ISBN 978-85-85905-19-4
Área
Iniciação Científica
Autores
Carneiro Neto, J.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Alexandre Gomes, G. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; Maria, C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ) ; da Silva, L.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ)
Resumo
Em função de suas propriedades físicas e químicas, o caulim pode ser utilizado em uma grande variedade de produtos, com destaque para o seu uso na fabricação de papéis comuns e revestidos, cerâmicas e refratários (Industrial Minerals, 2001). Todavia estas argilas, quando calcinadas, sofrem alterações estruturais importantes que determinam suas características, por esta razão foram realizadas analises térmicas e espectroscópicas visando avaliar a moagem sobre a estrutura. Foram observadas alterções sobre as hidroxilas estruturais que resultaram na mudança da densidade quando submetida a esforço mecânico variáveis. Sendo que amostra moída a 140rpm por 4 horas resultou na maior alteração de massa quando calcinada(TG) DTA. E redução de temperatura de desidroxilação em 7°C.
Palavras chaves
Infravermelho; metacaulim; Termogravimetria
Introdução
As argilas (Caulim) têm participado do desenvolvimento das civilizações desde praticamente o início da existência da humanidade. Uma argila é uma rocha constituída essencialmente ou exclusivamente por argilominerais, os quais subdividem-se em vários grupos, que incluem diversas espécies mineralógicas. O caulim tem suas propriedades físico-químicas dependentes a estrutura e da composição química que por sua vez determina a estabilidade das hidroxilas estruturais que são as responsáveis por estabilizar a lamelaridade a partir das interações iônicas e moleculares com íons livres solvatados, que se encontram entre as lamelas da estrutura, uma avaliação do comportamento desta hidroxilas tem sido proposta, a partir da moagem de estruturas de caulim branco sob condições de tempo e rotação variáveis.
Material e métodos
As amostras de caulim para serem moídas foram distribuídas em grupos e diferenciadas em tempo, rotação e tamanho de esfera, foi pesado 300g de cada amostra e tamanho de esfera variou entre pequena média e grande, após um tratamento estatístico com software biostatic com planilha do tipo box- behnker foram escolhidas somente as esferas grandes por apresentarem melhor reposta, e as amostras foram classificadas da seguinte forma 1H-100rpm, 1H- 140rpm, 4H-100rpm, 4H-140rpm, após serem moídas foram feitas pastilhas das amostras com KBr em uma proporção de 5% massa, em um total de 50 mg no total, e posteriormente analisadas no equipamento de Infravermelho, paralelamente a esse teste foi feita outro tipo de análise que foi a termogravimétrica 0s termogramas do material utilizado neste trabalho, foram obtidos em um Equipamento Shimadzu, modelo DTG – 60 Simultaneous DTA – TG Apparatus, com forno cilíndrico vertical, com conversor digital acoplado a um PC, trabalhando-se a análise na faixa de temperatura ambiente até 700 °C, com uma taxa de aquecimento de 10 °C/min, utilizando-se cadinho de platina para uma quantidade de amostra em torno de 20 mg. Os dados da amostra analisada foram transformados em arquivo numérico do tipo XY (ascii) e tratados graficamente no software Origin.
Resultado e discussão
Após a moagem foi medida a densidade, Obtendo os seguintes resultados:
Natural 2.63 ,1H-100 2.47, 1H-140 2.60, 4H-100 2.34, 4H-140 2.32 (g/cm3), O
aumento do tempo da moagem com o aumento na rotação provoca um aumento de
energia mecânica cedida ao sistema, essa energia inserida sob o sistema
provoca uma alteração na energia de rede do aluminosilicatado, isso nos
permite alcançar mais facilmente a diminuição no tamanho de partícula da
amostra provocando assim uma diminuição em sua densidade. Na análise de
Infravermelho (IV) podemos notar que há um comportamento uniforme das bandas
até 3669cm-1, já a banda 3693 nota um aumento significativo de sua área isso
mostra que a moagem e suas variáveis, rotação/tempo alteraram as bandas que
estão ligadas ao modo vibracional dos cátions hidratados interlamelares.
Notamos na figura 1 que a banda de 3669cm-1 desaparece na amostra 4H-140rpm
ou seja as interações externas deixam de existir pois sua estrutura foi
modificada, e simultâneo ao desaparecimento dessa banda notamos um aumento
significativo da banda 3651cm-1 que é referente as Hidroxilas Externas. Na
faixa 3.633-1618 cm-1, são hidroxilas octaédricas internas (Al2O–H). As
hidroxilas da superfície interna estão voltadas para as cavidades
interlamelares. A análise térmica figura 2 mostra um pico endotérmico entre
515,91-522,53°C associado a perda de água por desidroxilação, muito
característico do Caulim Percebe-se que todas as amostras, quando comparadas
com o caulim natural, têm desidroxilação em temperaturas menores, isso por
conta de uma maior interação de hidroxilas externas com a água, causada pelo
aumento da área superficial. A amostra 4H–140 teve um melhor resultado
dentre as outras quando comparadas ao caulim natural. A perda de massa foi
de 8% e uma diminuição de 7ºC.
Espectro de FT-IR, A.(a) Caulinita natural(b)1H/100rpm(c)1H/140rpm(d)4H/100rpm(e)4H/1 40rpm.B Área das bandas características para OH
Figura A gráfico TGA, eventos relacionados a perca de massa versus temperatura, B: transformação caulim para metacaulim.
Conclusões
O processo de moagem possibilitou uma modificação na energia de rede dos aluminossilicatados,permitindo uma diminuição gradual da temperatura de calcinação do material, isso resulta na forma mais reativa do material com menor consumo de enrgia.
Agradecimentos
LabInova Policlay Nanotech CNPQ Lab BioInorgânica
Referências
DE MOURA, P. C. Sintese, caracterização e avaliação de catalisadores a base de ar¬gilas pilarizadas com alumínio e alumínio-lantânio úteis a reação de aminação 16 Geochimica Brasiliensis, Ouro Preto, 25(1) 7 - 16, 2011 Luis Gerson Lima Junior et al. redutiva de aldeídos aromáticos. Dissertação de mestrado. Universidade Federal do Ceará. 2007.
C. M. F. Vieira, R. M. Pinheiro. Avaliação de argilas cauliníticas de Campos dosGoytacazes utilizadas para fabricação de cerâmica vermelha
Adonay R. Loiola1 AT ALL..Caracterização geoquímica, mineralógica, termogravimétrica, e por espectrometria de infravermelho de argilominerais representativos da porção central da Província Borborema
E. A. Hildebrando(1); T. Sheller(2); R. S. Angélica, (2); R. F. Neves(3) CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA DE MATERIAL ARGILOSO PROVENIENTE DO MUNICÍPIO DE SANTA BÁRBARA – PA
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