Síntese de hidróxidos duplos lamelares (HDLS) a partir do rejeito do minério de cobre da Mina do Sossego, PA

Se inadequada a disposição dos rejeitos da mineração pode causar graves problemas ambientais. O aproveitamento dos rejeitos da mineração é uma solução alternativa capaz de minimizar os impactos ambientais decorrentes dessa atividade e do seu processo produtivo, devido à redução do volume de rejeitos, além dos benefícios financeiros gerados na venda destes materiais como subproduto e matéria-prima para diferentes setores industriais. Esta pesquisa tem como objetivo o aproveitamento do rejeito de cobre da usina de flotação proveniente da cava Sequeirinho da mina do Sossego, situada na Província Mineral de Carajás (PMC), sudeste do Pará, como material de partida nas sínteses de Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs). Os HDLs são argilas aniônicas sintéticas ou naturais que possuem estruturas formadas pelo empilhamento de lamelas octaédricas positivamente carregadas contendo cátions di- e trivalentes em seu interior e hidroxilas nos vértices, com água e ânions ocupando o domínio interlamelar. Podem ser representados genericamente pela fórmula: M2+1-xM3+x(OH)2An-x/n•yH2O, onde M2+ representa um cátion divalente, M3+ um cátion trivalente e An- um ânion intercalado com carga n-. Foram realizados 24 experimentos de sínteses de HDLs pelo método de coprecipitação a pH variável. Como material de partida foi utilizado o rejeito da usina de flotação da cava Sequeirinho. A caracterização dos HDLs foi feita por difratometria de raios X (DRX), análise termogravimétrica (DTA-TGA), espectroscopia vibracional na região do infravermelho (EIV) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Inicialmente, foram feitas 4 sínteses com diferentes razões molares Mg2+/(Mg2++Fe 3+). Estes experimentos tiveram como variáveis pré-estabelecidas: tempo de gotejamento de 4 horas, pH 14, grau de agitação rápido e 5 dias no tratamento hidrotérmico a 80°C. Como resultado houve a formação de Iowaita Mg4Fe(OH)8OCl•xH2O), Nitratina (NaNO3) e Brucita (Mg(OH)2). Para as 20 sínteses restantes, o nitrato de magnésio foi substituído por cloreto de magnésio. As variáveis pré-estabelecidas foramas mesmas dos experimentos anteriores, com exceção do período do tratamento hidrotérmico (15 dias). Foram adotadas as 4 razões molares utilizadas nos experimentos iniciais. Para cada razão foram feitas 5 sínteses, cada qual adotando um valor diferente de pH (10, 11, 12, 13 e 14). Como resultado, houve a formaçãode Piroaurita (Mg6Fe2CO3(OH)16•4H2O). A maioria dos resultados obtidos apresenta a seguinte paragênese: Piroaurita e Calcita. A caracterização dos novos compostos através da difratometria de raios X permitiu calcular: os valores de espaçamentos basais (d003 = 7,62-7,94 Å); os valores dos parâmetros a=b (entre 3,0797 e 3,1042 Å) e c (entre 22,86 e 23,82 Å); e a espessura do espaçamento interlamelar (2,82-3,14 Å). O pH das sínteses é diretamente proporcional ao ordenamento estrutural. Essa informação foi corroborada pelas micrografias de MEV onde, também foi possível observar o aumento no tamanho dos cristalitos a medida que o pH se torna mais básico. A decomposição térmica da piroaurita sintetizada ocorre em 4 etapas: na primeira e na segunda etapa (25-101°C e 101-197ºC) ocorre à perda da água adsorvida e a eliminação da água de intercalação, respectivamente. Posteriormente, há a descarbonatação (333-357°C), seguida pela desidroxilação (378-395°C). O ânion intercalado na estrutura dos HDLs foi determinado por EIV e corresponde ao carbonato (1363-1377cm-1 e 2339-2362 cm-1).