Autores
Santos, R.S. (UFOPA/CAMPUS JURUTI) ; Couto, N.A.F. (UFOPA) ; Silva, L.P. (UFOPA/CAMPUS JURUTI) ; Bastos, K.F. (UFOPA) ; Saldanha, L.S. (UFPA/CAMPUS ANANINDEUA) ; Favacho, A. (UFPA/CAMPUS ANANINDEUA) ; Figueira, B.A.M. (UFOPA)
Resumo
Rejeitos de bauxita da Amazônia (RBA) localizados na Região Oeste do Pará compreendem um subproduto da indústria mineral gerado após processo de beneficiamento mineral de lavagem do corpo de minério. Neste estudo se investigou a composição químico-mineral de RBA através de Difratometria de raios-X, fluorescência de raios-X e espectroscopia de infravermelho. Os resultados de caracterização mostraram que os rejeitos são formados predominantemente por caulinita, hematita, quartzo e Anatasio e de elevado teor de Al2O3, SiO2 e Fe2O3, mostrando assim que ele possui uma interessante composição química para futura aplicação tecnológica.
Palavras chaves
Amazônia; Rejeitos; Caracterização
Introdução
Rejeitos de lavagem de bauxita da Amazônia são subprodutos gerados a partir de simples processo de lavagem do corpo mineral com a finalidade de se obter a fase gibbsitica (Al(OH)3) com a menor quantidade possível de impurezas (argila, minerais de oxi-hydroxido de ferro, silício e titânio (FERREIRA, 2016). Um aspecto interessante destes rejeitos é que ele é bem menos conhecido e estudado do que a lama vermelha, que também é um subproduto da indústria do alumínio formado durante o processo Bayer (CUNHA e CORRÊA,2011, LOBATO,2013 e REIS, 2011). O conhecimento da composição químico mineral destes produtos é de grande importância para investigações acerca de seu tratamento, recuperação de metais, não-metais, terras raras, assim como sua aplicação na produção de material cimentício e de nanomateriais (YANJU et al., 2014, MADDI et al., 2021, BORRA et al., 2017 e SHAKER et al., 2022). Neste trabalho, investigou-se a composição de rejeitos de lavagem de bauxita provenientes da Região Oeste do Pará através de difração de raios-X, Fluorescência de raios-X e espectroscopia de infravermelho.
Material e métodos
As amostras foram coletadas em trabalhos de campo em uma barragem de sedimentação localizada na Região Amazônica. Após lavagem, elas foram secadas, pulverizadas e quarteada para obtenção de um produto representativo dos rejeitos. A caracterização mineral foi feita por difração de raios X (DRX) foi utilizada para identificação das fases, onde se empregou um difratômetro de bancada D2Phaser (Bruker). Este equipamento possui um goniômetro de varredura vertical e um tubo de cobre (CuKa = 1.5406 Å) de 400 W de potência, com uma geometria de Bragg-Brentano no modo contínuo, velocidade de varredura de 0,25° /min, tendo como sistema de detecção um detector rápido modelo LynxEye. A tensão foi de 30 kV e 10mA, respectivamente. Os espectros de infravermelho no médio (4000 a 400 cm-1) foram obtidos 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 da Bruker, modelo Vertex 70. A composição química foi obtida através da leitura de pastilha prensada da amostra com tetraborato de lítio em equipamento
de fluorescência de raios da Bruker.
Resultado e discussão
Os estudos de caracterização iniciaram com a investigação da composição química de RBA, cujos teores elevados de Al2O3 (43,6% em peso), SiO2 (29,2% em peso), Fe2O3 (22,3 % em peso) e TiO2 (3,17 % em peso) foram observados. A composição mineral (Fig. 1) da amostra revelou a presença de minerais de gibbsita (PDF 00-012-0460), hematita (PDF 00-013-0534), Anatásio (PDF 01-078-2486), quartzo (PDF 01-082-0512) e caulinita monoclínica (PDF 00-006- 0221), o que se bem correlacionou com a composição química de RBA. A caracterização espectroscópica do material mostrou bandas em 1101 e 1037 cm-1 e se referiram aos estiramentos C-O-C de matéria orgânica presente na amostra natural (DICK et al., 2003). Segundo (ABREU,2017) matéria orgânica pode ocorrer mesmo que em pequenas quantidades como produto de decomposição de árvores e intenso intemperismo químico. Bandas características de estiramento Al-O, Si-O, Fe- O e Ti-O foram identificadas e assinaladas aos estiramentos dos minerais gibbsita, quartzo, hematita e Anatásio, respectivamente. As bandas próximas a 913, 789, 537 cm-1, correspondem as vibrações das ligações Al-OH, Si- O e Al-O-Si, da fase caulinita, gibbsita e quartzo. Não foram observadas bandas de materiais de óxidos amorfos tais como oxi-hydroxido de ferro, alumínio e do grupo dos silicatos, respectivamente (TAVARES et al., 2013). Os resultados aqui apresentados indicaram que novas fases não foram formadas e que não há mudança mineralógica no produto, mesmo após o beneficiamento nem de sua disposição por longos períodos de tempo.
Padrão DRX de amostra de rejeito de bauxita da Amazonia
Espectro de IV-FTIR de rejeito de bauxita da Amazônia
Conclusões
Os resultados de caracterização de rejeitos de lavagem de bauxita da Amazônia mostraram que o material é composto pelos minerais gibbsita, quartzo, caulinita e anatasio. A caracterização espectroscopica permitiu confirmar as fases descritas anteriormente e também a presença de matéria orgânica. Vale ressaltar que o material é composto por elevados teores de Al2O3, que podem ser futuramente estudados para sua recuperação e produção de material de valor agregado.
Agradecimentos
Os autores agradecem a CAPES, CNPQ, UFOPA, LCM (IFPA), LAMIGA (UFPA) e CETENE pelo apoio financeiro e analítico que permitiram a execução deste trabalho.
Referências
ABREU, M. Síntese e caracterização da magnetita obtida a partir de rejeito de bauxita da mina de Juruti, Pará, Brasil. 2017. Dissertação (Mestrado em Recursos Naturais da Amazônia) – UFOPA.
BORRA, C.R.; BLANPAIN, B.; Pontikes, Y. et al. Recovery of Rare Earths and Major Metals from Bauxite Residue (Red Mud) by Alkali Roasting, Smelting, and Leaching. J. Sustain. Metall. 3, 393–404 (2017).
CUNHA, M. V. P. O.; CORRÊA J. A. M. Síntese e caracterização de hidróxidos duplos a partir da lama vermelha. Cerâmica, 57 (341), 2011.
DICK, D. P.; SANTOS, J. H. Z.; FERRANTI, E. M. Caracterização química e espectroscopia de infravermelho da matéria orgânica de dois solos do sul do Brasil. Rev. Bras. Ciênc. Solo, v 1, pg 27, 2003.
FERREIRA, A. P. Caracterização Tecnológica do Rejeito da Planta de Beneficiamento de Bauxita em Juruti- Pará. Orientador: Manoel Roberval Santos. 2016. 58 f. Dissertação (Mestrado em Recursos Naturais da Amazônia) - Programa de Pós-graduação em Recursos Naturais da Amazônia, Universidade Federal do Oeste do Pará, Santarém, 2016.
LOBATO, J. C. M. Caracterização das propriedades de fluxo da lama vermelha para fins de dimensionamento de silos: aplicação para tremonhas cônicas. 2013.
Maddi Anirudh, Kosuri Sasi Rekha, Chava Venkatesh, Ruben Nerella, Characterization of red mud based cement mortar; mechanical and microstructure studies, Materials Today: Proceedings, Volume 43, 2021, pg 1587-1591.
REIS, A. W. C. Caracterização mineralógica do agregado obtido a partir da lama vermelha do processo Bayer. 2014. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Instituto de Tecnologia, Universidade Federal do Pará, Belém, 2014.
Shaker M.A. Qaidi; Bassam A. Tayeh; Hemn Unis Ahmed; Wael Emad, A review of the sustainable utilisation of red mud and fly ash for the production of geopolymer composites, Construction and Building Materials, Volume 350, 2022.
TAVARES, L.C.; LEMOS, V.P.; PINHEIRO, M.H.T.; FILHO, H.A.D.; FERNANDES, K. G. Adsorção de nitrato em caulinita a partir de rejeito de caulim modificado com ureia. Cerâmica, v.59, p. 640–648, 2013.
Yanju Liu, Ravi Naidu, Hidden values in bauxite residue (red mud): Recovery of metals, Waste Management, Volume 34, 2014, Pages 2662-2673.
