Dissertações em Geologia e Geoquímica (Mestrado) - PPGG/IG

URI Permanente para esta coleçãohttps://repositorio.ufpa.br/handle/2011/2604

O Mestrado Acadêmico pertence ao Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica (PPGG) do Instituto de Geociências (IG) da Universidade Federal do Pará (UFPA).

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Análise mineralógica por difratometria de raios-X e método de análise de agrupamento (cluster analysis) como critério para individualização de horizontes bauxíticos
(Universidade Federal do Pará, 2017-03-08) OLIVEIRA, Kelly Silva; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
A formação de amplos perfis de alteração tal como os depósitos bauxitíferos, durante o período cenozoico na Amazônia é resultante de um intenso intemperismo causado por um clima sazonal, quente e úmido característicos desta região. A Província Bauxitífera de Paragominas, localizada na porção leste do Estado do Pará e oeste do Maranhão, ocupa uma área de aproximadamente 50.000 km2 e configura-se como o maior agrupamento de bauxitas do Brasil. Neste trabalho foi utilizado a Difratometria de Raiox-X, uma técnica que requer pouco tempo de análises, etapas mínimas de pré-tratamento e quantidades pequenas de amostra, associada à Análise Estatística por Agrupamento (Cluster Analysis) na individualização dos horizontes bauxíticos da mina Miltônia 3, Paragominas-PA. Os resultados obtidos foram correlacionados com as análises químicas tradicionais que são utilizadas no controle de qualidade e processamento das bauxitas. As amostras utilizadas neste trabalho e os resultados de análises químicas (teores de Alumina Aproveitável e Sílica Reativa) foram disponibilizadas pela empresa Norsk Hydro. Inicialmente, foram definidos os tipos mineralógicos do minério através do uso da análise por agrupamento com os dados da Difratometria de Raios-X em um conjunto de amostras de duas seções (HIJ-229 e HIJ-231) da malha de sondagem, cada seção compreendendo 23 furos, totalizando 375 amostras analisadas. Com base na posição e intensidade dos picos nos difratogramas, foi possível fazer a distinção dos horizontes bauxíticos. Devido à semelhança no conteúdo mineralógico desses horizontes, as diferenças encontradas nesses grupos referem-se as proporções dos principais minerais constituintes: gibbsita, caulinita, goethita, hematita e, mais raramente, quartzo e anatásio. Através da análise por agrupamento foi possível realizar uma separação das amostras por grupos cujos difratogramas eram similares. Além de facilitar a análise de um grande número de amostras de forma rápida e com resultados eficientes. Foi possível ainda, observar uma boa correlação dos agrupamentos com os litotipos identificados pela empresa Norsk Hydro através dos resultados da análise química. Desta forma, a análise de clusters em difratogramas de amostras de minério de alumínio pode vir a ser uma ferramenta eficiente auxiliando nos protocolos de beneficiamento desse material.
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Avaliação da influência dos cátions Na+, Ca2+ e Mg2+ na desativação de Ca, Mg-Bentonitas
(Universidade Federal do Pará, 2015-04-28) CARMO, Andre Luiz Vilaça do; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
No brasil nao ha ocorrencia de bentonitas sodica, por conta disso, as empresas que explorameste insumo mineral recorrem a um processo denominado de ativacao sodica, que consiste natroca dos cations no espaco intercamada por Na+. Atraves deste processo, as bentonitasapresentam melhoras consideraveis em suas propriedades reologicas. Entretanto, apos umdeterminado periodo, estas propriedades diminuem, o que vem sendo chamado dedesativacao. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influencia dos cations Na+, Mg2+ eCa2+, na desativacao de bentonitas. Para isso, tres argilas bentoniticas consideradas calcicas,proveniente do estado da Paraiba, e uma magnesiana, oriunda do estado do Maranhao, foramestudados na forma natural, ativada e lavada. As fases mineralogicas das amostras foramidentificadas por Difratometria de Raios X (DRX), a composicao quimica por InductivelyCoupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) e os cations presentes na intercamada foramidentificados pela analise da Capacidade de Troca Cationica (CTC). Os ensaios deinchamento foram realizados para o estudo das propriedades reologicas. Os difratogramasrevelaram que a esmectita dioctaedrica e a fase mineralogica predominante. Observou-se amelhora dos resultados de inchamento de todas as bentonitas apos a ativacao sodica, assimcomo posterior diminuicao do valor de inchamento ao longo de 95 dias (desativacao). Apenasuma das bentonitas manteve-se ativada. Os resultados de inchamento das amostras que foramlavadas apresentaram aumento durante, aproximadamente, os 35 primeiros dias, comsubsequente diminuicao. Os resultados da composicao quimica mostraram que uma pequenaquantidade de Na+ e retirada das bentonitas lavadas. Alem disso, tais resultados indicam quenao somente o Na+ influencia no inchamento, mas tambem os cations Mg2+ e Ca2.
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Avaliação das características físicas, químicas e mineralógicas da matéria-prima utilizada na indústria de cerâmica vermelha nos municípios de Macapá e Santana-AP
(Universidade Federal do Pará, 2008-09-30) SOUTO, Flávio Augusto França; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
A atividade oleira cerâmica do Estado do Amapá ainda apresenta-se bastante incipiente, não conseguindo atender ao mercado local. Dentre os principais entraves diagnosticados, podemos citar os seguintes: 1) problemas na locação de novas jazidas; 2) desconhecimento das características física, química e mineralógica da matéria-prima (argila); e 3) a falta de critérios técnicos na extração da matéria-prima. Os objetivos do trabalho são: 1) Fazer o levantamento, cadastrar e estudar o contexto geológico das principais ocorrências de argilas para cerâmica vermelha do estado do Amapá, as quais estão concentradas nos arredores dos municípios de Macapá e Santana; 2) Em ocorrências selecionadas, avaliar as características químicas e mineralógicas da matéria-prima, além das propriedades tecnológico-cerâmicas, através do qual se deseja o melhoramento dos produtos de cerâmica vermelha (tijolos e telhas). O trabalho foi desenvolvido na área que abrange os municípios de Macapá e Santana no Amapá, limitado pelas latitudes (0º0’30”S e 0º3’30”S) e longitudes (51º12’30”W e 51º5’30”W), onde estão localizados os maiores números de olarias do Estado. Os materiais utilizados são provenientes de argilas aproveitadas por 4 cerâmicas: Calandrine (CA), Amapá Telhas (AT), União (U), Fortaleza (F) e Corte de Estrada (CE), as duas primeiras estão localizadas em Macapá e as restantes no Município de Santana. No total foram utilizadas 12 amostras dos 5 pontos citados. A metodologia constituiu-se em pesar 1 kg de amostra bruta, secando-se a 50ºC em estufa, desagregando e homogenizando a mesma. Após este tratamento inicial, quarteou-se separando 500 g para arquivo e o restante para análise granulométrica. Da fração argila realizou-se difração de raios-X (DRX), análise térmica diferencial (DTA), análise termogravimétrica (TG), espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (espectros FTIR), análise química (SiO2, Fe2O3, Al2O3, TiO2, CaO, Na2O, K2O, MgO e perda ao fogo). Para os ensaios tecnológicos utilizaram-se normas ABNT e foram confeccionados corpos de provas de 6x2x0,5cm para determinação dos seguintes parâmetros: cor, absorção de água (AA) , porosidade aparente (PA), retração linear (RL), densidade aparente (DA), tensão de ruptura à flexão (TRF), limite de liquidez (LL), limite de plasticidade (LP) e índice de plasticidade (IP). Os dados obtidos através da análise química mostram grande quantidade de SiO2, Al2O3 + H2O, associados ao quartzo e caulinita. Valores de Fe2O3, TiO2 sugerem redução da refratariedade e mudanças na coloração quando queimados a 950ºC, além de estarem ligados aos minerais acessórios goethita, anatásio e hematita. Observouse que CaO e MgO são elementos que baixam a refratariedade e ligados a montmorolonita e muscovita. Já Na2O e K2O, são fundentes importantes no processo de vitrificação. A difração de raios-X, análise térmica e espectroscopia na região do infravermelho revelaram a presença dos seguintes minerais: quartzo, illita, caulinita, esmectita (montmorilonita), goethita, anatásio. As argilas ensaiadas se caracterizam por apresentarem elevada plasticidade com índice de plasticidade (IP) >15% e alta porcentagem de fração silte. As medidas de absorção de água, porosidade aparente, retração linear e tensão de ruptura à flexão após queima em forno nas temperaturas de 950ºC e 1050ºC, apresentaram valores adequados para o uso das argilas em indústria de cerâmica vermelha. De acordo com as medidas obtidas nos ensaios tecnológico cerâmicos para os corpos de provas queimados nas temperaturas de 950ºC e 1050ºC, contataram se as seguintes aplicações nas argilas estudadas: 1) Temperatura de queima a 950ºC - Para tijolos de alvenaria 10 amostras serviram (U-01, U-02, U-03, F-01, F-02, AT-01, AT-02, CA-01, CA-02, CA-03); para tijolos estruturais 8 amostras serviram (U-01, U-02, U-03, F-01, F-02, AT-02, CA-01, CA-03); e para telhas apenas 5 amostras apresentaram-se dentro dos padrões (U-01, U- 03, F-02, F-01, AT-02). 2) Temperatura de queima a 1050ºC - 10 amostras apresentaram-se dentro dos padrões exigidos para produção de telhas, tijolos de alvenaria e estrutural (U-01, U-02, U-03, F-01, F-02, AT-01, AT-02, CA-01, CA-02, CA-03).
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As bauxitas nodulares do Platô Miltônia-3, Paragominas-PA
(Universidade Federal do Pará, 2017-12-12) CALADO, Waldirney Manfredi.; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; https://orcid.org/0000-0002-3026-5523
Existem dois níveis de bauxitas distintos no platô Miltônia-3 localizado na Província Bauxitífera de Paragominas-PA. Estes níveis estão separados por um horizonte de laterita ferruginosa (LF) pseudopsolítica a concrecionária que marca um hiato entre dois ciclos distintos de formação do perfil bauxítico atual. As bauxitas do nível superior (2° ciclo de formação) possuem características nodulares a concrecionárias e as do nível basal (1° ciclo de formação) composto por uma bauxita concrecionária (BC) mais íntegra fisicamente somado a outro nível de bauxita mais friável com porções argilosas para a sua base (BCBA). Percebeu- se tratar da Bauxita Nodular Concrecionária (BNC) localizada no nível superior, de horizonte enriquecido em gibbsita, com baixos teores de sílica reativa e ferro, teores esses muito semelhantes àqueles encontrados no horizonte do principal minério de bauxita (BC) do perfil. Em observações de campo, nas frentes de lavra e nos testemunhos de sondagem constatou-se que esta BNC é uma gradação do horizonte de Bauxita Nodular (BN) acima. Essa gradação é observada pelo aumento do tamanho dos nódulos bauxíticos, onde os seus pseudopisólitos Fe-gibbsíticos intercrescem por coalescência,diminuindo os teores de ferro e sílica disseminados marcados pela mudança de coloração, passando de amarelo-lilás, até atingir uma coloração vermelho-alaranjado a ocre, à medida que se avança na profundidade. Nota-se também marcante diminuição até o completo desaparecimento dos pseudopisólitos Al-ferruginosos, além da diminuição do volume de argila gibsítica-caulinítica neste nível. Com base nos estudos como petrografia macroscópica e microscópica, MEV/EDS, DRX e análises químicas, além de Análise de Componentes Principal (ACP) e estatística descritiva, foram desenvolvidas duas propostas de modelos de evolução sobre a gênese do nível superior de bauxitas nodulares deste depósito laterítico-bauxítico, considerando: Modelo (1) - Origem a partir da degradação das bauxitas originais (1º Ciclo), relacionadas a um 2º Ciclo de Lateritização que consiste na preexistência da bauxita matura (BC), sobreposto pela LF, que foi recoberto por “Argila de Belterra”. Este novo nível nodular imposto (BN), ocorre pelo processo de coalescência onde houve a junção da fase aluminosa residual, resultante da migração do Fe e Si em solução para fora deste nível e pela migração do Al dos níveis vizinhos acima do capeamento (CAP) e abaixo deste de LF e BC, formando e concentrando em larga escala a gibbsita preferencialmente e secundariamente a caulinita. Com a contínua evolução deste nível de BN, observa-se um amadurecimento da porção basal deste nível, formando a BNC cujos nódulos estão intercrescidos, se conectando localmente, consumindo os níveis vizinhos acima da BN e os níveis abaixo de LF e BC, até o total consumo destes; Modelo (2) - Sua origem a partir de um 2º Ciclo de Lateritização, porém a partir de uma deposição sedimentar posterior sobre o perfil laterítico do 1º Ciclo. Com a exposição de uma rocha fonte como um plúton granitóide (Granito Cantão, Japiim, Jonasa, Ourém e Ney Peixoto do Neoproterozóico), gnaisse (embasamento cristalino arqueano) ou sedimentos siliciclásticos (Formações Itapecuru e Ipixuna do Cretáceo Superior), cuja degradação intempérica possibilitou a geração de sedimentos de natureza argilosa preferencialmente caulinítica durante o Paleógeno até o início do Oligoceno?. Houve a migração de Fe, Si, Ca, Na, etc. para fora deste nível, preservando e concentrando in situ o Al e O, além do Si residual. O processo de coalescência permitiu a junção da fase aluminosa residual, concentrando preferencialmente gibbsita e secundariamente caulinita, fechando o primeiro ciclo de formação de bauxita. Em seguida houve um soerguimento regional, seguido por processos erosivos que possibilitaram a exposição deste perfil bauxítico anteriormente formado, sob clima sazonal, com abundância de água meteórica e intensa insolação se intercalando, onde se desenvolveu a LF, de ocorrência regional marcando um hiato entre os ciclos de formação destas bauxitas. Nova movimentação regional de rebaixamento, que possibilitou a deposição de sedimentos de origem siliciclástica, que serviram de rocha fonte para um novo ciclo de formação de bauxita durante o Mioceno Superior. Podem ser as mesmas rochas cuja degradação física e química forneceram os sedimentos para o 1° ciclo de formação de bauxitas. Repetindo o processo de coalescência da fase aluminosa residual, com o desenvolvimento em larga escala preferencialmente da gibbsita e secundariamente caulinita, fechando o segundo ciclo de formação de BN e BNC.
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização geológica, mineralógica, química e física do caulim da Mina da RCC-Rio Capim Caulim (PA)
(Universidade Federal do Pará, 2000-07-24) SOUSA, Daniel José Lima de; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização geoquímica de arsênio total em águas e sedimentos em áreas de rejeitos de minérios de manganês no município de Santana - estado do Amapá
(Universidade Federal do Pará, 2003-02-27) LIMA, Marcelo de Oliveira; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
Acesso aberto (Open Access)
Caracterização química, mineralógica e aplicações potenciais da bentonita associada a basaltos intemperizados da Formação Mosquito, Bacia do Parnaíba, Sul do Maranhão
(Universidade Federal do Pará, 2010-03-01) PAZ, Simone Patrícia Aranha da; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; https://orcid.org/0000-0002-3026-5523
No município de Formosa da Serra Negra (MA), as margens da Rodovia MA 006, encontramse extensos afloramentos de basaltos intemperizados da Formação Mosquito, apresentando textura bastante argilosa e potencial de ser um material bentonítico. São saprólitos que apresentam, ainda, feições reliquiares dos basaltos, como a textura amigdaloidal. Neste trabalho, esse material, aqui denominado bentonita Formosa, foi caracterizado por FRX, DRX, ATD/TG, EIV, MEV, CTC, ASE, EM, DTP e PCZ, em amostra total e após separação granulométrica, e comparado com quatro bentonitas comerciais, conhecidas como: Chocolate, Bofe, SWy-2 e SAz-1, as duas primeiras são brasileiras e as outras duas norte americanas. Apesar das bentonitas terem apresentado uma variação química, estrutural e textural ampla, muito comum nesse tipo de material, as semelhanças encontradas foram convincentes para aumentar as expectativas de uma nova bentonita brasileira. O ponto principal da caracterização está relacionado a presença dominante de montmorillonita, e baixa concentração de outras fases minerais, principalmente de caulinita. Dessa forma, o basalto intemperizado estudado apresenta uma mineralogia importante do ponto de vista tecnológico, uma vez que, mostra-se ser composto predominantemente por esmectita-montmorillonita, o que trás grandes possibilidades de uso como bentonita. A montmorillonita presente foi pilarizada com poliidroxicátions de Al com sucesso. O espaço basal aumentou de 15,3 Å (forma natural) para 18,7 Å (forma pilarizada), enquanto a área específica passou de 55,9 m2/g (forma natural) para 180,3 m2/g (forma pilarizada), características adequadas para testes catalíticos e/ou adsorção. Com os testes de adsorção de Cu2+ em meio aquoso utilizando a Bentonita Formosa nas formas natural e pilarizada, esperava-se que a pilarizada adsorvesse melhor em função do aumento da área específica, o que não ocorreu. Pois, surpreendentemente, a natural apresentou melhor capacidade adsortiva desse íon metálico do que a pilarizada, nas três variáveis de processo avaliadas: pH, tempo de contato e equilíbrio de adsorção. Isso é tecnologicamente importante, pois usar o material na forma in natura, como por exemplo, em tratamento de efluentes, além de ser ambientalmente correto é economicamente viável por apresentar baixo custo.
Acesso aberto (Open Access)
Comportamento de metais pesados e nutrientes nos sedimentos de fundo da Baía do Guajará e Baía do Marajó
(Universidade Federal do Pará, 2010-01-28) HOLANDA, Nielton de Souza; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
As atividades humanas influenciam as características físico-químicas das águas, sedimentos e organismos em ambientes aquáticos situados em regiões industrializadas e com alta densidade populacional. Com o uso crescente dos estuários como reservatório para uma grande quantidade de resíduos, os ecossistemas estuarinos e costeiros estão sendo gradualmente sujeitos a significativos impactos. Os sedimentos de fundo desempenham um papel importante no registro desses impactos uma vez que tem a capacidade de reter espécies químicas orgânicas e inorgânicas. O objetivo desta pesquisa é estudar o comportamento geoquímico de metais nos sedimento de fundo da Baía do Guajará, rio Guamá e da Baía do Marajó. As duas regiões foram escolhidas por suas características opostas: a Baía do Guajará (Área 1) sob forte influencia antropogênica e a Baía do Marajó (Área 2) considerada de referencia. Foram coletados 83 pontos na Área 1 e 60 pontos na Área 2. Foram determinadas concentrações químicas dos seguintes metais: Ba, Cr, Cu, Fe, Pb, Ni , V e Zn e, também, os teores de nitrogênio, carbono, matéria orgânica, o fósforo total e o fósforo ligado a compostos orgânicos. O estudo mineralógico definiu em comum nas duas áreas a presença de quartzo, caulinita, ilita e esmectita. Na Área 1 foi encontrado pico de K-feldispado e halita. A área 1 apresenta teor médio de nitrogênio de 0,08 %, teores médios de carbono de 1,51 % , matéria orgânica de 2,60 % e concentração média de fósforo e fósforo ligado a compostos orgânicos 307 mg/Kg e 126 mg/Kg, respectivamente. A concentração de metais apresentou os seguintes valores: Ba (529 mg/Kg); Cr (91 mg/Kg); Cu (17 mg/Kg); Fe (6,82 %); Ni (32 mg/Kg); Pb (27 mg/Kg); V (120 mg/Kg) e Zn (69 mg/Kg). A área 2 apresenta teor médio de matéria orgânica 1,70 %, de carbono e de nitrogênio 0,98 % e 0,08 % respectivamente. A concentração de fósforo e fósforo ligado a compostos orgânicos 193 mg/Kg e 7 mg/Kg, respectivamente. A concentração de metais apresentou os seguintes valores: Ba (596 mg/Kg); Cr (102 mg/Kg); Cu (21 mg/Kg); Fe (8,31%); Ni (40 mg/Kg); Pb (28 mg/Kg); V (141 mg/Kg) e Zn (85 mg/Kg). Os teores de carbono e fósforo (0,98 %; 193 mg/Kg) encontrados na área 2 foram menores que os encontrados na área 1 (1,51 %; 307 mg/Kg) demonstram a influencia dos efluentes que são lançados no estuário guajarino. Em ambas as áreas observa-se, a mesma tendência decrescente dos teores: Fe2O3>Ba>V>Cr>Zn>Ni>Pb>Cu . Na área 1 foram encontrados valores mais elevados de metais isoladamente enquanto que na área 2,com as maiores médias, a distribuição é homogênea; nas duas áreas os metais tem uma leve tendência de se concentrar onde há maior teor de matéria orgânica.
Acesso aberto (Open Access)
Cristaloquímica da sodalita Bayer derivada de bauxitas com alta sílica reativa de Paragominas-Pa
(Universidade Federal do Pará, 2016-05-24) MELO, Caio César Amorim de; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
Na região de Paragominas, bem como, em toda região norte do Brasil os depósitos de bauxita gibbsíticas comumente apresentam quantidade elevada de caulinita. O processamento destas bauxitas (conhecidas como bauxitas com alta sílica reativa - BASR) tornou-se um desafio, pois, nas condições convencionais do processo Bayer, a caulinita é lixiviada, indesejavelmente, pela solução de NaOH e em seguida precipita-se na forma de sodalita. A formação dessa fase acarreta um aumento significativo nos custos do processo, tanto pelo aumento do tempo de processamento quanto pela perda irreversível de NaOH que é roubado do sistema na formação da sodalita a qual é descartada na lama vermelha. Diante desse problema minero-metalúrgico, este trabalho teve como objetivo investigar a cristaloquímica da sodalita formada em condições convencionais do processo Bayer para que a partir desses resultados, estudos no sentido de reduzir estas perdas do processo e viabilizar o processamento das BARS possam ser desenvolvidos futuramente. Os materiais de estudo desse trabalho foram gangas cauliníticas de 4 litologias de um poço de pesquisa na mina Miltônia 3 (BN, BNC, BC e BCBA), bem como um caulim produto da IMERYS S.A.. As digestões foram realizadas em autoclaves de aço inoxidável revestidas internamente com Teflon, utilizando em 1 g de material sólido, 25 mL de NaOH e temperatura de 150ºC em estufa. A concentração da solução NaOH e o tempo de reação variaram de 2,5 à 5,0 M e 60 à 420 min, respectivamente. Os materiais foram caracterizados por DRX, ATD/TG, FTIR, MEV e ICP-OES. Os resultados dos materiais de partida revelaram que a amostra de caulim é constituída essencialmente por caulinita, e a mesma apresenta alto grau de ordenamento estrutural. Todas as gangas cauliníticas apresentaram os mesmos minerais: gibbsita, caulinita, hematita, goethita e anatásio. A partir da observação dos difratogramas e das curvas de ATD pode-se observar que as amostras BN e BNC são mais reativas que as demais, possivelmente devido a um menor grau de ordenamento estrutural e tamanho das partículas. A partir dos resultados dos experimentos com o caulim foi possível observar que são formadas não só uma sodalita, mas duas que coexistem praticamente ao longo de todo o processo tendendo a um equilíbrio. Estas duas fases se diferenciam pela quantidade e pelo comportamento das moléculas de NaOH e H2O que ocupam a cavidade da estrutura. Os resultados dos refinamentos mostraram que estas eram: sodalita básica com parâmetro de cela unitária (ao) ~8,96 Å, predominante nos estágios iniciais da transformação e hidrosodalita com ao ~8,85 Å, dominante nos estágios secundários (principalmente no tempo de 180 min). Os resultados de DRX do material obtido nos experimentos a partir das gangas cauliníticas mostraram que em 60 min não há conversão completa da caulinita em sodalita, e que o padrão difratométrico da sodalita formada a partir das amostras BNC e BN apresentam picos mais intensos e bem definidos que os de BC e BCBA, confirmando a hipótese de que as caulinitas presente em BN e BNC são mais reativas. O aumento do tempo de reação e concentração de NaOH possibilitou um sutil aumento do ordenamento estrutural da sodalita. Observou-se que em praticamente todos os experimentos a única fase formada foi a sodalita básica. As únicas amostras onde houve a formação da hidrosodalita foram as amostras de BCBA e BC em maior tempo de reação e concentração de NaOH, mostrando assim que essa fase está diretamente associada a um maior tempo de reação, bem como a concentração e “cristalinidade” de caulinita disponível no meio reacional. Assim, durante a reação em tempos e concentrações menores não é possível alcançar um equilíbrio e consequentemente há uma constante alternância da fase predominante. Em tempos e concentrações maiores um equilíbrio é virtualmente alcançado, de modo que não se observa mais picos de difração separados. No entanto, não há significativo aumento do ordenamento estrutural inclusive para tempos extremos de 3 dias de digestão. Os experimentos com cloreto de amônio mostraram que este meio permite a formação de fases mais cristalinas que todas as outras obtidas neste trabalho. No entanto, não resultaram em uma diminuição do consumo de sódio.
Acesso aberto (Open Access)
Espeleotemas fosfáticos em cavernas ferríferas de Carajás e uma nova ocorrência de esfeniscidita
(Universidade Federal do Pará, 2017-02-26) ALBUQUERQUE, Alan Rodrigo Leal de; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
A mineração de ferro no Brasil tem um importante papel na balança comercial favorável do país. O minério de ferro está entre os principais produtos de exportação e, por conta de sua intensa atividade de extração, novas políticas de controle ambiental estão sendo implementadas. Visando balancear a atividade econômica com a preservação do patrimônio ambiental, a partir de 2008, a catalogação e a classificação do grau de relevância de cavernas passaram a ser critérios de licenciamento ambiental para implantação de empreendimentos ligados a atividades minerárias. Isso motivou o desenvolvimento do presente trabalho de investigação acerca dos espeleotemas fosfáticos das cavernas ferríferas de Carajás, em que objetivou-se detalhar os minerais fosfáticos e sua gênese mediante dados geoquímicos, petrográficos, em conjunto com dados de difratometria de raios-X, análise térmica, infravermelho e microscopia eletrônica. A pesquisa consistiu no estudo de oito cavernas ao longo das encostas dos platôs de N4 e N5 da Serra Norte, Carajás. As curvas DSC-TG ajudaram na diferenciação de dois grupos de fosfatos, pois a leucofosfita-esfeniscidita apresentou dois eventos endotérmicos em 323,4 e 400°C atribuídos, respectivamente, à remoção de OH e NH4, enquanto a strengita-fosfosiderita não apresentou. O espectro no infravermelho permitiu a identificação do grupo funcional NH4, reconhecido pelas bandas de absorção centralizadas em 1430 e 3040 cm-1 que, associado a outros dados da pesquisa, puderam confirmar a presença da esfeniscidita. Os valores dos parâmetros de cela unitária da esfeniscidita, calculados pelo refinamento Rietveld em dados de DRX, revelaram dimensões e angulações ligeiramente menores ao descrito na literatura (a = 9,803 Å, b = 9,722 Å, c = 9,858 Å, ß =102,78°); isso deve-se a uma maior substituição de K por NH4 e Al por Fe. Baseado nos dados geoquímicos dos espeleotemas fosfáticos e da laterita fosfatizada, observou-se um enriquecimento considerável de P2O5, Zn, Ni e Rb quando comparados aos teores encontrados no saprólito de jaspilito e na crosta laterítica. Os dados geoquímicos e petrográficos, associados à presença do guano no interior das cavernas, apontaram forte relação genética entre os minerais fosfáticos e os excrementos de morcegos. O guano, ao sofrer decomposição, liberou ácido fosfórico que, ao percolar o substrato laterítico, reagiu e substituiu hidróxidos de ferro por minerais fosfáticos, com concomitante assimilação dos elementos metálicos, que por sua vez foram bioacumulados ao longo da cadeia alimentar dos morcegos, com uma alimentação de plantas ou insetos.
Acesso aberto (Open Access)
Gênese das bauxitas nodulares do Platô Miltônia-3, Paragominas - PA
(Universidade Federal do Pará, 2017-12-12) CALADO, Waldirney Manfredi; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
Existem dois níveis de bauxitas distintos no platô Miltônia-3 localizado na Província Bauxitífera de Paragominas-PA. Estes níveis estão separados por um horizonte de laterita ferruginosa (LF) pseudopsolítica a concrecionária que marca um hiato entre dois ciclos distintos de formação do perfil bauxítico atual. As bauxitas do nível superior (2° ciclo de formação) possuem características nodulares a concrecionárias e as do nível basal (1° ciclo de formação) composto por uma bauxita concrecionária (BC) mais íntegra fisicamente somado a outro nível de bauxita mais friável com porções argilosas para a sua base (BCBA). Percebeuse tratar da Bauxita Nodular Concrecionária (BNC) localizada no nível superior, de horizonte enriquecido em gibbsita, com baixos teores de sílica reativa e ferro, teores esses muito semelhantes àqueles encontrados no horizonte do principal minério de bauxita (BC) do perfil. Em observações de campo, nas frentes de lavra e nos testemunhos de sondagem constatou-se que esta BNC é uma gradação do horizonte de Bauxita Nodular (BN) acima. Essa gradação é observada pelo aumento do tamanho dos nódulos bauxíticos, onde os seus pseudopisólitos Fe-gibbsíticos intercrescem por coalescência, diminuindo os teores de ferro e sílica disseminados marcados pela mudança de coloração, passando de amarelo-lilás, até atingir uma coloração vermelho-alaranjado a ocre, à medida que se avança na profundidade. Nota-se também marcante diminuição até o completo desaparecimento dos pseudopisólitos Al-ferruginosos, além da diminuição do volume de argila gibsítica-caulinítica neste nível. Com base nos estudos como petrografia macroscópica e microscópica, MEV/EDS, DRX e análises químicas, além de Análise de Componentes Principal (ACP) e estatística descritiva, foram desenvolvidas duas propostas de modelos de evolução sobre a gênese do nível superior de bauxitas nodulares deste depósito laterítico-bauxítico, considerando: Modelo (1) - Origem a partir da degradação das bauxitas originais (1º Ciclo), relacionadas a um 2º Ciclo de Lateritização que consiste na preexistência da bauxita matura (BC), sobreposto pela LF, que foi recoberto por “Argila de Belterra”. Este novo nível nodular imposto (BN), ocorre pelo processo de coalescência onde houve a junção da fase aluminosa residual, resultante da migração do Fe e Si em solução para fora deste nível e pela migração do Al dos níveis vizinhos acima do capeamento (CAP) e abaixo deste de LF e BC, formando e concentrando em larga escala a gibbsita preferencialmente e secundariamente a caulinita. Com a contínua evolução deste nível de BN, observa-se um amadurecimento da porção basal deste nível, formando a BNC cujos nódulos estão intercrescidos, se conectando localmente, consumindo os níveis vizinhos acima da BN e os níveis abaixo de LF e BC, até o total consumo destes; Modelo (2) - Sua origem a partir de um 2º Ciclo de Lateritização, porém a partir de uma deposição sedimentar posterior sobre o perfil laterítico do 1º Ciclo. Com a exposição de uma rocha fonte como um plúton granitóide (Granito Cantão, Japiim, Jonasa, Ourém e Ney Peixoto do Neoproterozóico), gnaisse (embasamento cristalino arqueano) ou sedimentos siliciclásticos (Formações Itapecuru e Ipixuna do Cretáceo Superior), cuja degradação intempérica possibilitou a geração de sedimentos de natureza argilosa preferencialmente caulinítica durante o Paleógeno até o início do Oligoceno?. Houve a migração de Fe, Si, Ca, Na, etc. para fora deste nível, preservando e concentrando in situ o Al e O, além do Si residual. O processo de coalescência permitiu a junção da fase aluminosa residual, concentrando preferencialmente gibbsita e secundariamente caulinita, fechando o primeiro ciclo de formação de bauxita. Em seguida houve um soerguimento regional, seguido por processos erosivos que possibilitaram a exposição deste perfil bauxítico anteriormente formado, sob clima sazonal, com abundância de água meteórica e intensa insolação se intercalando, onde se desenvolveu a LF, de ocorrência regional marcando um hiato entre os ciclos de formação destas bauxitas. Nova movimentação regional de rebaixamento, que possibilitou a deposição de sedimentos de origem siliciclástica, que serviram de rocha fonte para um novo ciclo de formação de bauxita durante o Mioceno Superior. Podem ser as mesmas rochas cuja degradação física e química forneceram os sedimentos para o 1° ciclo de formação de bauxitas. Repetindo o processo de coalescência da fase aluminosa residual, com o desenvolvimento em larga escala preferencialmente da gibbsita e secundariamente caulinita, fechando o segundo ciclo de formação de BN e BNC.
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Geoquímica regional multielementar aplicada aos campos da saúde humana e ambiental na porção continental da folha SA.22-X-D - Belém, Região Nordeste do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2008-05-12) VIGLIO, Eduardo Paim; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
O presente trabalho diz respeito a dados obtidos durante a prospecção geoquímica multielementar de caráter regional executada para o Projeto Pesquisa em Geoquímica Ambiental e Geologia Médica – PGAGEM, do Serviço Geológico do Brasil – CPRM nos anos de 2004 e 2005, na área da Folha Belém – SA.22-X-D, em escala de 1:250.000. Foi realizada coleta em 74 pontos de drenagem com microbacias com mais de 100 Km2 de área, de amostras de água de superfície e sedimento de corrente, analisadas para 33 e 53 elementos respectivamente. As águas de abastecimento público das 62 sedes municipais da região nordeste do Pará e noroeste do Maranhão também foram amostradas e analisadas. A interpretação foi feita visando compreender o padrão de distribuição dos elementos no ambiente. As amostras de água foram mantidas sob refrigeração e analisadas no Laboratório da CPRM no Rio de Janeiro – LAMIN, por ICP-OES. Parâmetros físico-químicos das águas foram medidos no campo (pH, condutividade, Oxigênio dissolvido, salinidade e temperatura). As amostras de sedimento de corrente foram coletadas de maneira composta, secas à sombra, e as análises foram feitas no Laboratório Acme, por geração de hidretos acoplado a ICP-OES para Arsênio e Selênio; geração de vapor de mercúrio acoplado a espectroscopia de absorção atômica - CVAAS para o Mercúrio e ICP OES para os demais elementos. Aos valores numéricos oriundos de tratamento estatístico dos dados obtidos foram incluídos na interpretação dos mapas geoquímicos também os valores máximos permitidos pela legislação brasileira para água definida pelo CONAMA, pelo Ministério da Saúde ou pela Organização Mundial de Saúde. Os resultados das amostras de sedimento de corrente definiram duas populações com duas áreas fontes distintas, a Formação Barreiras, a sul do Rio Guamá, constituindo sedimentos de corrente argilosos e os sedimentos pós-Barreiras, a norte, submetidos a processo de lixiviação intensa, constituindo sedimentos de corrente arenosos. Tal fato permite a sugestão de duas hipóteses: a existência de uma tectônica relativa entre os dois blocos, visto que para sofrer a lixiviação, o bloco norte precisou ficar mais tempo exposto ao intemperismo; e a espera de teores geogênicos extremamente baixos para os sedimentos da margem direita do rio Guamá, nas proximidades da região metropolitana de Belém. São lançados os conceitos de anomalia geogênica de conotação ampla para definir um padrão natural de distribuição do elemento químico; de anomalia geogênica de conotação restrita, cuja causa tanto pode ser natural quanto antrópica; e do fator denominado Teor de Exposição, definido como o produto do teor encontrado, pela ingestão média diária de água e pelo tempo de duração da exposição aplicado à população atingida, que auxilia na avaliação do risco e na priorização de trabalhos de detalhe. Foram detectadas 12 microbacias onde a presença em concentrações anormais geogênicas amplas de Al, B, Cu, Fe e Pb, e geogênicas restritas de Cd, Co, Cr, F e Hg, podem estar expondo seres vivos a situações geradoras de doenças. A aplicação do Teor de Exposição prioriza as sedes municipais de Barcarena / Vila dos Cabanos e Moju, dentro da Folha Belém, que se encontram entre as 10 sedes municipais submetidas a um maior risco de exposição para a região Nordeste do Pará. Não se conseguiu obter correlações diretas e inequívocas entre aumento de casos de morbidade e municípios com concentrações anômalas com os dados existentes no DATASUS – banco de dados do Ministério da Saúde. No entanto, sugere-se a execução imediata de pesquisas médicas nas regiões das microbacias que possuem anomalias geogênicas amplas de Al, Pb, Cu, Fe e B. Estas regiões encontram-se indicadas no Mapa de Orientação Geoquímica para Gestão Territorial e de Saúde Pública e necessitam de estudos de detalhe. Confirma-se que a execução de campanhas de prospecção geoquímica de caráter multielementar e de âmbito regional são ferramentas de muita valia no auxilio a formulação de políticas públicas nas áreas de Gestão Territorial e Saúde Pública, por possibilitar a ação preventiva, evitando que pessoas ocupem áreas com risco elevado de exposição a concentrações nocivas de elementos e adoeçam.
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Mapeamento geoquímico e estimativa de Background em solos na região da Província Mineral de Carajás – Leste do Cráton Amazônico, Brasil
(Universidade Federal do Pará, 2018-03-09) SALOMÃO, Gabriel Negreiros; DALL’AGNOL, Roberto; http://lattes.cnpq.br/2158196443144675; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
A presente pesquisa está vinculada ao projeto ‘Background Geoquímico da Bacia do Rio Itacaiúnas’ em desenvolvimento pelo Instituto Tecnológico Vale Desenvolvimento Sustentável (ITVDS). No Brasil, levantamentos geoquímicos têm sido realizados principalmente pela Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais (CPRM), a qual executou alguns projetos focados na região de Carajás, maior província mineral do Brasil e na qual se situa a bacia do Rio Itacaiúnas. Um destes projetos, intitulado ‘Avaliação do Potencial dos Recursos Minerais Estratégicos do Brasil’, realizado no ano de 2012, cobriu a região de Canaã dos Carajás e gerou um grande acervo de dados geoquímicos de solos. Como tais dados foram disponibilizados, o principal o objetivo desta dissertação é explorar ao máximo as informações existentes para elaborar mapas geoquímicos multi-elementares com base em técnicas de interpolação e estabelecer valores de background geoquímico dos elementos em solos da região alvo do levantamento da CPRM. Foram coletadas naquele projeto 225 amostras de solo, juntamente com 32 duplicatas, em uma área de aproximadamente 3.500 km2. A fração de 80 mesh (0,177 mm) dessas amostras foi submetida à digestão com aqua regia sendo em seguida analisados 53 elementos (Ag, Al, As, Au, B, Ba, Be, Bi, Ca, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Fe, Ga, Ge, Hf, Hg, In, K, La, Li, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Ni, P, Pb, Pd, Pt, Rb, Re, S, Sb, Sc, Se, Sn, Sr, Ta, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W, Y, Zn, Zr) via Espectrometria de Emissão Atômica com Plasma Acoplado Indutivamente (ICP-AES) para os elementos maiores e menores e Espectrometria de Massas com Plasma Acoplado Indutivamente (ICPMS) para os elementos traço. Os dados analíticos disponibilizados pela CPRM foram inicialmente submetidos a um controle de qualidade via cálculo de Residual Standard Deviation (RSD) para cada duplicata. Em seguida, empregou-se o método de substituição simples para os valores além do limite de detecção, seguido de análises estatísticas uni- e multivariadas, incluindo tratamentos estatísticos descritivos, identificação de outliers via teste de Grubb, testes de normalidade (Lilliefors e Kolmogrov-Smirnov), análises de correlação e agrupamento. Todas as análises estatísticas destacadas previamente foram conduzidas via softwares STATISTICA® e SPSS®. Para determinação de valores de threshold e background geoquímico e representação gráfica foram empregados os métodos de representação boxplot e curva de frequência cumulativa (softwares Minitab® e Excel®) e as técnicas iterativa 2 e função de distribuição calculada (freeware Visual Basic macro denominada VB Background®). Para a construção dos mapas geoquímicos, adotou-se como padrão o sistema de coordenada World Geodetic System 1984 (WGS84). As representações espaciais seguiram técnicas de interpolação segundo os métodos de kriging ou inverse distance weighting (IDW). 43 elementos analisados foram submetidos aos testes estatísticos, tendo sido deixados de lado Au, B, Ge, Na, Pd, Pt, Re, Se, Ta e Te, porque apresentaram ≥90% dos dados analíticos abaixo do limite de detecção. Análises de correlação revelaram 14 correlações moderadas (0,650 > r ≥ 0,575) e 19 correlações elevadas (r ≥ 0,650), de modo geral condizentes com associações geoquímicas usuais em ambientes geológicos, tais como Cr-Ni, Cu-Ni e U-Th. A análise de agrupamentos discriminou sete clusters, a uma distância de ligação de 0,8, com evidente origem geogênica, como por exemplo o grupo composto por Cr, Ni e Mg, típico de rochas máfico-ultramáficas. Os mapas geoquímicos permitiram identificar ocorrências de diversas anomalias em solos, interpretadas como sendo de origem geogênica. Assim, constatou-se enriquecimento em U, Th, La e Ce em solos derivados de granitoides neoarqueanos subalcalinos, por exemplo os granitos Estrela, Serra do Rabo e Planalto, e de Cr e Ni em solos provenientes de rochas máfico-ultramáficas dos complexos Luanga e Vermelho e da Suíte Cateté. Elementos tipicamente associados a atividades antrópicas, tais como P, Zn, Mn, Ba e Pb, bem como elementos potencialmente tóxicos (EPT), como Al, As, Bi, Cd, Co, Hg, Mo e Sn, não exibiram, em geral, concentrações anômalas e, quando isto ocorreu, estas parecem ser devidas a condicionantes geológicas. Dentre os métodos utilizados para estimativa dos valores de background dos 43 elementos avaliados, a técnica iterativa 2 foi a que apresentou melhor resultado. Em casos onde este método não pôde ser utilizado, adotouse como background os valores obtidos pelas técnicas função de distribuição calculada (As) e da representação boxplot (Hg e S). A curva de frequência cumulativa mostrou ser uma técnica gráfica útil na identificação de outliers e múltiplos thresholds. As 225 amostras foram agrupadas em cinco classes que revelam a íntima vinculação entre os valores de background e a geologia da região: 1) Granitos sub-alcalinos (39 amostras); 2) Rochas sedimentares e metasedimentares (28 amostras); 3) Gnaisses e granitoides associados (70 amostras); 4) Rochas metamáficas, intermediárias e formações ferríferas bandadas (BIF) (80 amostras); 5) rochas máficas-ultramáficas (8 amostras). Com os resultados obtidos, conclui-se que, na escala do levantamento efetuado, não há evidências conclusivas de contaminação relacionada à atividade humana e sim fortíssimas evidências de uma marcante contribuição geogênica nos solos da área de estudo.
Acesso aberto (Open Access)
Mineralogia e geoquímica da palygorskita e argilominerais associados da fácies lagunar da Formação Alcântara, Cretáceo Superior da Bacia de São Luis – Grajaú
(Universidade Federal do Pará, 2012-04-01) AMORIM, Kamilla Borges; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
Os litotipos da Formação Alcântara (pelitos, arenitos e dolomitos) afloram ao longo de falésias no município de Alcântara, estado do Maranhão e têm como característica a ocorrência do argilomineral palygorskita, principalmente na forma de bolsões esbranquiçados, mais especificamente nos níveis pelíticos. Esta unidade é representada por depósitos de shoreface gerados por processos de tempestade, recobertos por laguna/washover e canal de maré, que compõem uma sucessão progradacional. No presente trabalho, são apresentados os resultados da caracterização mineralógica destas rochas, com objetivo de entender/definir a origem da palygorskita (autigênica ou detrítica), discutir o contexto geoquímico das condições paleoambientais de formação dos argilominerais ricos em magnésio e sua paragênese mineralógica, especialmente a relação entre palygorskita e dolomita. Além disso, o trabalho mostra uma avaliação preliminar do potencial mineral da ocorrência de palygorskita, mostrando os níveis que apresentam a palygorskita maciça e qual a espessura aproximada dos pacotes. Um perfil geológico foi descrito na Praia da Baronesa, com a coleta de amostras efetuada em duas etapas de campo, totalizando 22. As mesmas, após preparação, foram submetidas às seguintes técnicas instrumentais: Difração de Raios-X (DRX), Fluorescência de Raios-X (FRX), Análises Térmicas (ATD-ATG), e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Os resultados da primeira etapa de coleta e análises químicas e mineralógicas foram utilizados no artigo submetido e aceito pela revista Cerâmica. Estes dados mostram que o perfil da Praia da Baronesa é composto por arenitos na base, seguidos de pelitos dominantes, com intercalações de dolomitos. Nos pelitos, foi descrita uma ampla assembléia de argilominerais, característicos de ambiente lagunar, com variações no conteúdo de palygorskita, dolomita, clorita, illita, esmectita e traços de caulinita e feldspatos. Duas gerações de palygorskita foram descritas: (1) na forma de bolsões ou acumulações macroscópicas nos níveis pelíticos ricos em palygorskita, frequentemente descritos na literatura, e (2) na forma maciça, como mineral dominante dos níveis pelíticos superiores do perfil da Praia da Baronesa. A segunda geração, descrita pela primeira vez neste trabalho, pode constituir níveis métricos com potencial interesse econômico. Na segunda etapa, as análises foram efetuadas em camadas pelíticas com maior nível de detalhe, e também em camadas de dolomito. Nesta etapa foi possível observar que a palygorskita é de fato o argilomineral dominante nos pelitos, além de aparecer como mineral traço nos níveis dolomíticos. Os dados revelam que os teores de palygorskita tendem a aumentar nas porções superiores do perfil, mostrando uma relação inversamente proporcional com os argilominerais clorita e illita, que têm seus valores diminuídos à medida que ocorre o incremento de palygorskita. A relação entre palygorskita e dolomita também é muito marcante, uma vez que quando o primeiro mineral é dominante, a dolomita aparece como segunda fase mineral mais abundante. Esta relação é acentuada quando os dados de MEV são analisados, pois os dois minerais sempre ocorrem associados. As análises micromorfológicas da palygorskita indicam que sua origem é autigênica, ou seja, que se formou in situ, visto que suas feições não mostram desgaste ou retrabalhamento, eliminando a possibilidade de origem detrítica. Sabe-se que a palygorskita pode ser encontrada associada a rochas carbonáticas e que as condições adequadas à sua formação são clima semi-árido a árido, alta atividade de Si e Mg com disponibilidade de Al e pH alcalino (~8). Estas condições, somadas à assembleia mineralógica, indicam que a concentração de Mg em solução provavelmente foi adequada à precipitação de palygorskita, após a formação da dolomita. Outros fatores, como alteração das condições físico-químicas (incremento de sílica pelo consumo de outros minerais (clorita e illita?)), também podem ter favorecido a precipitação de palygorskita. Além dos resultados observados, os novos dados de DRX mostraram que os horizontes superiores do perfil, aproximadamente 4m de pelitos, são os que apresentam as maiores concentrações de palygorskita. A ocorrência deste mineral parece ser bastante significativa, com teores muito elevados em alguns horizontes, revelando perspectivas de trabalhos futuros relacionados às propriedades industriais deste mineral, a uma melhor quantificação do mesmo e às possibilidades quanto ao aproveitamento econômico.
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Mineralogia e Geoquímica de U, Th, ETR e outros elementos-traço em bauxitas da região de Paragominas, NE do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2022-08-17) PARAENSE, Breno Marcelo Ribeiro; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; https://orcid.org/0000-0002-3026-5523
O estado do Pará apresenta os maiores depósitos de bauxita metalúrgica do Brasil, com destaque para as regiões Oeste (municípios de Oriximiná e Juruti, com duas minas em operação) e Nordeste do estado (municípios de Paragominas – uma mina em operação – e Rondon do Pará). A cobertura laterítica/bauxítica da província bauxitífera de Paragominas é produto do intemperismo extremo de rochas sedimentares siliciclásticas e compõe-se de minerais resultantes do mais alto grau de alteração ou seja, de caulinita (Al2Si2O5 (OH)4), gibbsita (Al(OH)3) , goethita (FeOOH), hematita (Fe2O3) e anatásio (TiO2), aos quais acrescentam-se traços de quartzo reliquiar, mica fortemente degradada e minerais pesados de maior resistência nas condições tropicais úmidas tais como rutilo (TiO2), turmalina e zircão (ZrSiO4). Além da extração de bauxita, merece destaque a sua transformação mineral, que acontece no distrito industrial de Barcarena, próximo a Belém, com a refinaria de Alumina da Hydro-Alunorte, e a produção de alumínio metálico pela Albrás. Devido a acontecimentos recentes relacionados à disposição de resíduos em bacias de decantação (DRS) utilizadas pela mineradora, instaurouse um clima de desconfiança por parte da opinião pública quanto à segurança das populações que habitam nas adjacências da empresa, especialmente no que tange a questão de saúde humana, pois a constituição dos resíduos da transformação mineral do minério não é completamente conhecida. O objetivo desta pesquisa é determinar a presença e estudar o comportamento geoquímico de elementos-traço como U, Th e ETR, além de outros metais pesados, como Hg, Cd e Pb, em bauxitas e coberturas lateríticas da mina Miltônia, em Paragominas, e resíduos (lamas vermelhas) de Barcarena, a relação com a mineralogia acessória desses materiais e estabelecimento de valores de referência ou de background para avaliação ambiental. O presente trabalho foi realizado com amostras provenientes de 1 perfil bauxítico (seção HIJ-231), situados na mina Miltônia 3, coletadas por meio de furos de sondagem e/ou de frente de lavra, também foram coletadas amostras de processo do moinho SAG da usina I, separadas em diferentes frações granulométricas, fornecidas pela empresa Norsk Hydro. Os processos analíticos de DRX e FRX foram realizados no Laboratório de Caracterização Mineral da UFPA (LCM/UFPA), enquanto a etapa de MEV foi efetuada no Laboratório de Microanálises da mesma Unidade/Instituição. Os resultados das análises químicas e mineralógicas das amostras provenientes da mina Miltônia 3, tanto da bauxita in natura, como das suas frações granulométricas, após moagem autógena, demonstraram existir relação entre os altos valores de ZrO2 e TiO2 verificados e os minerais acessórios – zircão, rutilo e anatásio.
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Mineralogia e geoquímica dos perfis bauxíticos da mina Miltônia 3, região de Paragominas/PA
(Universidade Federal do Pará, 2015-10-16) PEREIRA, Carla Braga; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
A Província Bauxitífera de Paragominas situa-se na porção leste do estado do Pará e oeste do estado do Maranhão, ocupando a porção NW da Bacia do Grajaú e a parte meridional da plataforma Bragantina, com área em torno de 50.000 km2. Os importantes depósitos de bauxita dessa região foram originados a partir de intenso intemperismo químico sobre rochas siliciclásticas do Cretáceo. Este trabalho tem como foco o estudo mineralógico e geoquímico de perfis bauxíticos na área da mina de Bauxita pertencente à empresa Norsk Hydro, na mina Miltônia 3, município de Paragominas-PA. Visa contribuir para o entendimento da origem e desenvolvimento dos perfis. Foram amostrados dois perfis lateríticos representativos da mina Miltônia 3, atentando-se para as diferenças químicas, mineralógica e textural dos horizontes que estruturam os perfis em questão. Assim utilizou-se os seguintes procedimentos metodológicos e/ou técnicas instrumentais: Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Petrologia e Análise Química. Os perfis lateríticos estudados neste trabalho foram descritos segundo a sua estruturação em horizontes, nomeados da base para o topo de: Bauxita Amorfa (BA), Bauxita Cristalizada-Bauxita Amorfa (BCBA), Bauxita Cristalizada (BC), Laterita Ferruginosa (LF), no perfil 1 o horizonte sobrejacente a LF é descrito como Bauxita Nodular (BN), entretanto no perfil 2, trata-se do Horizonte Bauxita Cristalizada Nodular (BNC). Ambos os perfis são cobertos por horizonte areno-argiloso inconsolidado, de coloração vermelho alaranjado, denominada por muitos autores de Argila de Belterra. Petrograficamente os horizontes apresentam os seguintes minerais típicos de um perfil bauxítico/lateríticos: gibbsita, caulinita, goethita, hematita e anatásio. Esta paragênese foi confirmada por meio da análise por DRX, cujo conteúdo varia para cada horizonte. Assim aliada a análise via MEV pode-se perceber o aspecto morfológico dos cristais de gibbsita e caulinita. Nota-se a presença de três gerações de gibbsita, a fase precoce faz parte da matriz, por vezes, associada com oxi-hidróxido de Fe, apresentando caráter criptocristalino. A segunda geração compreende cristais microcristalinos que preenchem parcialmente ou totalmente os poros. A geração mais tardia são cristais criptocristalinos que encontram-se preenchendo totalmente e/ou revestindo as paredes dos cutans. O comportamento geoquímico das fases residuais Al2O3, Fe2O3, SiO2 e TiO2 apresentam similaridade em ambos os perfis, assim como, os presentes teores de Al2O3_aproveitável e SiO2_reativa. Ao longo do perfil o teor de SiO2 e SiO2_reativa são mais expressivos nas camadas mais argilosas, e refletem o conteúdo de caulinita. O teor de Al2O3_aproveitável segue o mesmo comportamento de Al2O3: pois a primeira está relacionada à gibbsita, e os teores mais elevados estão no topo da BA, BCBA e BC, o último representa a nível economicamente explorável. Ao avaliar o grau de ordem e desordem da caulinita presente nos perfis estudados verificou-se um aumento dos resultados de FWHM (aumento do alargamento dos picos) da base em direção ao topo, mostrando a possibilidade de: 1) degradação das caulinitas com o processo de desenvolvimento do perfil laterítico; e/ou neoformação de novas gerações de caulinita de baixa cristalinidade. Os dados levantados durante as análises deram suporte para entendimento dos processos que favoreceram as diferenças e semelhanças mineralógicas, químicas e texturais existentes entre os horizontes bauxíticos, assim como a retomada do processo de bauxitização (Duas fases de bauxitização) que resultou na formação do horizonte Bauxita Nodular e Bauxita Nodular Cristalizada, levantando a hipótese da evolução complexa e polifásica dos perfis estudados, culminando na origem dos depósitos bauxíticos/lateríticos.
Acesso aberto (Open Access)
Mineralogia, geoquímica e produtos do intemperismo das rochas potássicas e ultrapotássicas de Santa Cruz das Lages, região SW da Província Alcalina de Goiás
(Universidade Federal do Pará, 2017-10-11) LIMA, Carlos Alex Alves; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
O solo do Cerrado brasileiro é pobre em macro e micronutrientes. Apesar de o Brasil ser um dos países mais importantes no agronegócio, há apenas uma mina de potássio em produção, sendo que mais de 90% tem que ser importado. Esta dependência também tem impacto significativo na balança comercial do país. Devido aos relativos altos preços do potássio no mercado é improvável que qualquer nova capacidade de produção significativa seja desenvolvida no Brasil a partir dos depósitos de sal de potássio locais. A necessidade por fontes alternativas levou a Terrativa Minerais a uma série de pesquisas geológicas na busca de rochas ultrapotássicas diferentes regiões do Brasil, buscando locais próximos a zonas agrícolas como no Cerrado e com geologia e logística favoráveis. Devido a isso, em 2013, pesquisas de campo na área de Santa Cruz das Lajes, na Província Alcalina de Goiás, SW do Estado de Goiás mapearam rochas ultrapotássicas e com afinidades kamafugíticas. Essas rochas são marcadas por uma série de manifestações magmáticas vulcânicas instaladas durante o Cretácio Superior, representando uma das maiores ocorrências de rochas ultrapotássicas e de natureza Kamafugítica do Brasil. A partir daí essas rochas mereceram atenção especial sendo alvo deste trabalho onde se caracterizou petrograficamente e geoquimicamente as suas ocorrências na região de Santa Cruz das Lajes, avaliou-se o comportamento do potássio, K+, no perfil de intemperismo, suas transformações mineralógicas ao longo do perfil intempérico e a relação da liberação deste elemento com o solo, além disso, o grau de fertilidade do solo para o desenvolvimento da agricultura foi determinado para verificar a eficiência agronômica deste tipo de rocha e de seus produtos intempéricos. Visando alcançar os objetivos citados, foi realizado, ao longo de um ano, campanhas de campo visando o mapeamento e amostragem da área de pesquisa. As amostras de rocha e canaletas coletadas foram analisadas por Fluorescência de Raios X pelo laboratório da SGS GEOSOL em Goiânia. As amostras de canaleta, também foram analisadas pelo laboratório Esalq da USP para posterior identificação da fertilidade do solo gerado pelo intemperismo das rochas ultrapotássicas. A análise mineralógica, petrografia aliada à difração de raios X, caracterizaram as rochas ultrapotássicas em três tipos como Mafuritos, Uganditos e tefrifonolitos. Os Mafuritos têm coloração escura, são afanítico com fenocristais de olivina e piroxênio e matriz policristalina fina, composta por piroxênios, analcima, sanidina, nefelina e esmectita. Os uganditos tem coloração cinza claro, fanerítico com matriz afanítica, quando alterados mostram coloração castanho claro a amarelado, frequentemente apresentam amídala preenchidas com calcita e zeólitas. Sua mineralogia é marcada pela presença de raros cristais de olivina, piroxênios, geralmente euédricos, prismáticos, zonados e por vezes fraturados, que ocorrem de forma aleatória e, por vezes, descrevendo uma foliação de fluxo magmático. Os tefrifonolitos são afaníticos, de coloração cinza clara, com raras amídalas preenchidas por material carbonático e/ou zeólitas. A amostragem do perfil de intemperismo sobre essas rochas foi realizada em diferentes pontos. Os perfis são rasos e, geralmente, com cerca de um metro de profundidade já se chega à rocha mãe. É interessante observar a distribuição dos valores de K2O em um perfil sobre o ugandito, onde o solo de topo é marrom escuro argiloso, e na DRX ainda apresenta sanidina e piroxênio, além de hematita e grande quantidade de esmectita e zeólitas, em padrão difratométrico de baixíssima cristalinidade. Isso revela que os minerais primários portadores de K ainda estão presentes, e que juntamente com a esmectita, zeólitas, são responsáveis pelos altos teores de K disponível nos solos, aumentando a sua fertilidade.
Acesso aberto (Open Access)
Organofilização de uma Mg-bentonita da bacia do Parnaíba-Sul do Maranhão e sua utilização em poli (metacrilato de metila)
(Universidade Federal do Pará, 2014-02-21) CAVALCANTE, Manoella da Silva; http://lattes.cnpq.br/7249500407405478; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
Bentonitas são argilas que tem como seu principal constituinte argilominerais do grupo da esmectita, predominantemente montmorillonita. De acordo com o cátion predominante no espaço intercamada da esmectita, a bentonita pode ser classificada como sódica, cálcica ou magnesiana. Essas argilas possuem vasta aplicação industrial, como fluidos de perfuração, pelotização, moldes de fundição, dentre outros. Para algumas aplicações mais específicas e que agregam maior valor ao produto final, como na síntese de nanocompósitos polímero/argila, faz-se necessário à intercalação de íons orgânicos na intercamada do argilomineral. No Brasil, a produção industrial de argilas organofílicas é pequena e voltada para os mercados de tintas, graxas e resinas de poliéster. Empresas do setor de bentonitas, que ainda não estão produzindo esse tipo de material, vêm mostrando crescente interesse nesta aplicação. Dentro desse contexto, este trabalho buscou avaliar o potencial da Bentonita Formosa, uma Mg-bentonita recentemente descrita e relativamente abundante no nordeste do Brasil, na produção de argilas organofílicas e sua aplicação em síntese de nanocompósitos polímero/argila. Para isso, foram realizadas sínteses variando a concentração dos íons surfactantes hexadeciltrimetilamônio (HDTMA+) e dodeciltrimetilamônio (DTMA+) em 0,7, 1,0 e 1,5 vezes o valor de CEC, com tempo de reação de 12 horas e variação de temperatura de 25 ºC e 80 ºC. A Mg-Bentonita in natura e ativada com carbonato de sódio foi utilizada como material de partida. Tanto o material de partida como as argilas organofílicas obtidas foram caracterizadas por DRX, DTA/TG e IV. As argilas que apresentaram melhores resultados de intercalação foram utilizadas nas proporções de 1%, 3% e 10% para a síntese de nanocompósitos poli(metacrilato de metila) (PMMA)/argila. As análises de DRX confirmaram a intercalação dos íons orgânicos no espaço intercamada da Mg-esmectita com e sem ativação. Com os resultados de IV foi possível observar que a razão de confôrmeros gauche/trans diminui com o aumento do espaçamento basal. Os resultados de DTA/TG confirmaram a estabilidade térmica das argilas organofílicas à temperatura máxima de 200 °C, o que possibilita a utilização desse material em síntese de nanocompósitos polímero/argila obtidos por processo de fusão. A análise de DRX confirmou a intercalação do PMMA no espaço intercamada da Mg-esmectita em todos os nanocompósitos produzidos. Com as análises de DSC foi possível observar o aumento da temperatura de transição vítrea para todos os nanocompósitos, quando comparados com PMMA puro. Com isso, é possível concluir que a Mg-Bentonita pode ser intercalada com íons alquilamônio, sem a necessidade prévia de ativação sódica, formando argilas organofílicas, assim como sua utilização em síntese de nanocompósitos. Essa possibilidade de utilização da Mg-bentonita in natura pode representar uma importante diferença em termos de custos de processo, na comparação com as bentonitas cálcicas existentes no Brasil, ou mesmo as importadas, que precisam ser ativadas durante o beneficiamento. Finalmente, acredita-se que a pesquisa deve avançar com a avaliação das propriedades mecânicas dos nanocompósitos produzidos neste trabalho, visando as diferentes possibilidades de aplicações desses materiais.
Acesso aberto (Open Access)
Prospecção geoquímica e mapeamento de regolito na região de Carajás, estado do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2002-12-16) MEDEIROS FILHO, Carlos Augusto de; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
Mapeamento de regolitos e prospecção geoquímica de solos foram desenvolvidas em três áreas na Província Mineral de Carajás, denominadas Guarujá (24 km2). Amostras superficiais de regolitos foram coletadas, atingindo um total de 2763 amostras no Guarujá, 1641 no Jaca no Paulo Afonso. Trabalhos de sondagem rasa, através de trato mecânico, foram desenvolvidos numa porção da área Guarujá. A geologia da área Jaca é constituída por metassedimentos da Formação Águas Claras, com diques gabróides subordinados. A maior parte da área Guarujá é composta por metassedimentos da Formação Águas Claras, tendo uma porção menor de rochas do Grupo Pojuca e granitóides intrusivos. A área Paulo Afonso apresenta, a norte, uma seqüencia de xistos e formações férricas e, a sul, gnaisses, granitóides, xistos e formações férrícas. A geomorfologia das áreas Guarujá e Jaca possuem características relativamente semelhantes, sendo dominadas por feições elevadas do tipo platô e de porções mais rebaixadas, planas a onduladas. A área Paulo Afonso é representada por terrenos arrasados, planos a ondulados, com serras e platôs relativamente restritos. A parte superior dos platôs, nas três áreas, tem, sempre, cota superior a 550 m, sendo caracterizada por uma superfície relativamente plana, que passa, em direção a base, para terrenos com declividade inicialmente suave e, posteriormente, muito acentuada. Os platôs das áreas Guarujá e Jaca devem apresentar registros da superfície Sul-Americana, modificada por eventos erosivos e intempéricos posteriores à sua formação.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese de pigmentos zeolíticos a partir de zeólita A derivada de rejeito de caulim da Amazônia
(Universidade Federal do Pará, 2013-03-13) MENEZES, Raquel Aranha de; PERGHER, Sibele Berenice Castellã; http://lattes.cnpq.br/5249001430287414; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607
Pigmentos tipo ultramar foram sintetizados com sucesso a partir de zeólita NaA derivada de caulim e rejeito de caulim. Tal rejeito tem sido uma excelente fonte de silício e alumínio na síntese de zeólitas, por ser uma matéria-prima “natural” com alta concentração de caulinita e baixos teores de impurezas, além do menor custo em comparação àquelas matérias-primas industrializadas. A zeólita NaA derivada de tal rejeito apresenta características estruturais favoráveis a síntese de pigmentos ultramar, sua estrutura encapsula as espécies de enxofre formadas, que agem como cromóforos, e impedem que essas espécies se oxidem e seja liberado elevados teores de gases tóxicos durante a reação. Zeólita NaA foi misturada com enxofre e carbonato de sódio em diferentes proporções com o objetivo de verificar a influência dessa variação na cor e na tonalidade dos pigmentos. Após calcinação a 500 °C por 5 horas os produtos foram caracterizados por DRX, FRX e Raman, além da classificação visual por cor e tonalidade por meio de fotografias. O resultado foi produtos com coloração que variaram do azul ao verde com diferentes tonalidades, ambas influenciadas pela quantidade de aditivos, pela taxa de resfriamento após calcinação e pela granulometria. Assim, pode-se dizer que quantidades diferentes dos mesmos aditivos na mesma matriz zeolítica proporcionam aumento de intensidade da cor, que a taxa de resfriamento após calcinação e granulometria da matriz zeolítica provoca mudança da cor. A partir de DRX foi observado que a estrutura da zeólita NaA não é transformada para o tipo sodalita, como normalmente observado na literatura. Por espectroscopia Raman foram identificadas as espécies de enxofre responsáveis pela coloração no pigmento zeolítico, sendo: S6 2- o responsável pela cor amarela e o S3- pela cor azul, e que a mistura dos dois resultou na cor verde, que predominou nesse trabalho. Por fim, o aproveitamento de rejeito de caulim na produção de pigmentos zeolíticos parece ser uma boa proposta de produção sustentável.