Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: Transformações termais e propriedades de nsutita proveniente
da antiga mina de Mn de Serra do Navio, Amapá
AUTORES: Figueira, B. (UFPA) ; da Costa, M.L. (UFPA) ; Angélica, R. (UFPA) ; Barra, I.S.S. (UFPA) ; Pöllmann, H. (MLU)
RESUMO: Nsutita, γ-MnO2, proveniente da antiga mina de Mn de Serra do Navio foi
caracterizada através de difração de raios-X e análise termal (TG-DTA). Os
resultados obtidos demonstram que nsutita ocorre como única fase nas amostras de
minério estudadas, com estabilidade termal acima de 550ºC. Próximo a 575 ºC a
estrutura colapsa para formar uma fase análoga a bixbyita (Mn2O3), que se mantém
estável até 1050 ºC, temperatura de formação de Mn3O4.
PALAVRAS CHAVES: Caracterização; Nsutita; Serra do Navio (AP)
INTRODUÇÃO: O Manganês é o vigésimo elemento mais abundante na natureza e o terceiro entre
os metais de transição (atrás apenas de ferro e titânio). Ele pertencente ao
grupo 7 da tabela periódica, que também engloba os elementos tecnécio e rênio
que possuem propriedades físicas e químicas similares. Em termos de história,
abundância e disponibilidade, é difícil imaginar um grupo mais contrastante do
que este. Um bom exemplo pode ser observado em milhões de toneladas de minérios
de manganês comercializados anualmente.
No Brasil, estes minérios são formados normalmente por óxidos de Mn, que devido
às características de multivalência do estado de oxidação do Mn (+2, +3, +4) e
diversidade estrutural, são de grande importância cientifica e tecnológica. Na
Região Amazônica, que detém grandes reservas de depósitos destes óxidos,
conhecidos internacionalmente, na literatura como Serra do Navio e mina do Azul, em Carajás (PA), apesar de intenso trabalho de pesquisa mineral, geologia e lavra já realizados, poucos trabalhos de detalhe sobre a caracterização dos
minerais de Mn foram realizados. No presente trabalho é apresentado os primeiros estudos de caracterização de nsutita proveniente de amostras de minério de óxido de Mn coletadas da antiga mina de Serra do Navio, Amapá.
MATERIAL E MÉTODOS: A amostra de minério foi coletada manualmente na mina de Mn de Serra do Navio e
codificada como SN-02. A identificação mineralógica foi realizada por difração de
raios-X no difratômetro de raios-X modelo X´PERT PROcom tubo de raios-X de anodo
de Cu. As curvas DTA-TG (análise termal) foram coletadas num termoanalisador
Stanton Redcroft. A taxa de aquecimento foi de 20°C/min, com temperatura inicial e final de 20°C a 1100°C.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O difratograma de raios-X de SN-02 é mostrado na Figura 1. Embora este padrão
apresente uma baixa definição dos picos, nota-se a predominância dos picos com d = 3,98 Å; 2,44 Å; 2,13 Å; 1,64 Å, que são característicos de nsutita ou sua fase sintética (LI et al., 2006), com sistema ortorrômbico (PDF 014-0644). A largura e intensidade dos picos revelam a presença do mineral com elevada desordem estrutural.
As curvas DTA-TG de nsutita são exibidas na Figura 2a, com resultados similares
aos descritos de nsutita da região de Mysore (SREENIVAS, 1957) e Goriajhar (MOHAPATRA et al.,1995). O primeiro pico endotérmico no intervalo de 50-180 ºC e perda de 1%, refere-se à dessorção de água presente na superfície do mineral. O segundo pico entre de 575 - 625 ºC, com perda de massa de 5,85 %, representa a conversão de nsutita para Mn2O3 (MOHAPATRA et al., 1995). Enquanto que o último pico, entre 940-990 ºC (perda de massa de 2,7%) pode ser assinalado à
decomposição para Mn3O4. A evolução das fases de nsutita acima de 300 ºC foi
monitorada por difração de raios e os resultados são mostrados na figura 2b. A
300 ºC, o mineral permanece estável, em virtude da ausência de qualquer
alteração significativa nos picos principais da amostra SN-02. Já a 400 ºC,
observa-se notáveis mudanças estruturais de nsutita, considerando-se a ausência
do pico a 22,4 º (2Θ) referente ao plano (120) e a presença do pico de
pirolusita a 28,7 º (2Θ), que é a estrutura mais estável em nsutita (XIE et al,
2009). Acima de 600 ºC, ocorre transformação do mineral para a fase Mn2O3, e
posteriormente para hausmannita (1050 ºC).
Figura 1
Figura 1. Difratograma de raios-X de SN-02
Figura 2
Figura 2: (a) Curvas DTA-TG de SN-02, (b) Difratogramas de raios-X de SN-02
tratada a 300, 400, 600 e 1050 ºC.
CONCLUSÕES: Nsutita coletada da mina de Serra do Navio ocorre como fase monominerálica, com
sistema ortorrômbico e baixo ordenamento estrutural. O mineral possui estabilidade termal próximo a 500 ºC. Acima de 550 ºC, a estrutura em túnel colapsa para formar a fase Mn2O3, que se transforma em Mn3O4 a 1050 ºC.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: LI, W-N. et al. 2006. Hydrothermal synthesis of structure- and shape-controlled manganese oxide octahedral molecular sieve nanomaterials, Adv. Funct. Mater. 16: 1247-1253.
MOHAPATRA, B. K.; NAYAK, B. R.; SAHOO, R. K. 1995. Characteristics of nsutite -MnO2 in Goriajhar manganese deposit, Gangpur group, India. J. Min. Petr. Econ. Geol., 90: 280-287.
SREESIIVAS, B.L. 1957. -Manganese dioxide from Mysore, India, Min. Mag., 31:605-606.
XIE, W. et al. 2009. Environmentally Friendly -MnO2 Hexagon-Based Nanoarchitectures: Structural Understanding and Their Energy-Saving Applications, Chem. Eur. J., 15:492-500.