Autores
Silva, L.P. (UFOPA) ; Bastos, K.F. (UFOPA) ; Couto, N.A.F. (UFOPA) ; Santos, R.S. (UFOPA) ; Saldanha, L.S. (UFPA/CAMPUS ANANINDEUA) ; Favacho, A. (UFPA/CAMPUS ANANINDEUA) ; Figueira, B.A.M. (UFOPA)
Resumo
Neste trabalho investigou-se a purificação de caulinita presente em rejeitos de
bauxita da Amazônia (Região Oeste do Pará). O processo químico utilizado se baseou
em lixiviação ácida e foi monitorado por difratometria de raios-X, espectroscopia
de infravermelho e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de
caracterização mineral mostraram que o processo utilizado se mostrou efetivo para
purificação e manutenção estrutural deste importante e estratégico argilomineral.
Palavras chaves
AMAZÔNIA; REJEITOS DE BAUXITA; CAULINITA
Introdução
Caulinita é um importante e comum mineral da classe dos aluminosilicatos. Sua
composição química (Al4(Si4O10)(OH) e mineral (estrutura em folhas) permitem sua
larga aplicação em áreas estratégicas como cerâmica, fertilizantes, catalise
heterogênea, adsorção de poluentes, cosméticos, mostrando assim sua grande
versatilidade e importância (MACEDO et al., 2008; RUTKAI et al., 2009; GHOSH e
BHATTACHARYYA, 2002 ). Na Região Amazônica ela é largamente encontrada em
diversos ambientes geológicos e geoquímicos tais como depósitos minerais,
igarapés, solos, rios, lateritas, dentre outros. Vale ressaltar que este mineral
é a principal fase do mais importante deposito de caulim da Amazônia localizados
nos estados do Pará e Amapá (SILVA-VALENZUELA et al., 2013; WILSON et al.,
1998). Em depósitos de bauxita da Amazônia ele ocorre naturalmente na presença
de hematita (Fe2O3), goethita (FeOOH), quartzo (SiO2), anatasio (TiO2) e
gibbsita Al(OH)3 (Duarte, 1995; Oliveira et al., 2016).Durante o beneficiamento
do minério de alumínio, sua remoção é feita através de um simples processo de
lavagem, que também objetiva a remoção de fases de ferro e silício (TINOCO,
2017). No presente trabalho, investigou-se a possibilidade de extração de
caulinita por lixiviação acida com H2SO4 em baixa concentração, empregando-se
rejeitos de bauxita da Amazônia.
Material e métodos
a) Procedimento de purificação: O processo de purificação consistiu incialmente
na lavagem dos rejeitos de bauxita da Amazônia (RBA), que foi posteriormente
secada e lixiviada com solução fraca de H2SO4 em diferentes concentrações e
temperaturas. O produto final foi lavado com agua deionizada, secado em estufa a
70ºC/24 h e pulverizado para caracterização mineral. b) Caracterização mineral:
A técnica de difração de raios X (DRX) foi utilizada para identificação das
fases minerais dos rejeitos e produtos sintéticos. Dessa forma, foi empregado 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. Para os estudos de MEV e EDS as amostras foram
pulverizadas e dispersas em suportes impregnados com grafite e metalizadas com
ouro. Foram realizadas varreduras em todas a lâmina para a obtenção de imagens e
análises químicas por EDS (espectroscopia por dispersão de energia). O
instrumento utilizado foi um microscópio da marca LEO-Zeiss, 430 Vp, em
condições de análise utilizando imagens secundárias obtidas a 20 KV, com
distância de trabalho de 11 mm.
Resultado e discussão
O padrão DRX e o espectro de infravermelho de caulinita purificada de RBA são
mostrados na Fig 1. Através do difratograma obtido (Fig. 1a), pôde-se verificar
a partir da presença dos picos a 12 e 25º (2theta) a presença e preservação de
caulinita com sistema monoclínico (PDF 029-1488), cuja ausência dos picos entre
20 e 23º (2theta) sugere uma elevada desordem estrutural. Um pico em 26º (2
theta) pode indicar que o mineral anatásio permaneceu na amostra. Para a
caracterização espectroscópica de caulinita (Fig. 1b), bandas de estiramento O-H
de moléculas de água adsorvidas na superfície de caulinita foram observadas em
1656 cm-1. Na região entre 1000-400 cm-1, encontraram os principais grupos
funcionais (Si-O e Al-OH) da fase argilosa. As bandas em 430 e 470 cm-1 referem-
se as vibrações O-Si-O e Si-O-Si de tetraedros SiO4, respectivamente, enquanto a
banda a 538 cm-1 pôde ser bem correlacionada aos estiramentos de ligação Al-O-
Si. Bandas de flexão de Al-OH de caulinita foram localizadas em 940 cm-1, assim
como no plano de alongamento Si-O (modo longitudinal) da fase em camada. A
caracterização morfológica de caulinita purificada foi feita por microscopia
eletrônica de varredura, Fig. 2. Uma morfologia em placas pseudo-hexagonais foi
revelada na fotomicrografia, com tamanho médio de 1 μm com espessura de 0,32 μm.
Essa morfologia é comum em argilominerais e mostrou que caulinita preservou sua
estrutura em placas (Galan, 1996), apesar do tratamento ácido de 12 h aplicado
(ZEGEYE et al., 2013).
Padrão DRX (a) e espectro IV (b) de caulinita obtida dos rejeitos de bauxita da Amazonia.
Fotomicrografia de microscopia eletrônica de varredura de caulinita purificada de rejeitos de bauxita da Amazônia.
Conclusões
Os resultados obtidos neste trabalho mostraram que o processo de lixiviação acida
com H2SO4 foi efetivo na purificação de caulinita presente em rejeitos de bauxita
da Amazônia, com a preservação da estrutura e morfologia do mineral.
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
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