Estudo dos eventos termais de rejeitos de Mn da barragem do Kalunga (Província Mineral de Carajás, PA)

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Iniciação Científica

Autores

Azevedo, T. (UFOPA) ; do Mar, I.C. (UFOPA) ; Figueira, B.A.M. (UFOPA) ; Branco, A.S. (UFOPA)

Resumo

Rejeitos de Mn da barragem do Kalunga foram coletados na mina do Azul (Carajás) e caracterizados por análise termal (TG-DTA)e difração de raios-X. Os resultados revelaram a presença de 6 eventos termais relacionado as reações térmicas de decomposição dos minerais presentes. Entre as reações identificadas pode-se destacar a liberação de água adsorvida em fases minerais como birnessita, todorokita(óxidos de Mn)e caulinita, transformação de fases de óxidos de ferro (hematita), alumínio (boehmita) e manganês (Mn2O3). Os resultados preliminares demonstraram que acima de 800 ºC, obtém-se um produto majoritario de óxido de Mn.

Palavras chaves

Rejeitos de Mn; mina do Azul; caracterização termal

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 [1].Na Região Amazônica, este elemento tem grande importancia economica, pois forma os minerios de oxidos de Mn da mina do Azul, Província Mineral de Carajás [2]. Como em todo processo industrial, o seu beneficiamento gera produtos considerados como rejeitos. Estes produtos sem valor econômico atualmente, podem ser reutilizados, quando se conhece a sua composição química e mineral, conforme demonstrado com os rejeitos da atual mina do Azul [3]. No presente trabalho, apresenta-se os resultados de caracterização mineral por analise térmica e difração de raios X dos rejeitos da Barragem do Kalunga, localizado na mina do Azul.

Material e métodos

Os rejeitos de Mn foram coletados em trabalhos de campo em colaboração com a Vale, pulverizados e secados a 70 ºC por um dia. Para a caracterização por difração de raios-X, utilizou-se um difratômetro modelo X´PERT PRO MPD, da PANalytical, 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. As curvas de TG e DTA foram obtidas num termoanalisador Stanton Redcroft que tem um forno cilíndrico vertical, com conversor digital acoplado a um microcomputador. As análises foram feitas em um cadinho de platina, com aquecimento de 20°C/min, temperatura inicial e final variando de 20°C a 1100°C, respectivamente.

Resultado e discussão

Os resultados de monitoramento dos eventos termais dos rejeitos por análise termal (Fig 1) e DRX . Observa-se que pelo menos 6 eventos termais são claramente definidos durante o tratamento, sendo que os três primeiros, que totalizam 7% em perda de massa, possivelmente estão relacionados à perda de água adsorvida e do retículo de estruturas como caulinita, birnessita e a destruição de todorokita (visto que não há mais os dois principais picos todorokita em 400ºC nos resultados de DRX). No intervalo entre 500-600ºC, notam-se duas reações endotérmicas com perda de massa total de 6% e que devem estar relacionadas principalmente às transformações de birnessita para bixbyita (PDF 041-1442). Esta decomposição é comum em minerais de óxidos de Mn [4]. Em seguida, pode-se identificar a transformação de goethita para hematita (PDF 033-0664) e gibbsita para boehmita (PDF 005-0190). O último pico endotérmico próximo a 960 ºC (perda de massa de 1,25 %), corresponde às possíveis transformações de hematita para maghemita (PDF 024-0081), boehmita para diásporo (PDF 005-0355), SiO2 + Al2O3 para mullita (PDF 006-0259) e SiO2 + Mn2O3 para braunita (PDF 041-1367). É importante notar a ausência da fase Mn3O4, que deveria se formar acima de 1000ºC [5].

Conclusões

Os rejeitos de manganês da Bacia do Kalunga são formados principalmente por birnessita, todorokita, caulinita, quartzo, gibbsita e goethita. Estes minerais são estáveis durante o processo de beneficiamento e são transformados para a fase Mn2O3 acima de 600 ºC, no caso das fases de manganês.

Agradecimentos

À UFOPA e Capes/Fapespa - Apoio Financeiro. Aos professores Dr. Marcondes da Costa (PPGG/UFPA), Rômulo Angélica (PPGG/UFPA) e Cláudio Remédios (PPGF/UFPA) pelo apoio técn

Referências

[1] 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.
[2] ENGHANG, P.; Encyclopedia of the elements: Tecnical data, history, processing and applications. Weinheim. Wiley. 2004.
[3] Figueira, B. A. M., Angelica, R. S., da Costa, M. L., Pöllmann, H. Hydrothermal synthesis of Na-birnessite-type material using ores from Carajás (Amazon Region, Brazil) as Mn source. Microporous and Mesoporous Materials, v. 179, p. 212-216, 2013b.
[4] BISH, D. L.; POST, J. E. Thermal behavior of complex, tunnel-structure manganese oxides. Amer. Min., v. 74, p. 177-186, 1989.
[5] GONZALES, C.; GUTIERREZ, J. I.; GONZALES-VELASCO; Transformations of manganese oxides under different thermal conditions. Journal of thermal Analysis, v. 47, p. 93-102, 1996.