ÁREA: Materiais
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO DE UMA ARGILA BENTONITA DO NORDESTE
AUTORES: FERREIRA, J.N. (UFMT) ; COGO, J. M. (UFMT) ; MELLO, I. S. (UFMT) ; CARVALHO, M. A. (UFMT) ; SILVA, R. A. R. (UFMT) ; GUERRA, D. L. (UFMT)
RESUMO: As argilas bentonitas, denominadas de montmorilonitas, caracterizam-se por sua alta CTC e também pelo intenso inchamento quando em suspensão aquosa. São também materiais interessantes para as indústrias, porque são encontrados em abundância na natureza (baixo custo). As argilas bentonitas brasileiras naturais são policatiônicas, apresentando pequeno inchamento e delaminação quando dispersas em água. Este trabalho descreve um processo de caracterização da argila bentonita proveniente do município de Boa Vista- PB, realizada através da análise termogravimétrica (TGA), difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura (MEV), Fluorescência de raios X e Infravermelho. Verificou-se a presença do argilomineral esmectítico, caracterizado pela distância interplanar de 15,06 Å.
PALAVRAS CHAVES: argilas, bentonita, caracterização
INTRODUÇÃO: As argilas são utilizadas pelo homem nas mais diversas aplicações como, na antiguidade, na produção de utensílios domésticos e adornos de barro. As argilas são elementos componentes de uma grande parte de solos, podem ser encontradas no estado puro em depósitos minerais, em seu ambiente de formação e em ambientes naturais (GUERRA et al., 2006). Souza Santos define argila como uma rocha natural, de granulação fina, terrosa, que geralmente quando umedecida com água adquire certa plasticidade, são essencialmente formadas por silicatos hidratados de alumínio, ferro e magnésio (SANTOS, 1975). A bentonita é uma argila constituída predominantemente pelo argilomineral montmorilonita cuja estrutura é composta por lâmelas paralelas, sendo que cada retículo elementar resulta da associação de duas lâminas de tetraedros (sílica) e uma lâmina de octaedros (gibbsita – hidróxido de alumínio) originando a estrutura do tipo 2:1(ABREU, 1976). Considera-se como bentonita as argilas formadas a partir de rochas ou cinza vulcânicas que sofreram transformações por milhões de anos gerando partículas cristalinas menores que 2 μm (CALARGE, 2001). O nome bentonita tem sua origem na descoberta de uma grande reserva desta argila, em 1898, no Fort Benton, em Wyoming (EUA), onde foi pela primeira vez caracterizada como um tipo especial de argila (SANTOS, 1989). Esta argila apresenta um conjunto de características estruturais que a torna atraentes para o desenvolvimento de catalisadores e adsorventes tais como área superficial elevada, capacidade de troca catiônica, baixo custo e abundância na natureza (SANTOS, 1975). Neste sentido este trabalho tem como objetivo a caracterização da argila bentonita do município de Boa Vista-Paraíba.
MATERIAL E MÉTODOS: Para a realização desse trabalho foram utilizadas amostras de uma argila bentonita comercial proveniente do município Boa Vista, Estado da Paraíba, fornecida pela empresa Bentonisa- Bentonita do Nordeste S.A.
O difratograma de raios X foi obtido em um equipamento Shimadzu-XRD 6000, radiação Cu-Kα (λ; =1,5418 A), monocromatizado por um monocromador de grafite, tensão e corrente de 40 kV e 30 mA, com tempo de exposição de 30 minutos, variando 2θ de 0 a 60º. A Análise Térmica Diferencial (ATD) e Análise Termogravimétrica (TG) foram realizadas em um sistema TGA-60, modelo Perkim-Elmer, com fluxo de Ar, com razão de aquecimento 50 mL/minuto, na faixa de temperatura 0-1000 ºC. 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, equipado com tubo de Rh, feixe de 10 mm de diâmetro e detector de Si (Li) com medidas feitas em vácuo com tempo de aquisição de 200 s por canal analítico. Para obtenção dos espectros de FTIR, foram pesados 200,0 mg de KBr e 13 mg da amostra pulverizada, confeccionou-se uma pastilha pelo método de prensagem, o aparelho utilizado foi um espectrômetro com transformada de Fourier, modelo MB-Series, em 50 varreduras na região entre 4000 e 400 cm-1. A imagem de morfologia das partículas foi obtida por microscopia eletrônica de varredura por detecção de elétrons secundários em um microscópio Jeol JSTM-300, onde as amostras foram recobertas com uma fina camada de ouro e carbono por metalização em um instrumento de Plasma Science.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A análise elementar da amostra da argila apresentou percentuais de SiO2- 62,15% ; Al2O3- 21,34%; Fe2O3- 10,17%; CaO- 1,18%; MgO-3,58%; K2O-0,29%.
A caracterização das amostras por difração de raios X visa verificar a existência de minerais acessórios e de argilominerais. O difratograma da argila bentonita (Figura 1) apresenta reflexão do grupo esmectita (E) que correspondem a distâncias basais (d001) 15,06 Ǻ. Observa-se também, o seguinte pico principal que corresponde ao mineral quartzo (Q) (WANG et al, 2004; XI et al, 2004).A análise térmica diferencial para a argila bentonita exibe um pico endotérmico que ocorre entre 100ºC, acompanhado pela perda de água de hidratação, um pico endotérmico entre 450ºC e 700ºC causado pela desidroxilação da esmectita, um pico endotérmico e exotérmico entre 900 e 940ºC referente à formação de cristais. A análise termogravimétrica para a argila bentonita mostra que o teor de água livre perdida é de aproximadamente 11,75%. A espectroscopia na região do infravermelho mostra picos em 3630 e 3420 cm-1 característico de estiramento O-H, em 1645 cm-1 referente à deformação angular H-O-H da água, em 1000 e 1042 cm-1 de estiramento assimétrico Si-O, em 916 cm-1 da vibração de deformação Al-OH, em 500 cm-1 vibrações Si-O-Al.Na microscopia eletrônica de varredura é possível verificar que não há uma distribuição muito homogênea de partículas, pois apresentam grãos de diversos tamanhos, ocasionando, portanto, uma distribuição de partículas irregular ( Figura 2). Observa-se ainda que essas amostras são constituídas por aglomerados de perfil irregular (BOREZEK, 2002; JAYNES, 1991).
CONCLUSÕES: Através da análise de difração de raios X da amostra pode-se concluir que a argila Bentonita apresentou uma distancia basal de 15,06 Ǻ;, compatível com as argilas esmectíticas policatiônicas provenientes do município de Boa Vista- PB. As análises térmicas das argilas estudadas evidenciaram transformações térmicas características das argilas esmectíticas, estando assim de acordo com a literatura. Por fim, as microscopias eletrônicas de varreduras evidenciaram estruturas lamelares compatíveis com as argilas esmectíticas.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ABREU, S. F. Recursos minerais do Brasil, Ed. Edgard Blücher, 2ª ed., V. 1, São Paulo-SP, 324p., 1973.
BOREZEK, J. L.; HARRIS, W. G.; KIZZA, P. N. – Clays and Clay Minerals, 50, 11, (2002).
CALARGE, L.M. Estudo mineralógico e geoquímico de bentonitas do sul da Bacia do Paraná (Aceguá, Brasil e Melo Uruguai). Tese de Doutorado. UFRGS, Porto Alegre, Brasil, 2001.
GUERRA, D. L., LEMOS, V. P., ANGÉLICA, R. S., AIROLDI, C. Influência da razão Al/argila no processo de pilarização de esmectita. Cerâmica, v.52, p. 200-206, 2006.
JAYNES, W. F.; BOYOL, S. A.; - Sal Sience of American Journal, 55, 43-48, 1991a.
SANTOS, P.S. Tecnologia de Argilas, 2 ed. São Paulo, Editora Nacional, 1989.
SANTOS, P.S. Tecnologia de Argilas, Vol. 1 - fundamentos, Ed. da USP - Ed. Edgard Blücher Ltda 1975.
XI, Y.; DING, Z.; HE, H.; FROST, R. L. Structure of organoclays—an X-ray diffraction and thermogravimetric analysis study – Journal of Colloid and Interface
Science, 277, 116-120, 2004.
WANG, C. C.; JUANG, L. C.; LEE, C. K.; HSU, T. C.; LEE, J. F.; CHAO, H. P. – The effects of exchanged cation, compression, heating and hydration on textural properties of bulk bentonite and its corresponding purified montmorillonite Journal of Colloid and Science, 280, 27-35, 2004.
