphite ores from different Brazilian regions remain scarce. In this context, this study presents the physical and chemical characterization of two graphite ore samples (NE and SE) from the Northeast and Southeast regions of Brazil. The analyses included the determination of true density by helium pycnometry, specific surface area by the BET method, and particle size distribution by wet sieving and laser granulometry, as well as chemical composition by XRF, LOI, and graphitic carbon content by infrared analysis. Significant differences were observed between the evaluated materials. Sample NE exhibited finer particles and higher specific surface area, whereas sample SE was characterized by coarser particles and lower surface area. True densities higher than those reported in the literature indicate possible variations in chemical and mineralogical composition. The chemical characterization revealed variations in graphitic carbon content (1.34% and 9.40%) and in the main oxides (Al2 O3 , Fe2 O3 , K2 O, SiO2 , and TiO2 ). The results contribute to the optimization of graphite beneficiation and purification processes, as well as providing support for future research and industrial applications.
Keywords
References
1 Sampaio, J. A.; Braga, P. F. A.; Dutra, A. J. B.. Grafita. In: Rochas e Minerais Industriais no Brasil: usos e especificações. 2.ed. Rio de Janeiro: CETEM/MCTI, 2008. p. 527-549.
2 Mercichi A, Mailloux-Keroack GÉ, Coudert L, Bazin C, Boulanger JF. Graphite processing from beneficiation to final product: a review focused on purification of natural and recycled materials. Separation and Purification Technology. 2025;Pt 2:135068. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2025.135068.
3 Zhao S, Cheng S, Xing BMM, Shi C, Cheng G, Meng W, et al. High efficiency purification of natural flake graphite by flotation combined with alkali-melting acid leaching: application in energy storage. Journal of Materials Research and Technology. 2022;21:4212-4223. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.11.001.
4 Agência Nacional de Mineração. Sumário Mineral Brasileiro 2023 - Ano Base 2022. 2022 [acesso em 30 jan. 2026]. DisponÃvel em: https://www.gov.br/anm/pt-br/assuntos/economia-mineral/publicacoes/sumario-mineral/sumariomineral-brasileiro-2023-/grafita-2023-ano-base-2022.pdf
5 Jain PK. The graphite processing sector: a global perspective on practices, applications, trade, and trends toward 2047. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 2026;47(5):673-696. https://doi.org/10.1080/08827508.2025.2552149.
6 Simandl GJ, Paradis S, Akam C. Graphite deposit types, their origin, and economic significance. In: Proceedings of Symposium on Strategic and Critical Materials Proceedings; 2015; Victoria: British Columbia, British Columbia. Victoria: British Columbia: Ministry of Energy and Mines; 2015, p. 163-171. (Geological Survey Paper).
7 Dong H, Qiu Y, Liu J, Mai Y, Sun D, Kangkang S. Efficient removal of impurities from natural spherical graphite for lithium-ion batteries by hot-pressure leaching. Minerals Engineering. 2025;227:109284. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2025.109284.
8 Zhao Y, Chen X, Chen Z, Ma W, Ye S, Li Z, et al. Study on synergistic purification of microcrystalline graphite by ammonium fluoride/EDTA: response surface methodology optimization and kinetic control. Minerals Engineering. 2025;235:109898. https://doi.org/10.1016/j.mineng.2025.109898.
9 Bakhsayesh K, Hassanzadeh N, Abolhasani F. Upcycling graphite from waste lithium-ion batteries into reduced graphene oxide hybrid composite anodes. Results in Engineering. 2025;27:106867. https://doi.org/10.1016/j.rineng.2025.106867.
10 Han SJ, Xu L, Chen C, Wang ZY, Fu ML, Yuan B. Recovery of graphite from spent lithium-ion batteries and its wastewater treatment application: a review. Separation and Purification Technology. 2024;330:125289. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2023.125289.
11 Liu G, Ma L, Xi X, Nie Z. Efficient purification and high-quality regeneration of graphite from spent lithium-ion batteries by surfactant-assisted methanesulfonic acid. Waste Management. 2022;178:105-114. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2024.02.023. PMid:38387254.
12 Vilela FT, Pires AS, Gomes DGC, Sinclair LDN. Avaliação do potencial de grafita no Brasil, área provÃncia grafÃtica Bahia-Minas: estado de Minas Gerais. Belo Horizonte: Serviço Geológico do Brasil; 2025. (Informe de Recursos Minerais. Série Minerais Estratégicos; 12).
13 Morais EN. Geologia da Grafita. In: Departamento Nacional de Produção Mineral. Principais depósitos minerais do Brasil. BrasÃlia: DNPM/CPRM; 1997. p.179 -183.
14 Corcuera VC, Pardini LC, Garcia EC, Prado ACM. Caracterização térmica de materiais obtidos por compactação de grafite expandida. Revista Brasileira de Aplicações de Vácuo. 2010;29(3-4):123-130. http://doi.org/10.17563/rbav.v29i3-4.542.
15 Costa GM, Oliveira MS, Silva RM, Santos RM. Caracterização de minério de grafita de Itapecerica (MG). In: Anais do XXVIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa; 2019; Belo Horizonte. Belo Horizonte: ENTMME; 2019. p. 1-7.
16 Ribeiro TMG. Caracterização de minério de grafita de Almenara – MG [dissertação]. Belo Horizonte: Universidade Federal de Minas Gerais; 2016.
17 Santana GL. Estudo comparativo entre técnicas de sedimentação e difração a laser [trabalho de conclusão de curso]. João Pessoa: Universidade Federal da ParaÃba; 2017.
18 Christofoletti SR, Moreno MMT. Granulometria por difração a laser e sua relação com a faciologia das rochas argilosas da Formação CorumbataÃ-SP. Cerâmica. 2017;63(367):303-310. https://doi.org/10.1590/0366-69132017633672096.
19 Pinheiro PO, Arantes LA, Pereira EL, Ferreira LD, Gomes RC. Proposta de utilização do granulômetro a laser para a determinação da distribuição granulométrica de rejeitos finos de mineração. In: Anais do VIII Simpósio Brasileiro de Engenheiros Geotécnicos Jovens; 2018; Salvador. Salvador: COBRAMSEG; 2018. p. 1-7.
20 Merkus HG. Particle size measurements: fundamentals, practice, quality. Dordrecht: Springer; 2009. https://doi.org/10.1007/978-1-4020-9016-5.
21 Macedo NG. Estudo e desenvolvimento de grafite como agente anti-chama para PVC [dissertação]. Ribeirão Preto: Universidade de São Paulo; 2011. https://doi.org/10.11606/D.59.2011.tde-12092012-173435.
22 Peng Z, Li D, Fang W, Zhang J, Zhang R, Qiu Y, et al. Improved flotation of fine flake graphite using a modified thickening process. Separations. 2023;10(5):10050275. https://doi.org/10.3390/separations10050275.
Submitted date:
04/24/2026
Accepted date:
07/09/2026
