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Tipo: Dissertação
Data do documento: 9-Abr-2020
Autor(es): VEGA PORRAS, David Enrique
Primeiro(a) Orientador(a): PAZ, Simone Patrícia Aranha da
Título: Quantificação mineralógica de bentonitas via DRX usando um método combinado Rietveld-Le Bail-Padrão Interno
Citar como: VEGA PORRAS, David Enrique. Quantificação mineralógica de bentonitas via DRX usando um método combinado Rietveld-Le Bail-Padrão Interno. Orientadora: Simone Patrícia Aranha da Paz. 2020. 59 f. Dissertação (Mestrado em Geologia e Geoquímica) – Instituto de Geociências, Universidade Federal do Pará, Belém, 2020. Disponível em: http://repositorio.ufpa.br/jspui/handle/2011/13485. Acesso em: .
Resumo: Tradicionalmente, na indústria da bentonita o principal parâmetro de qualidade do minério é o inchamento, denominando-se naturalmente sódicas as que incham e naturalmente não sódicas as que não incham. No entanto, suas propriedades podem variar significativamente por conta das proporções mineralógicas, teor e tipo catiônico de montmorillonita. O que nem sempre pode ser previsto, pois não se tem um método de quantificação mineralógica consolidado e prático. A opção de quantificar via difratometria de raios X-método do pó pelo método convencional de Rietveld só é confiável quando todas as estruturas cristalinas das fases minerais são conhecidas. Este não é o caso das bentonitas, uma vez que a desordem turbostrática da montmorillonita não é considerada nos modelos estruturais disponíveis, tornando a análise quantitativa um grande desafio. Assim, neste trabalho, aplicando o método combinado Rietveld-Le Bail-Padrão Interno (desenvolvido por Paz et al. 2018), foi gerado um modelo hkl calibrado para a denominada Mg-montmorillonita Formosa. A montmorillonita foi obtida pela separação da fração argila (< 2 μm) da bentonita Formosa via centrifugação segundo a lei de Stokes. O material foi caracterizado por DRX, FRX, EIV, MEV, EM e DTP, encontrando-se uma baixa concentração de outras fases minerais (impurezas). Segundo os resultados de FRX e EM, trata-se de uma montmorillonita beidellítica com mais do 50 % da carga localizada na folha octaédrica. Resultados quantitativos usando o modelo hkl calibrado para a Mgmontmorillonita foram satisfatórios para misturas binárias montmorillonita-fluorita com concentrações de montmorillonita > 50% (índices estatísticos χ2 e RBragg < 5). O método foi reprodutível para 3 replicatas da mistura binária montmorillonita-fluorita (80-20%). A baixa variância e reprodutibilidade dos resultados, indica que o modelo hkl calibrado pode ser utilizado satisfatoriamente para a quantificação mineralógica de bentonitas (conteúdo de 60- 80% de montmorillonita). A rapidez, praticidade e eficiência do método combinado o torna uma boa opção a ser utilizada na indústria, permitindo lidar com fases que dispõe de informações cristalográficas parciais e/ou efeitos difratométricos severos de desordem estrutural, tal como a turbostrática, típica de argilominerais.
Abstract: In the bentonite industry ore quality control has been traditionally carried out using the swelling parameter, denominating those that swell as naturally sodium bentonites and those that do not as naturally non-sodium bentonites. However, the properties of the bentonites can vary due the quantity and cationic type of montmorillonite. These variations cannot always be predicted, because there is no consolidated and practical method for clays mineralogical quantification. A quantification via PXRD using the conventional Rietveld method via X-ray diffractometry is only reliable when all the crystalline structures of the mineral phases are known. This is not the case for bentonites, since the montmorillonite shows turbostratic disorder that is not considered in the available structural models, making it the mineralogical quantification a major challenge. Thus, in this work, was generated a calibrated hkl phase model for a so-called Formosa Mgmontmorillonite applying the combined Rietveld-Le Bail-Internal Standard method developed by Paz et al. (2018). The montmorillonite was obtained via centrifugation according to the Stokes law by particle size separation of the clay fraction (< 2 μm) from the Formosa bentonite. The sample was characterized by XRD, XRF, FTIR, SEM, MS and PSD, finding a low concentration of other mineral phases (impurities). According to the XRF and MS analysis, it is classified as a beidellitic montmorillonite with octahedral charge of >50 %. Quantitative results were satisfactory using the hkl model for montmorillonite-fluorite binary mixtures with montmorillonite content >50 % (statistical indices χ2 and RBragg < 5). The method was reproducible for three replicates of the montmorillonite-fluorite binary mixture (80-20%). The greater precision and reproducibility of the results, shows that the calibrated hkl phase model can be used satisfactorily for the mineralogical quantification of bentonites (60-80% montmorillonite content). These results showed that the combined method is a convenient and fast procedure, essential requirements for an industrial application, allowing deal with phases that have partial crystallographic information and handling severe diffractometric effects of structural disorder, such as turbostratic disorder, typical of clay minerals.
Palavras-chave: Bentonita
Montmorillonita
DRX-método do pó
Método de Rietveld
Método Le Bail
Método Padrão Interno
Banda de difração
Bentonite
Montmorillonite
Powder X-ray diffraction
Rietveld Method
Le Bail Method
Internal Standard Method
Diffraction band
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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