CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA DE ARGILAS BENTONÍTICAS

Clay minerals are hydrated silicates of Aluminum, Iron and Magnesium that has lamellar structure (phyllosilicates) composed by continuous SiO4 tetrahedral layers connected to bi and tri metals hydroxide octahedral layers. The layers are continuous and hexagonally ordered regarding to crystallographi...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2015
Main Author: Caetano, Elenice Hass lattes
Orientador/a: Andrade, André Vitor Chaves de lattes
Banca: Weber, Juliana Regina Kloss lattes, Antunes, Sandra Regina Masetto lattes
Format: Dissertação
Language:por
Published: UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química Aplicada
Department: Química
Assuntos em Portugês:
DRX
Assuntos em Inglês:
XRD
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://tede2.uepg.br/jspui/handle/prefix/2036
Citação:CAETANO, Elenice Hass. CARACTERIZAÇÃO MINERALÓGICA DE ARGILAS BENTONÍTICAS. 2015. 92 f. Dissertação (Mestrado em Química) - UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA, Ponta Grossa, 2015.
Resumo Português:Argilas são materiais naturais, terrosos, considerados finos grãos que contém partículas com diâmetro inferior a 2 μm e, quando umedecidos com água, apresentam plasticidade. São constituídas essencialmente por argilominerais (filossilicatos) e por matéria orgânica, sais solúveis, minerais como calcita, pirita, gibsita, quartzo entre outras impurezas. Bentonita, conhecida como o argilomineral mais abundante do grupo da esmectita, pertence ao grupo dos filossilicatos 2:1, sua estrutura cristalina é constituída por duas folhas tetraédricas de sílica com uma folha central octaédrica de alumina, ambas unidas por átomos de oxigênio em comum. O grande interesse tecnológico nessa argila está ligado à sua alta capacidade de troca catiônica, intumescimento pela água e às pequenas dimensões dos cristais, cujos fatores favorecem a modificação das argilas para a descoberta de novas aplicações. Para tanto, a caracterização da argila é uma etapa primordial para aplicações tecnológicas bem como suas propriedades fundamentais como alta adsortividade, alta capacidade de troca catiônica, capacidade de inchamento e alta propriedade de barreira. No presente trabalho, foram caracterizadas quatro amostras de argilas Bentonítas de diferentes procedências, sendo duas na sua forma pura e duas organofílicas pelas respectivas técnicas: difração de raios X, fluorescência de raios X, Espectroscopia Vibracional de Absorção na Região do Infravermelho, Ressonância Magnética Nuclear do estado sólido - 27Al RMN-MAS, Microscopia Eletrônica de Varredura com Efeito de Campo. Os resultados obtidos indicaram a predominância da fase esmectita evidenciada pela alta capacidade de inchamento e alta capacidade de troca catiônica. Além disso, os resultados de DRX, FRX e FTIR também evidenciaram a predominância da fase esmectita, bem como a presença de quartzo e outros minerais. Também foi possível avaliar a presença de compostos orgânicos no espaço interlamelar das argilas organofílicas e notou-se que não houve alterações em suas estruturas cristalinas, informações estas corroboradas pelas técnicas de FTIR e 27Al RMN-MAS. As micrografias obtidas por MEV-FEG puderam confirmar a irregularidade de tamanho dos aglomerados de partículas típico de bentonitas. As Caracterizações obtidas para as argilas determinaram sua composição elementar, sendo possível distinguir argilas de diferentes procedências pela quantidade de impurezas, bem como a predominância da fase esmectita. Além disso, por meio da caracterização também foi possível determinar a quantificação de suas propriedades fundamentais, e também confirmar a presença de composto orgânico no espaço interlamelar por meio do deslocamento do pico de maior intensidade do ângulo 2θ. Essas caracterizações podem ser utilizadas em benefício das áreas industriais, como farmacêutica, alimentícia, ambientais entre outras, podendo ser aprimoradas as propriedades quando bem identificadas e quantizadas.
Resumo inglês:Clay minerals are hydrated silicates of Aluminum, Iron and Magnesium that has lamellar structure (phyllosilicates) composed by continuous SiO4 tetrahedral layers connected to bi and tri metals hydroxide octahedral layers. The layers are continuous and hexagonally ordered regarding to crystallographic axis a and b. The arrange of clays minerals determines the type of clay mineral as 1:1 or 2:1. The 2:1 clays minerals are divided in groups: Vermiculite, Mica, Chlorite, Saponite, Paligorskita and the Smectite group. Among the Smetectite group stands out the Bentonite, the most abundant clay mineral and that shows 2:1 phyllosilicates structure composed by two silicate tetrahedral layers and one alumina octahedral layers, both connected by oxygen atoms in common. The great technological interest in these clay results of the high cation exchange capacity, swelling by water and low size of crystals. Such properties favor the clays modification to discovery new applications. Thus, the clays minerals are an essential step for the discovery of technological applications as well as the fundamental properties of clays. In this work, were characterized four samples of clays through of X-Ray Diffraction, X-Ray Fluorescence Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy, 27Al NMR-MAS and Field Emission Scanning Electron Microscopy. The obtained results indicate the predominance of Smectite phase in clays due to high swelling capacity and cation exchange observed. The predominance of Smectite phase was confirmed by XRD, XRF and FTIR, which also indicates the presence of quartz and other minerals. Were also evaluated the presence of organic compounds in the interlayer space of modified clays and was noted that have not changes in their crystalline structures, based on FTIR and 27Al NMR-MAS results. The SEM-FEG micrography confirms the irregularity of cluster size, according to expect to bentonite clays. The performed characterizations for these clays minerals determine its elementary composition and makes possible distinguish the four samples according to its place of origin by the amount of impurities, as well as the prevalence of smectite phase. The characterization analysis were used to quantification of fundamental properties and to evaluated the organic compounds presence in interlayer space through of delocalization of the most intense peak in 2θ angle. The obtained results are useful for the benefit of industrial areas such as pharmaceutical, food, environmental and others, once the mineral clays properties can be improved when properly identified and quantized.