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https://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/13477
Tipo: | Dissertação |
Data do documento: | 13-Abr-2020 |
Autor(es): | RODRIGUES, Andréia Oliveira |
Primeiro(a) Orientador(a): | PAZ, Simone Patrícia Aranha da |
Título: | Diferenciação catiônica de bentonitas por infravermelho: um estudo dos efeitos da hidratação dos cátions trocáveis |
Citar como: | RODRIGUES, Andréia Oliveira. Diferenciação catiônica de bentonitas por infravermelho: um estudo dos efeitos da hidratação dos cátions trocáveis. Orientadora: Simone Patrícia Aranha da Paz. 2020. 63 f. Dissertação (Mestrado em Geologia e Geoquímica) – Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2020. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/13477. Acesso em: . |
Resumo: | Na indústria de bentonita, o procedimento mais usual no controle de qualidade do minério e do processo de ativação sódica é o método de inchamento. Porém, esta ferramenta restringe-se apenas à diferenciação do tipo sódica e não-sódica, não contemplando as demais variedades catiônicas. A análise de composição dos cátions trocáveis requer procedimentos laboriosos, com trocas catiônicas diárias (entre 3 a 6 dias) e análises químicas Via Úmida, o que seria inviável para este tipo de indústria. Apesar disso, o conhecimento do tipo catiônico é de suma importância, pois ajudaria na implementação de uma rota tecnológica de melhor qualidade e rendimento da ativação sódica. Nesse contexto, este trabalho buscou estabelecer parâmetros de diferenciação catiônica de bentonitas com base na espectroscopia de infravermelho próximo e médio para a investigação da hidratação dos cátions trocáveis. Empregaram-se também distribuição de tamanho de partícula (DTP) e isotermas de adsorção-dessorção N2. Foram estudadas onze esmectitas, incluindo uma Mg-montmorillonita e duas do repositório da Clay Minerals Society: SWy-2 (Na-montmorilonita) e SAz-1 (Ca-montmorilonita). A fração argila obtida pela separação granulométrica foi caracterizada por FRX, DRX, CTC e PCZ. Tratamento térmico prévio por secagem a 105 ºC por 24 h e desidratação a 400 ºC por 2 h. Os cátions trocáveis e a hidratação influenciaram as bandas de absorção das moléculas de água na região espectral de infravermelho próximo e médio mostrando que estas são fortemente influenciadas pelo tamanho e carga dos íons (monovalentes e divalentes). Foi observada a diferenciação catiônica pela intensidade destas bandas. Absorções próximas a 3620 cm-1 foram atribuídas à água ligada diretamente aos cátions, no entanto, a diferenciação só foi possível nas amostras secas a 105 ºC, pois nesta temperatura ainda permanecem hidratados. A redução na intensidade desta banda deve-se a diminuição do teor de água, devido a desidratação da intercamada após aquecimento a 400 ºC, o que não favorece a diferenciação. As absorções próximas de 3430 cm-1 foram atribuídas as moléculas de água adsorvida, assim como a banda complexa em 7072 cm-1, obtendo-se um espectro, em ordem descrescente, Ca, Mg e Na. A espectroscopia DRIFT na região próximo foi considerada uma técnica simples, rápida e de baixo custo de análise que permitiu distinguir diferentes tipos de bentonitas. |
Abstract: | In the bentonite industry, the most common procedure for quality control of the ore and the sodium activation process is the swelling method. However, this tool is restricted only to the differentiation of the sodium and non-sodium types, not considering the other cationic varieties. The analysis of the composition of exchangeable cations requires laborious procedures, with daily cationic exchanges (between 3 and 6 days) and chemical analysis Via Humid, which would be unfeasible for this type of industry. Despite this, knowledge of the cationic type is of paramount importance, as it would help in the implementation of a technological route of better quality and efficiency of sodium activation. In this context, he sought in this work to establish cationic differentiation parameters for bentonites based on near and medium infrared spectroscopy for the investigation of hydration of exchangeable cations. Particle size distribution (DTP) and N2 BET adsorption-desorption isotherms were also used. Eleven smectites were studied, including one Mg-montmorillonite and two from the Clay Minerals Society repository: SWy-2 (Na-montmorillonite) and SAz-1 (Ca-montmorillonite). The clay fraction obtained by granulometric separation was characterized by FRX, DRX, CTC and PCZ. Previous heat treatment by drying at 105 ºC for 24 h and dehydration at 400 ºC for 2 h. Exchangeable cations and hydration influenced the absorption bands of water molecules in the near and medium spectral region, showing that they are strongly influenced by the size and charge of the ions (monovalent and divalent). The cationic differentiation was observed by the intensity of these bands. Absorptions close to 3620 cm-1 were attributed to water directly linked to cations, however, differentiation was only possible in samples dried at 105 ºC, because at this temperature they still remain hydrated. The reduction in the intensity of this band is due to the decrease in the water content, due to dehydration of the interlayer after heating to 400 ºC, which does not favor differentiation. The absorptions close to 3430 cm-1 were attributed to the adsorbed water molecules, as well as the complex band in 7072 cm-1, obtaining a spectrum, in descending order, Ca, Mg and Na. DRIFT spectroscopy in the nearby region was considered a simple, fast and low-cost analysis technique that allowed to distinguish different types of bentonites. |
Palavras-chave: | Bentonita Infravermelho Tipo catiônico Hidratação Bentonite Infrared Cationic type Hydration |
Área de Concentração: | GEOQUÍMICA E PETROLOGIA |
Linha de Pesquisa: | MINERALOGIA E GEOQUÍMICA |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS |
País: | Brasil |
Instituição: | Universidade Federal do Pará |
Sigla da Instituição: | UFPA |
Instituto: | Instituto de Geociências |
Programa: | Programa de Pós-Graduação em Geologia e Geoquímica |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil |
Fonte: | 1 CD-ROM |
Aparece nas coleções: | Dissertações em Geologia e Geoquímica (Mestrado) - PPGG/IG |
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