Caracterização por DRX e FTIR de Rejeitos da indústria mineral do Mn localizados na Bacia do Azul (Carajás, Pará)

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Iniciação Científica

Autores

Azevedo, T. (UFOPA) ; Malheiros, K. (UFOPA) ; da Silva, A.S.B. (UFOPA) ; do Mar, I.C. (UFOPA) ; Pontes, T.A. (UFOPA) ; Silva, M.L.S. (UFOPA) ; Figueira, B.A.M. (UFOPA)

Resumo

Resíduos da indústria mineral do Mn localizados na atual bacia do Azul (Província Mineral de Carajás, Pará) foram caracterizados mineralogicamente através de difratometria de raios-X (DRX) e espectroscopia de infravermelho (FTIR). A composição mineral apresentou as seguintes fases minerais: birnessita, todorokita ou asbolana, gibbsita, goethita, anatásio, quartzo e caulinita. Bandas diagnósticas de Si-O, Al-O, Fe-O, Ti-O e Mn-O confirmaram a presença dos minerais descrito anteriormente.

Palavras chaves

Óxidos de Mn; Rejeitos; Bacia do Azul

Introdução

Minerais de óxidos de Mn estão largamente distribuídos na natureza (depósitos minerais de Mn, sedimentos, nódulos do fundo oceânico, verniz do deserto e solos) e constituem o principal grupo presente em minérios de alto valor econômico (Post, 1999). No Brasil eles estão presentes principalmente na Região Amazônica , como por exemplo, na mina do Azul (Pará), Urucum (Mato Grosso do Sul), Buritirama (Pará), Apuí (Amazonas) e antiga mina de Serra do Navio (Amapá), que atualmente já está desativada (COSTA et al., 2005). No processamento mineral de minérios de óxidos de Mn, quando o teor de Mn está baixo de 35 %, ou mesmo a amostra se apresenta com granulometria fina, os mesmo são descartados em barragens de rejeitos uma vez que eles não tem valor econômico do ponto de vista industrial (Costa e Figueiredo, 2005). No caso da Mina do Azul, foram construídas duas barragens (Kalunga e do Azul) para o armazenamento dos rejeitos. No presente trabalho é apresentado os resultados preliminares de caracterização mineral de rejeitos da barragem do Azul.

Material e métodos

Os rejeitos de Mn neste trabalho foram coletados manualmente em trabalhos de campo na barragem do Azul, no início de 2009 sob coordenação do Prof. Marcondes Lima da Costa (UFPA). As análises foram realizadas no Difratômetro de raios-x modelo X´PERT PRO MPD (PW 3040/60), da PANalytical, com Goniômetro PW3050/60 (Theta/Theta) e com tubo de raios-x cerâmico de anodo de Cu (Kα1 1,540598 Å), 60kv, com filtro Kβ de Ni. A aquisição de dados foi feita com o software X'Pert Data Collector, versão 2.1a, e o tratamento dos dados com o software X´Pert HighScore versão 2.1b, também da PANalytical. Os espectros de infravermelho foram obtidos utilizando-se pastilhas prensadas a vácuo contendo 0,200 g de KBr e 0,0013 g de amostra pulverizada e um espectrômetro de absorção molecular na região IV com transformada de Fourier, Perkin Elmer modelo FT-IR1760 X.

Resultado e discussão

Para descrever a mineralogia dos rejeitos da bacia do azul, a técnica de difração de raios-X foi inicialmente empregada, com os difratogramas mostrados nas Figuras 1. Através desta técnica foram identificados minerais de manganês (birnessita - 7,14 Å; todorokita ou asbolana-9,51 Å), alumínio (gibbsita-4,84 Å), ferro (goethita-3,36 Å) e titânio (anatásio-3,5 Å). Minerais de silicatos também foram observados (quartzo- 3,34 Å e caulinita 7,14 Å).É importante observar que os minerais presentes nestes rejeitos estão de acordo com a mineralogia descrita da mina do Azul nos estudos de caracterização de COSTA et al. (2005). Os espectros de IV dos rejeitos da bacia do Azul são apresentados nas Figuras 2. Todas as amostras mostraram bandas de vibração em 3690 ± 10, 3650 ± 10 e 3620 ± 10 cm-1. Estas bandas estão relacionadas às vibrações de estiramento Al-O-H de caulinita. As bandas em torno de 3440 ± cm-1(amostras RBA), de acordo com BEUTELSPACHER e van der MAREL (1976) refere-se ao estiramento Al-O-H da estrutura de gibbsita. Mas também pode ser do estiramento O-H dentro dos canais de todorokita (CUI et al. ,2009), que também possui outra banda de vibração em 3379 cm-1 (VILENO et al., 1998). O pico encontrado em 1402 cm-1 pode ser de vibração O-H da estrutura todorokita. As bandas na região de 1100 - 400 cm-1 correspondem às vibrações metal- oxigênio ou não- metal-oxigênio dos minerais presentes. Como por exemplo, bandas de vibração Fe-O de goethita em 1102, 1033, 695 e 413 cm-1; Mn-O de birnessita em 1033, 695 e 413 cm-1; bandas Si-O em 1102, 1033, 796, 471 e 431 cm-1 do quartzo e de caulinita, assim como de vibrações Ti-O para anatásio em 748 e 540 cm-1 e vibrações Al-O-H de gibbsita e caulinita (BEUTELSPACHER e van der MAREL, 1976);

Difratograma de raios-X das amostras de rejeitos da bacia do azul


Espectro de infravermelho FTIR das amostras de rejeitos da bacia do Azul

Conclusões

Os rejeitos de manganês da Bacia do Azul são formados principalmente por birnessita, caulinita, quartzo, gibbsita e goethita. Estes minerais são estáveis durante o processo de beneficiamento. Bandas de estiramento Mn-O e Si-O foram identificadas por espectroscopia de infravermelho e reforçaram os dados de difração de raios-X.

Agradecimentos

A companhia Vale, CNPq, Laboratório de Caracterização Mineral da UFPA sob coordenação do Prof. Rômulo Simões Angélica e ao Prof. Marcondes Lima da Costa (UFPA)

Referências

BEUTELSPACHER, H., VAN DER MAREL. H. W.; Atlas of infrared spectroscopy of clay minerals and their admixtures, Amsterdam, Elsevier,1976.
COSTA, M. L.; FERNANDEZ, O. J. C.; REQUELME, M. E. R.; O depósito de manganês do Azul, Carajás: estatigrafia, geoquímica e evolução geológica. In: MARINI, O. J.; QUEIROZ, E. T.; RAMOS, B. W. (Ed). Caracterização de depósitos minerais em distritos Mineiros da Amazonia. Brasilia: DNPM-CT/Mineral-ADIMB, 20005. p.227-333.
COSTA, M. R. M; FIGUEIREDO, R. C. Manganes. Sumário Mineral Brasileiro. Brasília, 2005. Disponivel em: www.dnpm.gov.br
CUI, H.; FENG, J.; TAN, W.; HE, J.; HU, R.; LIU, FAN.; Synthesis of todorokite-type manganese oxide from Cu-buserite by controlling the pH at atmospheric pressure, Microporous and Mesoporous Materials, v. 117, p. 41-47, 2009.
POST, J. E.; Manganese oxide minerals: crystal structures and economic and. environment significance. Proc. Natl. Acad. Sci., v. 96, p. 3447-3454, 1999.
VILLENO, E.; MA, Y.; ZHOU, H.; SUIB, S. L.; Facile synthesis of synthetic todorokite OMS-l ), co-precipitation reactions in the presence of a microwave field, Microporous and Mesoporous Materials, v. 20, p. 3-15, 1998.