ÁREA: Materiais
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO GEOQUÍMICA DE ARGILA DO GRUPO SERRA DA MESA ESTADO DE TOCANTINS
AUTORES: CARVALHO, M.A. (UFMT) ; MELLO, I.S. (UFMT) ; SILVA, R.A.R. (UFMT) ; FERREIRA, J.N. (UFMT) ; COGO, J.M. (UFMT) ; GUERRA, D.J.L. (UFMT)
RESUMO: RESUMO: Este trabalho tem como objetivo caracterizar uma argila natural encontrada no Grupo Serra da Mesa no estado de Tocantins, utilizando as análises de fluorescência de RX, difração de RX, MEV, FTIR e TG-DTA. Os resultados obtidos mostram que a argila é uma esmectita com alto teor em ferro denominada nontronita. Com 29,16% de Fe2O3, difração de raios X apresentando d001 15,11 Å. A microscopia eletrônica mostra a morfologia dos cristais na forma de flocos com fissuras, a análise termo gravimétrica apresentando picos endotérmicos de perda de água livre em 100,97ºC e de água interna dos cristais em 486,24ºC, também a análise de FTIR com bandas de estiramento dos grupos OH situados 3400-3700 cm-1 além de vibrações Si-O entre 1500-1750 cm-1, característico de silicatos.
PALAVRAS CHAVES: palavras-chave: argila; nontronita; silicatos.
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Argila é um material natural, terroso, de granulação fina, que geralmente adquire, quando umedecido com água, certa plasticidade [1]. O estudo dos argilominerais alcançou destaque com o desenvolvimento das pesquisas de petróleo, pois determinados tipos de minerais de argila surgem em horizontes ou áreas potencialmente petrolíferas [2]. As argilas são utilizadas como componentes das lamas de sondagens, catalisadores na indústria de petróleos, como inerte no fabrico de papel e ainda como matéria prima de produtos cerâmicos e refratários [3]. A possibilidade de modificação química das argilas permite o desen¬volvimento do seu uso para vários tipos de aplicações tecnológicas, agregando valor a esse abundante recurso natural [4]. Querem ocorram em depósitos sedimentares ou noutro tipo, são geralmente produtos de meteorização ou de alteração hidrotermal [3]. Os diferentes grupos de argilas são definidos de acordo com a maneira com que as folhas tetraédricas e octaédricas se arranjam, formando as lamelas [5]. Entre as argilas 2:1, a montmorilonita é a mais abundante e tecnologicamente relevante [4]. As esmectitas são classificadas de acordo com a localização e o tipo de cátions presentes na estrutura cristalina [6] a capacidade de troca de cátions varia de 80 a l50 meq/l00 g de argila [7]. O objetivo desse trabalho é caracterizar a argila esmectita natural proveniente da formação Serra da Mesa localizada próximo a cidade de Figueirópolis no estado de Tocantins, utilizando as análises de fluorescência de RX, difração de RX, MEV, FTIR e TG-DTA. Os resultados demonstraram que a argila é uma nontronita, devido o elevado teor de ferro e distância interplanar d001 15,11 Å, além da morfologia dos cristais na forma de flocos apresentada na MEV.
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAIS E MÉTODOS: A amostra de argila foi retirada do Grupo Serra da Mesa que são rochas metassedimentares que ocorrem na porção norte de Goiás [8] e estendem ao Estado do Tocantins e foram correlacionados ao Grupo Araxá [9]. Cuja ocorrência também se estende a oeste do complexos máfico-ultramáficos de Cana Brava [10], Niquelândia e Barro Alto [11-12-13]. A idade do Grupo Serra da Mesa é controversa, mas sua colocação no Mesoproterozóico deve-se à intrusão neste das rochas alcalinas do Peixe de idade U-Pb em zircão de 1.503+-5 Ma [13]. O estado de Tocantins fica no sudeste da região Norte, e o local de coleta da amostra esta situado próximo da cidade de Figueirópolis na (TO-498) de acordo com as coordenadas UTM 770608/8558218. Após a retirada da amostra, a mesma foi submetida ao processo de trituração utilizando-se um almofariz de ágata com pistilo e posteriormente seca em estufa a 60ºC por 2 horas. Em seguida foi feita a caracterização da argila no estado natural utilizando as análises de fluorescência de RX, difração de RX, MEV, FTIR e TG-DTA. A microscopia foi obtida através de microscópio eletrônico de varredura JSM 6360LV, sob vácuo, com aceleração do feixe de 20 kV. Para a obtenção do espectro de FTIR, utilizou-se um espectrômetro de absorção molecular na região IV com transformada de Fourier, modelo Perkin Elmer, FT-IR 1760 X. A análise de TG-DTA foi executada em analisador térmico simultâneo TG-DTA modelo DTG-60H da SHIMADZU na faixa de temperatura ambiente até 1000ºC. A análise química foi realizada pela técnica de Fluorescência de raios X por Dispersão em Energia (EDX), utilizando o equipamento da marca Shimadzu, modelo EDX-700HS e o difratograma de raios X foi obtido em um equipamento Shimadzu-XRD 6000, radiação Cu-Kα (1,5418 Å) variando 2θ de 0 a 30º.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÕES: A análise química da amostra de argila comprovou a existência de nontronita, mineral alumossilicato hidratado de ferro, sódio e magnésio do grupo das argilas montmoriloníticas: (Fe23+,Al,Mg,Fe)2(AlSi)4O10(OH)2.nH2O, em maior quantidade e minerail como quartzo foi detectado com menor percentual. Os percentuais encontrados para cada elemento são: SiO2-54,01%; Al2O3-11,05%; Fe2O3-29,16%; CaO-1,59%; MgO-3,72%; K2O-0,28%; MnO-0,08% e perda ao fogo de 15,41%. O elevado teor de ferro é característico das argilas esmectitas do solo brasileiro, e contribui para o abaixamento da temperatura de desidroxilação, o que diminui a estabilidade térmica do material [7]. A análise de microscopia (Figura 1) mostra a morfologia externa dos cristais de argila na forma de flocos apresentando buracos e fissuras. O espectro FTIR da amostra natural de nontronita apresenta bandas esperadas em silicatos aluminosos, vibrações de estiramentos de grupamentos OH situados na região 3400-3700 cm-1; outras vibrações do agrupamento OH também aparecem em torno de 700-400 cm-1 estão relacionadas com o estiramento da molécula, vibrações Si-O entre 1500-1750 cm-1 (vibrações de estiramentos). Na curva TGA-DTA da amostra de nontronita observa-se um pico endotérmico por volta de 100,97°C dedido a presença de água de umidade que evapora a essa temperatura, e a água interna dos cristais que é eliminada em 486,24°C. A aproximadamente 500ºC ainda existem moléculas de água compondo a estrutura dos argilominerais e que não foram afetadas na etapa de secagem entre 550ºC e 600ºC essa água é eliminada. O difratograma de raios X (Figura 2) apresentou principalmente o padrão de esmectita com distância interplanar d001 15,11Å, além de quartzo como impurezas.
CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: Com base nos resultados pode se concluir que a argila analisada é uma esmectita com elevado teor de ferro, denominada nontronita. Apresentando distância interplanar característico de montemorilonita com d001 15,11 Å, bandas de estiramento dos grupos OH além das vibrações de Si-O de silicatos.
AGRADECIMENTOS: AGRADECIMENTO:
Ao CNPq e CAPES pelo auxílio financeiro, UFMT e LAMUTA.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS
[1] Santos P. S.; Ciências e Tecnologia de Argilas, vol.1, 2ª . edição revisada e ampliada, editora Edgard Blücher.1989
[2] Suguio Kenitiro, Rochas sedimentares: propriedades, gênese, importância econômica. São Paulo: Edgard Blücher, 1980.
[3] Deer W. A., Howie R. A. Minerais Constituintes das Rochas uma introdução. 2ª Ed. Lisboa: Fundação Calouste Gulbenkian, 2000.
[4] Teixeira-Neto E., Teixeira-Neto Â. A. 2009. Modificação química de argilas: desafios científicos e tecnológicos para obtenção de novos produtos com maior valor agregado. Química Nova, Vol. 32, No. 3, 809-817.
[5] Velde B. 1992. Introduction to Clay Minerals, Chapman & Hall: New York; Yariv, S. Cross, H., eds.; Organo-Clay Complexes and Interac¬tions, Marcel-Dekker: New York, 2002; Meunier, A.; Clays, Springer: Berlin, 2005.
[6] Luna F. J. e Schuchardt Ulf. 1999. Argilas Pilarizadas – Uma Introdução. Química nova, 22(1).
[7] Santos P. S., Ciência e Tecnologia de Argilas, vol. 2, Ed. Edgard Blucher Ltda., S. Paulo, SP (1992) 590.
[8] Moreira Maria L. O., Moreton L. C., Araújo V. A., Filho J. V. de L., Costa H. F., (org.). GEOLOGIA do Estado de Goiás e Distrito Federal. Escala 1:500.000. Goiânia: CPRM/SIC-FUNMINERAL, 2008.
[9] Barbosa, O. et al. Projeto Brasília-Goiás: geologia e inventário dos recursos minerais. Goiânia: DNPM, 1969. 225p Inédito.In: Moreira Maria L. O., Moreton L. C., Araújo V. A., Filho J. V. de L., Costa H. F., (org.). GEOLOGIA do Estado de Goiás e Distrito Federal. Escala 1:500.000. Goiânia: CPRM/SIC-FUNMINERAL, 2008.
[11] Fuck, R.A.; Marini, O.J. Projeto São Félix: Geologia da Folha Córrego São Bento. Brasília: FUB/Eletronorte, 1979.49p. (Convênio FUB/ELETRONORTE). Relatório Inédito. In: Moreira Maria L. O., Moreton L. C., Araújo V. A., Filho J. V. de L., Costa H. F., (org.). GEOLOGIA do Estado de Goiás e Distrito Federal. Escala 1:500.000. Goiânia: CPRM/SIC-FUNMINERAL, 2008.
[12] Fuck, R.A.; Marini, O.J. O Grupo Araxá e unidades homotaxiais. In: SIMPOSIO SOBRE O CRÁTON DO SÃO FRANCISCO E SUAS FAIXAS MARGINAIS, 1,1981, Salvador, Anais...Salvador: SBG,1981. p.118-130. In: Moreira Maria L. O., Moreton L. C., Araújo V. A., Filho J. V. de L., Costa H. F., (org.). GEOLOGIA do Estado de Goiás e Distrito Federal. Escala 1:500.000. Goiânia: CPRM/SIC-FUNMINERAL, 2008.
[13] Schobbenhaus, C. et al. Geologia do Brasil. Texto explicativo do mapa geológico do Brasil e da área oceânica adjacente incluindo depósitos minerais. Escala 1:250.000. Brasília: DNPM, 1984. In: Moreira Maria L. O., Moreton L. C., Araújo V. A., Filho J. V. de L., Costa H. F., (org.). GEOLOGIA do Estado de Goiás e Distrito Federal. Escala 1:500.000. Goiânia: CPRM/SIC-FUNMINERAL, 2008.
[14] Kitajima, L.F.W. Mineralogia e petrologia do Complexo Alcalino de Peixe, Tocantins. 2002. Tese (Doutorado) - Instituto de Geociências, Universidade de Brasília, 2002. In: Moreira Maria L. O., Moreton L. C., Araújo V. A., Filho J. V. de L., Costa H. F., (org.). GEOLOGIA do Estado de Goiás e Distrito Federal. Escala 1:500.000. Goiânia: CPRM/SIC-FUNMINERAL, 2008.
