ÁREA: Materiais
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO DE UMA ARGILA ESMECTITA DO DISTRITO DE ALTO DIAMANTINO -MT
AUTORES: COGO, J. M. (UFMT) ; FERREIRA, J.N. (UFMT) ; SILVA, R.A.R. (UFMT) ; MELLO, I.S. (UFMT) ; CARVALHO, M.A. (UFMT) ; GUERRA, D.L. (UFMT)
RESUMO: As argilas esmectíticas, caracterizam-se por sua alta CTC e também pelas propriedades adsortivas. São materiais interessantes para as indústrias, porque são encontradas em abundância na natureza e também pelo baixo custo. Este trabalho teve como objetivo efetuar caracterização utilizando as técnicas de DRX, ATD/ATG, MEV e análise de composição química através de Fluorescência de RX de uma amostra de argila proveniente de basaltos alterados de Alto Diamantino município de Torixoréu-MT. Os resultados encontrados com a caracterização da argila como o (d001) 14,95 Å e os teores dos óxidos de Si, Al, Fe, Ti, Mg, Ca, K, e Mn são compatíveis com os dados encontrados na literatura para argilas nontronitas ricas em ferro.
PALAVRAS CHAVES: argila, caracterização, esmectitas
INTRODUÇÃO: Argilas são rochas sedimentares formadas pela alteração dos silicatos de alumínio componentes de rochas, quer de origem magmática, metamórficas ou sedimentares (ABREU, 1973). A denominação argila apresenta significados diversos nos diferentes ramos científicos e tecnológicos, porém o conceito clássico que reúne aceitação geral é o que define as argilas como materiais naturais, terrosos, de granulação fina (diâmetro inferior a 2 µm), que quando umedecidos com água apresentam certa plasticidade (SANTOS, 1975; NEUMANN et al., 2000; BERGAYA et al., 2006). As argilas são constituídas por diferentes tipos de minerais, chamados de argilominerais, que conferem às mesmas suas principais características e propriedades. Na determinação de sua composição química aparecem como elementos essenciais a sílica (SiO2), e a alumina (Al2O3), além de óxidos de ferro (Fe2O3), magnésio (MgO), cálcio (CaO), sódio (Na2O), potássio (K2O) e outros, assim como quantidades variáveis de água de constituição e até mesmo matéria orgânica (MOORE & REINOLDS, 1997; LIRA FILHO, 1973; TEIXEIRA-NETO & TEIXEIRA-NETO, 2009). Atualmente, várias áreas da Ciência tem as argilas como um de seus objetivos de estudos, devido a abundância e o baixo custo das argilas naturais agregados ao potencial de troca iônica e elevadas propriedades adsortivas que elas possuem, principalmente as argilas do grupo das esmectitas, quando modificadas resultam em atração científica e industrial. A eficiência dos argilominerais nos processos catalíticos e de adsorção é aumentada através de modificações estruturais obtidas por ativação ácida, intercalação, pilarização e organofuncionalização (GUERRA et al., 2008).Neste sentido o presente trabalho tem como objetivo caracterizar a argila do distrito de Alto Diamantino-MT.
MATERIAL E MÉTODOS: Para a realização desse trabalho foi utilizada uma argila retirada de uma área mapeada no distrito de Alto Diamantino município de Torixoréu – MT. A caracterização da argila foi realizada utilizando as seguintes técnicas:
- Difração de raios-X (DRX): A amostra da argila foi caracterizada através do método do pó em um aparelho de Raio-X da Shimadzu-XRD 6000, radiação Cu-Kα (λ=1,54), monocromatizado por um monocromador de grafite, tensão e corrente de 40 kV e 30 mA, com tempo de exposição de 30 minutos, varredura em passo de 2θ, faixa de varredura 0° a 60°, que pertence ao DRM da UFMT.
- Análise Térmica Diferencial (ATD) e Termogravimétrica (TG): foram realizadas no laboratório de Físico-Química do Departamento de Química da UFMT, em um equipamento simultâneo de termogravimetria (TG) e de análise térmica diferencial (ATD) da Shimadzu, com uso de vazão de 50ml/min. de ar, desde a temperatura ambiente até 1000 ºC, alfa alumina foi utilizada como material de referência para as análises de ATD.
- Fluorescência de raio-X (FRX): foi realizada em um equipamento X-Ray Spectrometer da Shimadzu EDX – 700HS com varredura de tempo de 400 segundos que pertence ao DRM da UFMT .
- Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV): foi utilizado um microscópio eletrônico de varredura Jeol JSTM-300. As amostras receberam recobrimento em ouro e carbono por metalização em um instrumento de Plasma Science.
- Infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR): Para obtenção dos espectros, foram utilizados 200,0 mg de KBr e 13,0 mg de amostra pulverizada, e confeccionado 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.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: - A Difração de RX foi realizada para identificar os argilominerais e minerais presentes na amostra, o difratograma apresentado na Figura 1a, apresenta um pico de reflexão com distância basal (d001) de 14,95 Å, caracteristico de esmectitas. Observa-se também picos de um mineral não esmectitico em 19,97º e 36º atribuídos a presença de quartzo na amostra (MOORE & REINOLDS, 1997).
- A análise térmica diferencial e tremogravimétrica da argila, exibe um pico endotérmico que ocorre entre 116,15 ºC, atribuído a perda de água livre equivalente a 9% de perda de massa e um pico endotérmico em 509,42 ºC pode ser atribuído desidroxilação OH-Fe e perda de massa de 5,6%, característico de argila nontronita (BRINDLEY, 1984).
- A fluorescência de RX foi realizada para determinar a composição química da argila e forneceu os seguintes resultados: SiO2 52,17%; Al2O3 23,54%; Fe2O3 15,99%; MgO 4,25%; TiO2 2,55%; CaO 0,81%; K2O 0,38% e MnO 0,17%.
- A Microscopia eletrônica de varredura (MEV) realizada apresenta uma micrografia na escala de 0,5µm Figura 2 onde pode-se observar as lamelas de partículas elementares dos tactóides que estão ligados entre si.
- O infravermelho (IV) Figura 1b apresenta bandas em torno de 3625 - 3400 cm-1 atribuídas às vibrações de estiramento do grupo estrutural OH e do grupo OH referente à água adsorvida, é típico de esmectitas com elevada quantidade de Al no octaedro. Podem ser observadas bandas em torno de 1000 - 1050 cm-1 características das ligações Si-O e entre 920 e 500 cm-1 correspondentes às camadas octaédricas do aluminossilicato Si-O-Al. Uma banda de OH em aproximadamente 3567 cm-1, é uma característica de nontronitas em que o agrupamento FeFe-OH domina as folhas octaédricas (MADEJOVÁ, J. 2003; DECARREAU et al., 2008).
CONCLUSÕES: Com base nos resultados obtidos através das técnicas utilizadas na caracterização da argila de ocorrência em Alto Diamantino, município de Torixoréu-MT, pode-se relatar a presença dominante de montmorilonita dioctaédrica rica em ferro identificada como nontronita. O comportamento térmico e o espectro de infravermelho da amostra também apresentaram resultados típicos de nontronitas. Os resultados apresentados são compatíveis com os resultados encontrados na literatura para nontronita.
AGRADECIMENTOS: A todos os colaboradores do projeto, DRM, LAMUTA e a CAPES.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ABREU, SILVIO FROES. 1973. Recursos minerais do Brasil. 2 ed São Paulo/ Rio de Janeiro: Edgard Blücher, 324 p
BERGAYA, F., THENG, B. K. G. & LAGALY, G. (eds) 2006. Handbook of Clay Science. Developments in Clay Science Series Volume 1. xxi + 1224 pp.
BRINDLEY, G. W. 1984. Order-Disorder in Clay Mineral Structures, Chapter2. In: BRINDLEY G.W. and BROWN, G. Crystal Structure of Clay Minerals and their X-ray Identification. London: Mineralogical Society, p.125 - 195.
DECARREAU, A., PETIT, S., MARTIN, F., FARGES, F., VIEILLARD, P., e JOUSSEIN, E. 2008. Hydrotermal synthesis, between 75 and 150 ºC, of high-charge, ferric nontronites. Clay and Clay Minerals, vol. 56, nº 3, 322-337.
GUERRA, D. L., AIROLDI, C., LEMOS, V. P., ANGÉLICA, R. S., VIANA, R. R. 2008. Aplicação de Zr/Ti-PILC no processo de adsorção de Cu(II), Co(II) e Ni(II) utilizando modelos físico-químicos de adsorção e termodinâmica do processo. Quím. Nova, Vol.31 nº2.
LIRA FILHO, D. P. 1973. Perfil analitico da bentonita. Rio de Janeiro: DNPM, 33 p. (Boletim 4).
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NEUMANN, MIGUEL G.; GESSNER, FERGUS; CIONE, ANA P. P.; SARTORI, R. A., CAVALHEIRO, C. C. S. 2000. Interações entre corantes e argilas em suspensão aquosa - Química Nova, 23(6).
SANTOS, P. DE S. 1975. Tecnologia de argilas: aplicada as argilas brasileiras - fundamentos. Sao Paulo: Edgard Blucher/EDUSP.
TEIXEIRA-NETO, E., e TEIXEIRA-NETO, A. A. 2009. Modificação química de argilas: desafios científicos e tecnológicos para obtenção de novos produtos com maior valor agregado Quím. Nova vol.32 nº3 São Paulo.
