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Adsorção de nitrato em caulinita a partir de rejeito de caulim modificado com uréia
(2013-12) TAVARES, Laís Conceição; LEMOS, Vanda Porpino; PINHEIRO, Marta Helena Tavares; DANTAS FILHO, Heronides Adonias; DANTAS, Kelly das Graças Fernandes
Este estudo avalia a eficiência, viabilidade e espontaneidade de processos de adsorção do íon nitrato em caulinita sem tratamento e modificada com uréia, empregando como material de partida o rejeito de processamento de caulim do rio Jari. Os materiais foram caracterizados por difração de raios X, fluorescência de raios X e espectroscopia IV (DRX, FRX e FTIR). As medidas de pH de equilíbrio foram efetuadas por potenciometria e as concentrações de equilíbrio (Ce) de nitrato medidas por cromatografia iônica. Quantidades adsorvidas no equilíbrio (qe), constantes de distribuição (Kd=qe/Ce), fator de separação (RL) e variação de energia livre de Gibbs (ΔGº), foram calculados com base nos dados experimentais de adsorção. Os resultados de DRX e FTIR confirmaram a formação do complexo caulinita-uréia a partir do tratamento efetuado no rejeito de caulim. Os seguintes dados foram obtidos nos processos de adsorção de nitrato, no rejeito de caulim natural e tratado com uréia: qMax= 18,17 e 14,1 mmol kg-1; Kd=0,7-2,2 e 0,45-1,5 L Kg-1; RL= 0,35-0,85 e 0,25-0,80; ΔGº= -9,3 a -5,8 e -9,1 a -5,4 kJ mol-1, respectivamente. Os valores de Kd, ΔGº e RL são típicos de processos de adsorção física (fisissorção), viáveis e espontâneos e os de qMax indicam que a retenção de nitrato em rejeito de caulim natural é mais eficiente do que em rejeito modificado com uréia.
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Adsorção de nitrato em rejeito de caulim organofuncionalizado com uréia
(Universidade Federal do Pará, 2012-05-30) TAVARES, Laís Conceição; LEMOS, Vanda Porpino; http://lattes.cnpq.br/1829861620854008
Rejeitos de caulim, gerados em abundância por empresas paraenses, vem provocando problemas ao meio ambiente. Com intuito de dar contribuições sobre o reaproveitamento deste rejeito foi avaliada a retenção do íon nitrato em rejeito de caulim natural e modificado com uréia e estudado o equilíbrio dos processos de adsorção nas interfaces sólidas-soluções. Os materiais foram caracterizados por difração e fluorescência de raios X (DRX e FRX), a espectroscopia de infravermelho (espectro FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e por dados estimados de carga superficial. Experimentos de adsorção do íon nitrato no rejeito de caulim natural (CRJN) e modificado com ureia (CRJU) foram realizados sem ajuste de pH. As concentrações de H+ foram medidas por potenciometria direta antes e após os processos de adsorção e as concentrações de equilíbrio de nitrato foram medidas por cromatografia iônica. Os resultados obtidos indicaram: alta pureza do rejeito de caulim; formação do complexo caulinita-uréia confirmada pela reflexão de DRX em 2θ 8,28o e d=1,068 nm e pelo espectro FTIR com aparecimento de uma banda larga de baixa intensidade, contendo dois discretos ombros em torno de 3500 a 3380 cm-1 ,correspondentes às vibrações assimétrica e simétrica do grupamento –NH2 da caulinita-uréia, superpostos à vibração da molécula d’água; dados de cargas superficiais, sugerindo que os materiais apresentam maior capacidade de adsorção de cátions do que ânions, mas dependendo da concentração de H+ e OH- nos adsorventes, as hidroxilas superficiais podem ser protonadas originando cargas positivas que propiciam a adsorção de ânions; obtenção de quantidades adsorvidas expressivas de nitrato, tanto em CRJN como CRJU (0,27-0,73 e 0,18-0,70 mg.g-1, respectivamente); coeficiente de separação (RL) entre 0,28 a 0,828, variação de energia livre ΔGº = -2,094 a + 0,445 KJ mol-1 para CRJN e ΔGº=-1,036 a + 1,32 KJ mol-1 para CRJN. Foi concluído com base nos dados de RL que os processos de adsorção são pouco favoráveis na maioria dos pontos dos processos de adsorção e os resultados da variação de energia livre (ΔGº) indicaram que os processos de adsorção são espontâneos a não espontâneos e de natureza física.
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Aplicação de resíduos da mineração de bauxita na síntese de geopolímeros
(Universidade Federal do Pará, 2022-04-08) BARRETO, Igor Alexandre Rocha; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302; https://orcid.org/0000-0002-0134-0432
O processo de extração e beneficiamento dos depósitos de bauxitas da província bauxitífera de Paragominas/Rondon do Pará pode gerar grandes quantidades de resíduos, principalmente em duas etapas do processo: lavra e beneficiamento. Na etapa de lavra dos depósitos o “resíduo” é oriundo da retirada de uma espessa camada de material argiloso (conhecido como Argila de Belterra). Por outro lado, o “resíduo” do processo de beneficiamento é gerado após as etapas de britagem, moagem e lavagem, que originam uma ampla quantidade de material argiloso disperso em uma grande quantidade de água. Para o presente estudo selecionou Argila de Belterra dos depósitos de bauxita de Rondon do Pará, amostra de Argila de Lavagem de bauxita da empresa Hydro, uma amostra de caulim beneficiado da Imerys, da região do rio Capim, também no estado do Pará, uma amostra de microssílica comercial (Ecopower) e reagentes P.A da sigma (NaOH e KOH). As amostras e os geopolímeros foram caracterizados por Difração de Raios-X (DRX), Fluorescência de Raios-X (FRX), Análise Térmica Gravimétrica (TG), Calorímetro Exploratória Diferencial (DSC), Espectrometria de Emissão Ótica com Plasma Acoplado (ICP-OES) e Analisador de Partícula a Laser (APL). Geopolímeros foram sintetizados a partir da Argila de Belterra, microssílica e NaOH de acordo com o planejamento Box- Benkhen. Realizou-se também síntese de geopolímeros a partir de Argila de Belterra e caulim beneficiado (um estudo comparativo) usando KOH e microssílica. E por fim, geopolímeros foram sintetizados a partir da Argila de lavagem de Bauxita com NaOH e microssílica de acordo com o planejamento Doehlert. No estudo somente com a Argila de Belterra, o maior resultado de resistência resultado foi 47,78MPa e o menor resultado foi 7,05MPa. No estudo comparativo entre Argila de Belterra e caulim beneficiado, os melhores resultados de resistência a compressão foram obtidos com o caulim beneficiado. Os resultados de resistência a compressão dos geopolímeros sintetizados a partir da Argila de Lavagem variaram de 8.99 a 41.89MPa. Esses resultados demonstram o potencial positivo de ambos materiais para síntese de geopolímeros que podem ser usados como possíveis substitutos “Eco-friendly” para materiais tradicionais, principalmente, cerâmica e cimento.
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Caracterização dos resíduos cauliníticos das indústrias de mineração de caulim da Amazônia como matéria-prima para produção de pozolanas de alta reatividade
(2012-03) BARATA, Márcio Santos; ANGÉLICA, Rômulo Simões
As regiões do Rio Capim e do Rio Jari são os principais distritos caulinitícos da Região Amazônica, detentores das maiores reservas brasileiras de caulim de alta qualidade para aplicações como cobertura de papel. O caulim é lavrado e beneficiado por três grandes companhias que são responsáveis pela geração de aproximadamente 500 mil de toneladas anuais de um resíduo decorrente da etapa de centrifugação. Esse resíduo, na forma de polpa, é depositado em lagoas de sedimentação que ocupam grandes extensões de áreas. O objetivo da pesquisa foi investigar as características físicas, químicas e mineralógicas dos resíduos processados da Região do Jari e do Capim, de modo a avaliar se atendem aos requisitos como matéria-prima para a produção de uma pozolana de alta reatividade, o metacaulim, adição mineral que incorporada ao cimento Portland proporciona alto desempenho às misturas de concreto e argamassas. Os resíduos foram caracterizados por difração de raios X, análise térmica, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, fluorescência de raios X e difração a laser. Ambos os resíduos são constituídos por no mínimo 92% de caulinita de baixa granulometria, cujas áreas superficiais específicas são superiores a 8 m2/g e os diâmetros médios de partículas inferiores a 1 µm. Os teores de sílica livre (quartzo) não foram superiores a 3%. O alto grau de concentração de caulinita destes resíduos dispensa os rígidos parâmetros de controle de remoção de impurezas, normalmente empregados na produção deste tipo de pozolana. O caulim do Rio Jari, com quantidade de defeitos na estrutura cristalina superior ao da caulinita do Rio Capim, proporcinou maior grau de desidroxilação a uma temperatura mais baixa quando calcinado, indicando a possibilidade de redução de gastos com energia para a produção da adição mineral. Os resultados das análises foram convergentes e apontam ambos os caulins estudados como excelentes matérias-primas para a produção do metacaulim de alta reatividade.
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Caulins amazônicos: possíveis materiais de referência
(2013-09) SANTOS, Suzianny Cristina Arimatéa; ROCHA JUNIOR, Carlos Augusto Ferreira da; SILVA, Liliane Nogueira da; ANGÉLICA, Rômulo Simões; NEVES, Roberto de Freitas
Caulim é um produto originado pela ação do intemperismo de silicatos de alumínio como os feldspatos, que na região amazônica é favorecida pelo clima quente e úmido. Usado na fabricação de materiais refratários, cimentos, fármacos, catalisadores, cobertura e enchimentos de papel e outras diversas finalidades. Este trabalho tem como objetivo a caracterização e a comparação de caulins de coberturas e in natura de diferentes regiões do Pará (Rio Capim, Jarí e Vila do Conde) de origens sedimentares com caulins utilizados como materiais de referência (IPT-28, IPT-32, IPT-42, KGa-1b e KGa-2). Nas caracterizações foram utilizados métodos de análise química, física e mineralógica como: Análise de tamanho de partícula, Difração de raios X, Fluorescência de raios X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Análise Térmica Diferencial. Os resultados mostraram como principal fase mineral em todos os caulins estudados a caulinita, com diferentes graus de "cristalinidade". Os caulins amazônicos apresentaram-se com alto e baixo grau de ordem estrutural, assim como os materiais de referências. No que se referem às propriedades de composição química, ambos os materiais apresentaram teores de SiO2 + Al2O3 acima de 90%, teores de Na2O e TiO2 muito baixos, em média 0,6% e 1,92%, respectivamente para os materiais de referência, e para os amazônicos foram de Na2O 0,3% e 1,62% para TiO2. Quanto à análise de tamanho de partícula, observaram-se variações de D50 = 0,7 a 9 µm para os da Amazônia e D50 = 1,7 a 6 µm para os de referência. Os caulins amazônicos sedimentares por mostrarem baixos teores de impurezas e por serem encontrados em grandes quantidades, sugerem um forte potencial para utilização como caulins de referência.
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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.
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Desenvolvimento do processo de síntese da zeólita A e da sodalita a partir de rejeitos de Caulim da Amazônia com aplicações em adsorção
(Universidade Federal do Pará, 2011-08-31) MAIA, Ana Áurea Barreto; POLMANN, Herbert; ANGÉLICA, Rômulo Simões; http://lattes.cnpq.br/7501959623721607; 7501959623721607
A minimização de resíduos doméstico e industriais é um dos grandes desafios que o mundo tem enfrentado. Assim, várias propostas são lançadas para esse fim, que vai desde o aprimoramento do processo para a geração de rejeito ser mínima até o uso do mesmo na produção de novos materiais. Nesse contexto, esse trabalho tem como proposta a utilização de rejeitos de caulim, das empresas localizadas no Pará, na produção de zeólitas, como a fase A e a sodalita. Essas empresas operam as minas dos distritos cauliníticos do Capim e do Jari e produzem caulim de alta qualidade para indústria de papel. Dessa forma, foi realizada uma caracterização química e mineralógica dos rejeitos de caulim da região do Capim (KC) e do Jari (KJ) para se ter conhecimento das suas características e como as mesmas podem influenciar na síntese da zeólita A e sodalita. Foi realizado também um estudo da ativação térmica da caulinita desses rejeitos, através de Ressonância Magnética Nuclear (RMN), em várias temperaturas, para se obter as condições ideais para produzir metacaulinita altamente reativa na síntese de zeólitas. A síntese da zeólita A de Na foi realizada variando parâmetros como tempo de síntese e relação Na/Al, com a temperatura fixa em 110 ºC, para os dois materiais de partida (KC e KJ). Posteriormente, com as fases NaA sintetizadas através dos dois resíduos, foram feitos os ensaios de troca catiônica para produzir as fases KA, MgA e CaA. No processo de síntese da sodalita, partiu-se diretamente de caulinita e foram utilizadas duas temperaturas (150 e 200 ºC), fixando-se a relação Na/ânion, e variando a relação Na/Al na mistura reacional para KC e KJ. E finalmente, verificou-se a possibilidade da utilização da zeólita NaA na adsorção de uma mistura de metais pesados (Co2+, Cr3+, Cu2+, Zn2+ e Ni2+), como proposta de reduzir problemas ambientais com efluentes industriais. Os resultados de Difração de Raios X (DRX) indicaram que os rejeitos de caulim do Capim e Jari são constituídos principalmente por caulinita, com baixíssima quantidade de impurezas. Dados de DRX mostraram também que a caulinita do KC apresenta um elevado grau de ordem estrutural, comparando com KJ. Essa diferença no grau de ordem estrutural da caulinita do KC e KJ influenciou diretamente na temperatura ideal para obter um material com alto teor de Al na coordenação IV. Através de RMN, foi verificado que para se produzir metacaulinita altamente reativa a partir de KJ, essa temperatura seria 600 ºC e para KC, 700 ºC. Zeólita A foi obtida com elevada pureza e alto grau de ordem estrutural nas seguintes condições: Na/Al de 1,64 para ambos os resíduos e 18 e 20 h para KC e KJ, respectivamente. O processo de troca catiônica entre o Na da zeólita A e K, Mg e Ca das soluções mostrou-se bem eficiente e juntamente com dados de DRX, mostraram que as fases KA, MgA e CaA foram obtidas com sucesso. A série sodalita foi produzida a partir de KC e KJ, e através de espectroscopia de infravermelho foi confirmada a inserção do cloreto, sulfato e carbonato na sua estrutura. Entre os dois materiais fontes de Si e Al, a caulinita do KJ se mostrou mais reativa na síntese de sodalita. Isso pode ser explicado pelo baixo grau de ordem estrutural desse argilomineral, que o torna mais reativo. Em relação à capacidade de adsorção da mistura de metais pesados em zeólita NaA, produzida a partir de KC e KJ, foi verificado que para todos os metais (Co2+, Cr3+, Cu2+, Zn2+ e Ni2+), essa variável apresentou valores satisfatório. O modelo de Langmuir mostrou-se mais adequado que o de Freundlich no ajuste dos dados experimentais. Zeólita NaA produzida a partir de KC e KJ pode ser um excelente material na adsorção de metais pesados no tratamento de águas residuais.
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Especiação e quimissorção de Pb(II) em rejeito de caulim
(2013) PINHEIRO, Marta Helena Tavares; LEMOS, Vanda Porpino; DANTAS, Kelly das Graças Fernandes; VALENTIM, Taynara Lima
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Mineralogia e geoquímica de bauxitas de Barro Alto (Goiás): considerações genéticas
(Universidade Federal do Pará, 2019-10-01) MOURA, Vitor Hugo Santana; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
No município de Barro Alto, Goiás, um depósito de bauxita foi desenvolvido, em sua maior parte, sobre anortositos de idade Neoproterozoica. Segundo os dados recentes publicados o modo geral de ocorrência reforça a origem laterítica, visto que a bauxita acompanha a atual superfície topográfica. No entanto, a sucessão de horizontes não corresponde a este modelo, ao menos parcialmente. A ausência ou dimensão restrita do horizonte argiloso com caulinita, ou ainda a presença de corpos de caulinita seccionando o corpo bauxítico, que atinge localmente grandes espessuras, desequilibram o modelo laterítico simples. Isso é reforçado pela ausência da clássica crosta ferro-aluminosa tipo pele-de-onça ou assemelhada e ausência de outra cobertura. Para aqueles autores a ampla ocorrência de gibbsita macrocristalina, botrioidal, extensiva, aparentemente ocupando vênulas e paredes de fraturas, o que sugere ao lado da diversidade de modo de ocorrência de argilas, uma contribuição de outro processo, que não somente a lateritização. A partir destas informações foi elaborado um estudo para aprofundar o conhecimento sobre a formação da bauxita de Barro Alto, detalhando as gerações de gibbsita e caulinita, bem como tentar identificar as contribuições lateríticas e hidrotermais a partir desses minerais. Em campo, foram estudadas 5 lavras exploradas pela empresa EDEM – Mineração LTDA, (Lavra 1, Lavra 2, Lavra 5, Lavra 6 e a trincheira SELA), destas 5 lavras foi realizado um maior detalhamento nas lavras 1, 2, 5 e SELA. Onde foram coletadas 48 amostras, destas selecionou-se 22 mais representativas para análises laboratoriais que envolveram caracterização mineralógica (Difratometria de Raios X); textural (Microscopia Óptica e Eletrônica de Varredura); e química (Espectrometria de Massa e de Emissão Óptica, com Plasma Indutivamente Acoplado). Em termos gerais o perfil bauxítico em Barro Alto compreende o anortosito como substrato e possível rocha geradora, sobre o qual se estabeleceram o horizonte bauxítico poroso (HBP) com stockworks e veios de caulim flint (CF), localmente com cristais subcentimétricos de coríndon (HBPC), convergindo para uma zona argilosa bauxítica (ZAB) e então o horizonte bauxítico maciço (HBM). Este por sua vez é sobreposto por capeamento formado de blocos e nódulos centimétricos a decamétricos de bauxita maciça (HBANB), cujo modo de ocorrência sugere formação coluvionar. Nos perfis observa-se que os horizontes HBP, HBPC, HBM e HBANB são constituídos essencialmente por gibbsita e caulinita, contendo por vezes minerais acessórios como o coríndon HBPC, seguidos de hematita e goethita. Já no CF e na zona argilosa bauxítica ZAB o mineral dominante é a caulinita e/ou halloysita, seguido de gibbsita. A composição química do perfil bauxítico é composta basicamente por Al2O3, SiO2, Fe2O3. As concentrações de CaO, MgO, K2O, MnO, Na2O e P2O5 são muito baixas (em geral < 0,09), até mesmo abaixo do limite de detecção analítica. Os teores de TiO2 também são relativamente baixo, em geral < 0,2 %. As concentrações dos elementos traços quando comparadas com os valores médios da Crosta Superior da Terra (CST) se mostram em geral em valores muito baixos. As concentrações de elementos como Cr, Co, Cu, Zn, Rb, Sr, Y, Zr, Nb, Cs, Ba, Hf, Pb, Th e U estão em níveis inferiores a CST em todos os horizontes. Apenas Mo apresenta valores mais concentrados em todos os horizontes. Por outro lado, a V, Ni, Cu, Cr, Ga, e Pb que podem apresentar eventualmente valores superiores mais especificamente, porém apenas em parte no CF e ZAB. As concentrações dos elementos terras raras (ETR) estão abaixo da média crustal em todas as amostras estudadas e também do anortosito. As concentrações mais elevadas estão tipicamente relacionadas às unidades mais argilosas com CF, ZAB e também a presença dos oxihidróxidos de Fe (HBPC). Quando normalizados aos condritos, as curvas exibem padrão de distribuição ligeiramente semelhante entre si, exceto para a bauxita porosa com coríndon. Observa-se sutil enriquecimento em ETRL e tendência aos pesados, mas apenas de Tm ao Lu. Esse comportamento se assemelha ao do anortosito, apenas com concentrações bem mais baixas, com exceção do Tm. É nítida as anomalias negativas em Ce e positiva em Tm, anomalias atreladas ao empobrecimento dos ETRL e ligeiro enriquecimentos dos ETRP. A partir desses dados mineralógicos e químicos foi possível distinguir três gerações distintas de gibbsita e caulinita: Gibbsita (I) do horizonte bauxítico poroso, que parece ser aquela formada diretamente dos plagioclásios e almandina; Gibbsita (II) está associada ao caulim flint, portanto a caulinita, halloysita e mesmo localmente hematita; Gibbsita (III) macrocristalina coesa, por vezes drúsica e sobreposta a gibbsita mais fina e compacta, de aspecto botrioidal. Ela forma corpos isolados, aparentemente desconectados do conjunto maior de bauxitas, em bolsões de dezenas de metros de largura e profundidades superiores a 40 m; Caulinita (I) na interface gibbsita - anortosito. Essa caulinita constitui as auréolas de alteração do anortosito, quando este não passa direto para gibbsita; Caulinita (II) corresponde aquela do caulim flint ou simplesmente caulim, associada à halloysita e por vezes gibbsita e ocorrendo sob a forma de vênulas, veios e bolsões e zonas fraturadas verticalizadas, os stockworks em geral; Caulinita (III) corresponde àquela encontrada principalmente no horizonte bauxítico argiloso com nódulos, em que esse mineral se apresenta em massa amarelada, terrosa, invadindo a massa bauxítica e envolvendo os nódulos centimétricos a decamétricos. As gerações de gibbsita, I, II e III, principalmente II e III não são compatíveis com evolução laterítica, da mesma forma as gerações de caulinita, I, II, e III, em que I e II não são claramente intempéricas lateríticas, e a III parece ser pedogenética atual a sub-atual. Pelo exposto provavelmente as bauxitas de Barro Alto sejam produto principalmente de intensa atividade hidrotermal subsuperficial dos anortositos por conta da forte deformação estrutural a que foram submetidas essas rochas em seus estágios finais pós-emplacement.
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Mineralogia e geoquímica do perfil laterito bauxítico na serra Sul, Província Mineral de Carajás
(Universidade Federal do Pará, 2020-11-03) RODRIGUES, Paulo Ronny Soares; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
A Amazônia detém as maiores reservas de bauxitas do Brasil, localizadas em Trombetas, Juruti, Paragominas e Rondon do Pará. A região de Carajás, com grandes depósitos lateríticos, em especial de ferro, também se desponta com potencialidade para depósitos de bauxita, com destaque para os da Serra Norte. Nas Serras Sul foram identificadas ocorrências de menor porte, as quais foram investigadas neste trabalho. Após levantamento cartográfico, foram realizadas atividades de campo em uma estrada vicinal nas proximidades da Serra Sul, onde em quatro perfis de alteração, foram descritas, fotografadas e coletadas 23 amostras para análise mineralógica (difratometria de raios – X), textural (Microscopia óptica e eletrônica de varredura) e química (Espectrometria de massa e de emissão óptica, com plasma indutivamente acoplado). O perfil laterito bauxítico compreende da base para o topo de: 1) Horizonte Caulínico (HC); 2) Horizonte Argiloso Mosqueado (HAM); 3) Horizonte Bauxita Nodular (HBN); 4) Horizonte Bauxita Argilosa (HBA) e 5) Horizonte Ferruginoso (HF); e finalmente ao topo 6) Horizonte ferruginoso desmantelado (HFD. A composição química é dominada essencialmente por Al2O3, Fe2O3, SiO2 e TiO2, que constituem os principais minerais, caulinita, gibbsita, hematita, goethita e anatásio. Os elementos traços V, Cr, Cu, Ga, As, Zr, Cd, Hf, Bi e Th, cujas concentrações são em geral superiores às da Crosta Superior da Terra, encontram-se mais concentrados nos horizontes ferruginosos, relacionados aos oxihidróxidos de Fe (hematita e goethita) e ainda ao zircão. Por outro lado, os elementos Co, Zn, Se, Rb, Sr, (Nb), Ag, (Sn), Cs, Ba e Pb estão em níveis inferiores ao da Crosta Continental Superior da Terra, e suas concentrações são mais baixas nos horizontes ferruginosos, sugerindo afinidade com minerais de argila. Os ETR em níveis inferiores a UCC, se enriquecem em ETRP e apresentam fortes anomalia positiva e negativa de C e positiva de Eu, e sugerem distribuição em zircão, oxi-hidróxidos de Fe e outras fases minerais. Os cálculos de balanço de massa demonstram claramente uma evolução laterítica completa, apenas parcialmente modificada em sua porção superior. A zona bauxítica, no entanto, não apresenta localmente potencial para minério, devido o baixo teor de alumina aproveitável e elevado em sílica reativa. Porém a sua ocorrência abre oportunidade para novas pesquisas tendo em vista o potencial geológico e paleoambiental da Província Mineral de Carajás.
Acesso aberto (Open Access)
Mineralogia e geoquímica dos sedimentos de fundo do rio-lago Tapajós-Pa.
(Universidade Federal do Pará, 2019-05-15) GOZZI, Priscila Valéria Tavares; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
Com a subida do nível do mar a partir do Holoceno médio a zona de desembocadura do rio Tapajós passou por mudanças na distribuição da carga sedimentar, atualmente com baixa carga em suspensão, e principalmente desaceleração do fluxo devido a barreira física criada pela diferença de densidade da água com a do rio Amazonas, afogando a foz do rio Tapajós, o que levou ao estabelecimento de condições características de lago. Para avaliar essas novas condições, no baixo curso do rio Tapajós (Lago Tapajós), entre os Municípios de Aveiro a Santarém, foram coletadas e analisadas amostras de sedimentos de interface água-sedimento e dos sedimentos de fundos nos primeiros 90 cm (perfis) de profundidade. Essas amostras foram analisadas quanto às suas características sedimentológicas, mineralógicas e geoquímicas. Os resultados demonstram que as amostras de interface são predominantemente arenosas e os perfis são siltosos, constituídos por quartzo, caulinita, illita/muscovita, além de goethita, gibbsita, anatásio e esmectitas. Esses minerais em sua maioria são constituintes dos solos dos terrenos que circundam o lago. A presença de esmectita não se restringe o rio Amazonas como única fonte, podendo vir de rochas sedimentares do entorno da bacia e de rochas parcialmente intemperizadas na porção a montante do lago. A assembleia de minerais pesados formada por minerais predominantemente ultraestáveis, apontam reciclagem e tendo como fonte primária de rochas graníticas e metamórficas. A distribuição preferencial de sedimentos arenosos nas margens e sílticos e argilosos nas zonas centrais e a variação cíclica da composição química ao longo do perfil, preferencialmente na porção sul do lago, reforça a ambiência lacustre pelos menos nos últimos 90 cm de profundidade.
Acesso aberto (Open Access)
Mineralogia, geoquímica e minerais pesados do perfil laterito-bauxítico com cobertura e sua relação com o grupo Itapecuru: lavra piloto ciríaco (Rondon do Pará)
(Universidade Federal do Pará, 2015-07-11) PANTOJA, Heliana Mendes; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
O perfil laterito-bauxítico de Rondon do Pará estudado faz parte da Província Bauxitífera de Paragominas, a mais importante do Brasil, que hospeda depósitos de classe mundial e de considerável valor econômico. Este consiste de uma sequência de seis horizontes (da base para o topo): argila bauxítica, bauxita maciça, crosta ferro-aluminosa maciça, crosta ferro-aluminosa desmantelada, esferolitos ferruginosos e ao topo a cobertura argilosa equivalente a argila de Belterra. As rochas do Grupo Itapecuru, cujos sedimentos são as prováveis fontes do perfil laterito-bauxítico consistem de siltito e argilitos intemperizados. A composição mineralógica das três unidades estudadas (rochas do Grupo Itapecuru, perfil laterito-bauxítico e cobertura argilosa) é similar, sendo constituídas por caulinita, quartzo, hematita, gibbsita e goethita. Como minerais acessórios anatásio e minerais pesados (zircão, turmalina, rutilo, estaurolita e opacos). As três unidades diferem principalmente pela variação de teores e pela ausência de gibbsita e goethita nas rochas do Grupo Itapecuru. A composição química das três unidades mostra que, Al2O3, SiO2, Fe2O3, TiO2 e PF, são os constituintes mais abundantes, relacionados com os principais minerais. Os conteúdos de elementos traços nas três unidades apresentam uma considerável heterogeneidade e somente V, Cr, Ga, Zr, Hf e Th estão acima da média crustal, todos estes se correlacionam bem com óxi-hidróxidos de ferro. Quando normalizadas aos condritos as três unidades divergem pela anomalia positiva de Ce nas rochas do Grupo Itapecuru, mas são similares na anomalia negativa de Eu, no empobrecimento dos ETRL e no enriquecimento dos ETRP. Os dados obtidos claramente apontam afinidades entre as três unidades, sugerindo que os sedimentos das rochas do Grupo Itapecuru são semelhantes aqueles da rocha mãe do perfil laterito-bauxítico, enquanto sua respectiva cobertura demonstra forte relação com as crostas e esferolitos. A estruturação do perfil laterito-bauxítico junto com os resultados mineralógicos e químicos permitem correlaciona-lo com os depósitos de Paragominas e Juruti.
Acesso aberto (Open Access)
Química, micromorfologia e refinamento por Rietveld das fases minerais da Argila de Belterra em Rondon do Pará
(Universidade Federal do Pará, 2017-02-20) NEGRÃO, Leonardo Boiadeiro Ayres; PÖLLMANN, Herbert; COSTA, Marcondes Lima da; http://lattes.cnpq.br/1639498384851302
Depósitos de bauxitas na região amazônica são comumente cobertos por argilas de coloração amarelada ou avermelhada que podem chegar a 25 m de espessura, denominadas de Argila de Belterra (ABT), termo atribuído a esse material após Sombroek em 1966 descrever argilas similares, porém sem relação com as bauxitas, na região de Belterra, Baixo Amazonas. Em Rondon do Pará, as ABTs possuem entre 10 e 13 m de espessura e cobrem reservas de bauxita de classe mundial. Amostras representativas da ABT de três lavras piloto de bauxita (Branco, Décio e Ciríaco), foram estudadas. A ABT sotopõe perfis laterítico-bauxíticos que consistem em horizontes bem definidos, da base para o topo compostos por: argila bauxítica, seguida por bauxita maciça, crosta ferroaluminosa maciça, crosta ferroaluminosa desmantelada, esferólitos ferruginosos e um horizonte com nódulos bauxíticos tipo popcorn envoltos por matriz argilosa. Em contato discordante e ondulado com o perfil laterítico sotoposto, a ABT é marrom avermelhada na base indo a tons amarelados em direção ao topo, apresenta aspecto homogêneo sem estruturas sedimentares visíveis, silte-argilosa e com fragmentos de bauxita porcelanada (tipo popcorn) em sua base. A composição mineral do material é dominada por caulinita, com Al-goethita, gibbsita, hematita, anatásio e quartzo residual. A razão SiO2/Al2O3 em torno de 1,05 é menor que a teórica de caulinita (1,178), confirmando a existência de gibbsita e ainda Al-goethita. Conforme observado por DRX a caulinita é de baixa ordem estrutural, evidenciado pela baixa distinção do triple localizado na região 19-22° 2ϴ (ânodo de Cu) e por esse mineral não ter correlação satisfatória com nenhum modelo estrutural ICSD de caulinita, o que foi considerado a principal dificuldade de aplicação do método de Rietveld. A Al-goethita possui cerca de 32% mol de Al e é responsável pela tonalidade ocre/amarelada da ABT. Esse mineral associado à hematita e a hidróxido de Fe amorfo (até 0,5% de Fe) é responsável por teores de Fe2O3 de até 13%. Quartzo raramente excede 1% e consiste em fragmentos em meio a matriz argilosa. Anatásio se apresenta em teores entre 2,4 e 2,8%. Conforme observado sob MEV, excetuando-se o quartzo, os minerais constituem cristais pseudo-hexagonais medindo entre 150 e 700 nm. O comportamento térmico do material confirma sua composição mineralógica e, a quantificação mineral a partir de análises termogravimétricas, está de acordo com as obtidas pelo método de Rietveld e por estequiometria (FRX), embora uma correlação precisa entre os métodos seja ainda inviável.
Acesso aberto (Open Access)
Síntese de zeólitas A e 5A a partir de caulim: uma comparação dos métodos de síntese estático e dinâmico
(Universidade Federal do Pará, 2011-05-11) SANTOS, Suzianny Cristina Arimatéa; NEVES, Roberto de Freitas; http://lattes.cnpq.br/9559386620588673
A maior conscientização das questões ambientais e políticas sobre preservação vêm fazendo com que surjam novas propostas de reciclagem de resíduos. Uma dessas formas de reaproveitamento constitui-se no emprego do rejeito do processo de beneficiamento do caulim em síntese de zeólitas a partir do rejeito do caulim, pois as zeólitas possuem uma vasta aplicabilidade. A zeólita 5A foi sintetizada através de troca catiônica utilizando como material de partida a zeólita A e solução cálcica. Neste trabalho foi desenvolvido um processo de síntese para zeólita A e zeólita 5A, além do acompanhamento cinético de obtenção dessas fases cristalinas e o aumento de escala das zeólitas A e 5A. Os métodos de caracterização utilizados foram: DRX, FRX, MEV, DTA-TG e análise granulométrica. Verificou-se que através dos dois métodos de síntese foram obtidas zeólitas A e 5A, porém havendo apenas variações nas intensidades de seus picos, onde as zeólitas sintetizadas no método dinâmico apresentaram maiores intensidade e uma maior possibilidade de aumento de escala de produção para 400g. Os produtos zeolíticos foram utilizados em sistema de adsorção, nos ensaios de adsorção de umidade do ar as mesmas mostram-se promissoras, chegando adsorver até 20% em relação à massa de zeólita. Constatou-se que a nova metodologia dinâmica desenvolvida para produção de zeólita A neste trabalho mostrou-se muito superior à metodologia estática anterior, pois possibilitou um maior aumento de escala além da redução do tempo de síntese.
Acesso aberto (Open Access)
Utilização de rejeito de caulim da Amazônia na síntese da zeólita A
(2007-09) MAIA, Ana Áurea Barreto; CORREA, Edinelson Saldanha; ANGÉLICA, Rômulo Simões; SOUZA, Célio Augusto Gomes de; NEVES, Roberto de Freitas
Zeólita A e hidroxisodalita foram sintetizadas a partir de um rejeito industrial do processo de beneficiamento de caulim para papel, de indústrias da região amazônica. Esse rejeito é composto essencialmente por caulinita e possui razão SiO2/Al2O3 igual à requerida para esses dois tipos de zeólitas. Dessa maneira, o processo de síntese passou por duas etapas: primeiramente o caulim foi submetido ao tratamento térmico, através de calcinação a 700 °C por 2 h, para transformação de caulinita em metacaulinita. A metacaulinita obtida reagiu com NaOH em solução, em condições hidrotermais, através de autoclavagem estática, nas temperaturas de 80, 110 e 150 °C por 24 h. Os materiais de partida foram identificados e caracterizados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e os produtos sintetizados, por meio de DRX, MEV, análises térmica diferencial e termogravimétrica, e espectroscopia de infravermelho. No processo realizado a 150 ºC foi obtida uma mistura de zeólita A e hidroxisodalita. A 110 ºC houve a formação de zeólita A. Contudo, na menor temperatura de síntese (80 °C) não houve formação de material cristalino para as condições do processo estabelecidas.